Trên tàu này đã được trang bị hệ thống cân bằng kiểu ballast điều khiển bằng tay, gồm 23 két dằn, hệ thống ống và các bơm, van dằn. Thiết kế cơ bản và sơ đồ chức năng điều khiển bơm van của hệ thống này được thể hiện trên mặt bàn điều khiển lắp trên tàu (Xem hình 3.3). Số lượng, chức năng từng loại két ở các mạn được bố trí đối xứng qua mặt phẳng tâm tàu, mổi bên gồm 07 két dằn bố trí dọc mạn tàu chủ yếu để điều chỉnh sức nổi và chống nghiêng lệch theo mạn, 02 két có dung tích lớn chủ yếu để giảm lắc ngang, 01 két dằn lái (trái, phảỉ tuỳ theo mạn) ở phía gần mũi tàu để chống nghiêng lệch do lực ly tâm khi tàu quay trở ở tốc độ lớn. Ngoài ra, tàu có 01 két chung dung tích rất lớn, được bố trí ở đường tâm gần mũi tàu (có ảnh hưởng dằn như nhau đối với các mạn), dùng để điều chỉnh cân bằng dọc (trim) khi tàu chất hoặc dỡ tải phân bố dọc thân tàu.
Hình 3.3. Panel điều khiển bằng tay bơm van dằn
Ở mỗi két dằn, một van có lưu lượng lớn được bố trí, nó có thể điều khiển khiểu từ xa bằng điện thuỷ lực để đóng mở bơm nước vào hoặc xả nước ra tuỳ
thuộc vào việc kích hoạt hệ thống bơm hút hay bơm xả (Xem hình 3.4). Hệ thống hút khô- dằn gồm các bơm truyền động điện kiểu ly tâm đứng, tự hút, độc lập với nhau, có khả năng khi một bơm đang hút khô qua ống chính (hoặc dằn) thì bơm kia có thể dằn (hoặc hút khô qua nhánh hút trực tiếp). Toàn bộ các hệ thống vừa mô tả được sử dụng để đưa con tàu về trạng thái nghiêng lệch ở mức cho phép khi tàu mất cân bằng. Thao tác đóng mở các bơm, van được điều khiển bằng tay một cách riêng lẻ thông qua việc quan sát đồng hồ đo độ nghiêng của tàu (kiểu cơ học) để đóng mở các bơm van cho phù hợp.
Hình 3.4. Các van và bộ nguồn điều khiển thuỷ lực
Khi các bơm van hoạt động, thông qua hệ thống ống dằn, lượng nước trong các khoang két dằn được điều chỉnh một cách hợp lý hơn, bù trừ lại sự nghiêng lệch do mất cân đối của việc phân bố lại tải trọng trên tàu hoặc do bị tác động bởi các yếu tố khác. Trong quá trình cân bằng, lượng nước trong các khoang két thường xuyên được kiểm soát thông qua tín hiệu đo từ các đầu đo liên tục lắp tại mỗi mỗi két.
Chiều cao mức nước trong các khoang két tỉ lệ với tín hiệu đo tương ứng và được hiển thị trên bảng đồng hồ đo chỉ báo mức nước khoang két lắp đặt trên buồng lái (Xem hình 3.5). Về mặt nguyên lý, đây là hệ thống cân bằng được thiết kế không quá phức tạp đối với chức năng điều khiển, dễ thao tác và hoàn toàn có thể sử dụng để cân bằng cho con tàu trong một số tình huống đơn giản. Tuy nhiên, việc điều chỉnh cân bằng con tàu (thực hiện bằng tay) trong quá trình làm hàng là rất khó khăn, làm cho người vận hành rất căng thẳng và mệt mỏi, đòi hỏi người vận hành phải có kinh nghiệm mới có thể xử lý các tình huống nghiêng lệch một cách nhanh chóng và an toàn. Để hạn chế những nhược điểm vừa nêu, hệ thống điều khiển cần phải được thiết kế ở mức độ linh hoạt hơn, khắc phục những hạn chế chủ quan của con người.
Trên cơ sở thực trạng hệ động lực bơm van có sẵn, nhóm đề tài đã ứng dụng các kết quả nghiên cứu để thiết kế hệ thống tự động điều khiển cân bằng áp dụng trên tàu Lash. Mặc dù hệ thống này có thể áp dụng ngay trên tàu Lash với điều kiện hệ động lực hiện có nhưng với cách thiết kế mang tính mở thể hiện ở phần cứng (được thực hiện trên các phần tử PLC có nhiều tính năng mới, có độ tích hợp cao) và phần mềm được lập trình linh hoạt. Hệ thống hoàn toàn có thể áp dụng trên những đối tượng có quy mô lớn và phức tạp hơn (số lượng két, bơm, van, số điểm đo và tín hiệu cần xử lý), đáp ứng được các yêu cầu chất lượng điều chỉnh cao. Các phần tiếp theo sẽ lần lượt trình bày quá trình thiết kế hệ thống điều khiển cho tàu Lash. Quá trình thiết kế được lấy xuất phát điểm từ các kết quả nghiên cứu lý thuyết (hiểu biết bản chất động học của đối tượng về mặt lý thuyết, các tính toán cơ bản áp dụng để tính cân bằng v.v...) và hệ thống động lực bơm van, sẵn có trên tàu Lash.
3.1.4. Các yêu cầu và giải pháp cho bài toán cân bằng tàu LASH. 3.1.4.1. Yêu cầu về các khoang két dằn tạo mô men cân bằng tàu.