L ỜI NĨI ĐẦU
3.2.1.Xác định lượng chiếm nước của tàu đệm khí
Lượng chiếm nước là thơng số quan trọng đầu tiên cần xác định khi thiết kế. Riêng đối với tàu đệm khí, lượng chiếm nước càng đĩng vai trị quan trọng hơn nữa vì nĩ cĩ ảnh hưởng rất lớn đến khả năng nâng và chạy trên đệm khí khi tàu hoạt động. Về mặt lý thuyết, lượng chiếm nước của tàu đệm khí được xác định theo phương trình trọng lượng viết dưới dạng tổng quát như sau:
= = n i i 1 W (3.1) trong đĩ: - thể tích chiếm nước của tàu, (m3)
= CB LBT (3.2) L, B, T - chiều dài, chiều rộng, chiều chìm của tàu thiết kế, (m) CB - hệ số đầy thể tích chiếm nước
- trọng lượng riêng của nước tại vùng biển tàu chạy, (tấn/m3) n i i 1
W - tổng của tất cả khối lượng Wi cĩ mặt trên tàu thiết kế.
Đối với tàu đệm khí, các thành phần tải trọng Wi thường phụ thuộc vào các thơng số của đệm khí như chiều dài Lc, chiều rộng Bc, áp suất đệm khí Pc v..v…
Wi = f(Lc, Bc, Ne, Pc …) (3.3) Đối với tàu đệm khí thiết kế, các tải trọng thành phần Wi gồm các thành phần : n i i 1 W = Wv + Wm + Wtb + Wnl + Whk (3.4) trong đĩ : Wv - khối lượng phần thân tàu.
Wm - khối lượng động cơ. Wtb - khối lượng thiết bị tàu. Wnl - khối lượng nhiên liệu. Whk - khối lượng hành khách.
Phần tiếp theo sẽ ước lượng giá trị các khối lượng thành phần đối với tàu đệm khí đang thiết kế, cụ thể như sau.
1. Khối lượng tàu khơng
Khối lượng thân tàu W0 bao gồm khối lượng phần vỏ và phần kết cấu bên trong, được xác định dựa vào số liệu thống kê các mẫu tàu đệm khí đã chế tạo thành cơng. Bảng 3.1 giới thiệu các thơng số về khối lượng của một số mẫu tàu đệm khí hiện nay, trong đĩ khối lượng tàu khơng trong bảng thống kê bao gồm khối lượng thân tàu Wv, khối lượng giá đỡ động cơ và động cơ, khối lượng chong chĩng và hệ điều khiển. Wo = Wv + Wm + Wtb (3.5) Theo bảng 3.1, dự tính chọn khối lượng vỏ tàu là:
Wv = 96 kg = 0,096 (tấn)
Bảng 3.1: Thơng số của một số mẫu tàu đệm khí [9]. Khối lượng động cơ Mẫu tàu Cơng suất
động cơ (HP) Lbs Kg Khối lượng Tàu khơng (Lbs) Số hành khách 3.5 - 8(nâng) < 35 < 16 UH - 12T4 Explorer 9 – 15(đẩy) < 65 < 29.5 < 375 2 - 3 UH - 13P Sportman 18 – 27 < 120 < 54.5 < 375 2 - 3 3.5 - 8(nâng) < 35 < 16 < 300 2 UH - 13PT Twin Trainer 9 – 15(đẩy) < 65 < 29.5 < 65 < 29.5 UH-10F Entry Level 9 - 15 < 80 < 36 140 – 170 1 2. Khối lượng hành khách
Theo quy định của Quy phạm, khối lượng hành khách (kể cả hành lý) là 130 kg. Tuy nhiên trong điều kiện thực tế của tàu thiết kế và khối lượng trung bình của người Việt Nam, đồng thời để đảm bảo khả năng chạy an tồn trên đệm khơng khí, chúng tơi chọn khối lượng trung bình mỗi hành khách trong trường hợp này là 70 kg. Mỗi người đi trên tàu mang theo trung bình khoảng 5 kg hành lý, tổng cộng là 15 kg , do đĩ khối lượng của 2 khách và 1 người lái (kể cả hành lý) đi trên tàu sẽ là:
Whk = 3.75 = 225 kg = 0,225 (tấn)
3. Khối lượng động cơ
Động cơ sử dụng cho tàu đệm khí rất đa dạng về mặt chủng loại và cơng suất. Khối lượng động cơ được xác định bằng cách xác định cơng suất đẩy tàu cần thiết,
sau đĩ lựa chọn loại động cơ phù hợp và tiến hành xác định khối lượng của động cơ. Tuy nhiên trong giai đoạn thiết kế sơ bộ, khi chưa cĩ đủ số liệu tính cơng suất đẩy tàu cĩ thể tham khảo các số liệu của tàu mẫu trong bảng 3.2 để dự đốn cơng suất động cơ nâng dùng cho tàu là (3,5 8) HP, cơng suất động cơ động cơ đẩy tàu là (8 15 ) HP. Từ các số liệu nêu trên, kết hợp tra cứu các loại động cơ tương ứng cĩ thể xác định sơ bộ khối lượng hai loại động cơ vừa động cơ nâng và động cơ đẩy là khoảng 42 kg.
Wm = 42 kg = 0,042 (tấn)
4. Khối lượng trang thiết bị Ptb
Khối lượng trang thiết bị Wtb bao gồm khối lượng của các chong chĩng nâng và đẩy, khung đỡ động cơ, khung bao các chong chĩng, bánh lái và bộ phận điều khiển. Khối lượng này dự trù khoảng 20 kg.
Wtb = 20 (kg) = 0,02 (tấn)
5. Khối lượng nhiên liệu Wnl
Khối lượng nhiên liệu mang theo tàu được xác định tùy thuộc vào loại động cơ, suất tiêu hao nhiên liệu của động cơ, cơng suất động cơ, hiệu suất chong chĩng v..v… Trong giai đoạn thiết kế sơ bộ, cĩ thể tính tốn sơ bộ lượng nhiên liệu ban đầu theo cơng thức kinh nghiệm sau:
Wnl = k ge Ne V R
(3.6)
trong đĩ: ge - suất tiêu hao nhiên liệu, thơng thường đối với các động cơ cở nhỏ, cơng suất dưới 20 (HP), cĩ thể chọn ge = 0,4 (kg/kw.h) Ne - tổng cơng suất 2 động cơ Ne = 23 (HP) R - tầm hoạt động của tàu R = 100 (km) V - vận tốc tàu V = 65 (km/h)
k - hệ số dự trữ, tính đến ảnh hưởng của điều kiện thời tiết Chọn k = 1,2
Suy ra khối lượng nhiên liệu cần thiết cho hoạt động của tàu : Wnl = 1,2.0,4.23. 65 100 = 16,9 (kg) Chọn Wnl = 17 (kg) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Như vậy, khối lượng tổng cộng của tồn bộ tàu sẽ là : W = Wv + Wm + Whk + Wtb + Wnl
= 96 + 42 + 225 + 20 + 17 = 400 (kg) = 0,4 (tấn)
Trong nhiệm vụ ban đầu dự định khối lượng của tàu thiết kế khoảng 400 (kg). Khối lượng này bao gồm cả khối lượng vỏ, khối lượng hành khách và thuyền viên, khối lượng động cơ, khối lượng nhiên liệu, khối lượng thiết bị điều khiển.