STT.
1
2 Lớp vỏ bao đoạn mút.
3 Lớp vỏ bao đoạn đáy tàu.
4 Lớp bong đoạn giữa tàu.
5 Lớp bong đoạn mút.
6 Sườn ngang sau 0.15L.
7 Sườn ngang trước 0.15L.
8 9 10 11 12 13 14 15
5.2.Thiết kế bố trí chung.
5.2.1.Ảnh hưởng của việc bố trí chung tồn tàu.
Thiết kế bố trí chung tồn tàu ảnh hưởng trực tiếp đến các yêu cầu sử dụng, tính năng hàng hải và tính kinh tế của con tàu. Việc bố trí chung tồn tàu hồn tồn phụ thuộc vào chức năng và nhiệm vụ của tàu. Tàu thuỷ không chỉ là một phương tiện giao thông vận tải hoặc sản xuất mà cịn là một cơng trình kiến trúc nổi. Do đó bố trí chung tồn tàu ngoài việc phải đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật cịn phải chú ý đến tính thẩm mỹ. Thiết kế bố trí chung tồn tàu là nhân tố chính quyết định vẻ đẹp và khơng gian của con tàu.
Thuyền thiết kế là loại tàu khách nên tất cả phải được ưu tiên dành cho hành khách. Bố trí những khơng gian tốt nhất cho hành khách, các phương tiện an tồn, cứu sinh được trang bị đầy đủ và bố trí hợp lí.
Nguyên tắc chung khi bố trí thuyền khách là:
Bố trí đủ chỗ cho khách, cho đồn thuỷ thủ, các buồng trang bị đủ tiện ghi theo tiêu chuẩn đã định.
Bố trí các buồng sinh hoạt cơng cộng hợp lí, tiện nghi đầy đủ, đảm bảo theo tiêu chuẩn đã định.
Lối đi lại trên tàu dễ dàng, an toàn, sinh hoạt thoải mái.
Lối thoát hiểm đủ rộng, đảm bảo mọi người trên tàu nhanh chóng thốt hiểm trong trường hợp tàu gặp sự cố.
Bố trí người và hàng trong mọi trường hợp phải đảm bảo cho tàu luôn ở tư thế ổn định, cân bằng dọc và ngang theo tiêu chuẩn đã định.
5.2.2.Bố trí chung của thuyền thiết kế.
Bố trí chung của tàu được thiết kế tuân theo quy định của quy phạm kiểm tra và chế tạo các tàu làm bằng chất dẻo cốt sợi thủy tinh TCVN 6282-2003.
Trên cơ sở tham khảo tàu mẫu, kết hợp với các yêu cầu cơ bản của tàu thiết kế. Bố trí cụ thể của tàu thiết kế như sau:
- Vách ngăn phía lái được bố trí tại sườn số 5. Vách có tác dụng ngăn kín nước và phân chia ranh giới giữa khoang lái và khoang khách.
- Khoang lái được bố trí từ sườn số 0 đến sườn số 5.
- Vách ngăn phía mũi được bố trí tại sườn số 28. Vách có tác dụng ngăn kín nước và phân chia ranh giới khoang mũi và khoang khách.
- Khoang mũi được bố trí từ sườn số 28 đến hết mũi tàu. Khoang khách được bố trí từ sườn số 5 đến sườn số 26 bao gồm:
- Buồng khách được bố trí từ sườn số 5 đến sườn số 11 bên trong buồng có nhà vệ sinh riêng với đầy đủ các trang thiết bị, giường ngủ đơn và bàn làm việc.
- Phòng sinh hoạt chung và quầy phục vụ được bố trí từ 11 đến sườn số 20.
- Phòng thuyền viên và kho thực phầm, nhà bếp được bố trí từ sườn số 20 đến sườn số 26.
- Nhà kho được bố trí từ sườn số 26 đến sườn số 28.
- Cabin được bố trí trên khoang khách chạy từ sườn số 5 đến sườn số 21 bên trong có bàn ghế sinh hoat chung và buồng lái.
- Cầu thang xng khoang khách bố trí tại sườn 13 được bác xiên từ cabin xuống đến mặt sàn khoang khách tại sườn số 15.
- Lan can được bố trí xung quanh boong tàu làm bằng inox để tạo tính sang trọng cho tàu.
- Cầu thang dùng cho hành khách lên xuống tàu làm bằng inox được đặt tại đuôi tàu.
- Phao cứu sinh được bố trí hai bên tàu.
- Việc bố trí trang thiết bị của thiết bị năng lượng tàu trong buồng máy phải phù hợp với yêu cầu của quy phạm và quy tắc kỹ thuật an tồn.
- Máy chính được đặt trong hầm máy, trọng tâm của máy trùng với trung điểm của hầm máy, đường tâm của trục động cơ nằm trong mặt phẳng cắt dọc giữa tàu và song song với đường cơ bản.
- Tất cả các tải trọng, trang thiết bị và các két…được bố trí đối xứng nhau qua mặt phẳng cắt dọc giữa tàu để tạo độ ổn định cho tàu.
Bảng vẽ bố trí chung: Xem phụ lục 2.
5.3.Tính sức cản và nghiệm tốc độ tàu. 5.3.1.Tính sức cản.
Có rất nhiều phương pháp khác nhau để tính sức cản một cách gần đúng. Do tàu thiết kế là tàu khách cở nhỏ, hoạt động vùng vịnh biển nên ta áp dụng cơng thức tính sức cản gần đúng của viện thiết kế Leningrade đưa ra. Công thức tính sức cản như sau: R = 0.17Ω.V Hay R = A.V 1.825 + E.V 4 Trong đó: A=0.17 Ω E=1.4524
= L.(1.36T +1.13.δ.B). là diện tich mặt ước của tàu
Ta có:
L= 15.8 là chiều dài thiết kế của tàu. B= 4.494 là chiều rộng thiết kế của tàu. T= 1.341 là chiều chìm trung bình của tàu. D= 39.435 là tải trọng chiếm nước của tàu.
= 0.50 là hệ số béo của tàu. Thay số vào công thức ta được:
= 15.8x(1.36x1.341 +1.13x0.5x4.495) = 68.94m2 (5.29). (5.30). (5.31) (5.32) (5.33) A=0.17x39.435=6.7
Suy ra:
R = A.V 1.825 + E.V 4 = 6.7xV 1.825 + 0.83V 4
Công suất máy chính được tính theo cơng thức trong tài liệu tham khảo [6].
Ne = RxV
75xη
Trong đó:
η =η p .ηk .ηR .ηhs .ηt .ηmt là hiệu suất tổng cộng
p =0.4 là hiệu suất chân vịt.(chọn sơ bộ theo vận tốc tàu.)
k = (1,01 ÷1,06) chọn ηk =1.01 là h iệu suất thân tàu.
R = (0,95 ÷1,05) chọn ηR =0.95 là hiệu suất xoáy.
h s =0.98 là hiệu suất truyền hộp số ứng với truyền động bánh răng cấp
1.
t = (0,97 ÷ 0,99) chọn ηt =0.97 là hiệu suất đường trục ứng với hệ trục
ngắn.
mt = (0,89 ÷ 0,96) chọn ηmt =0.89 là hiệu suất môi trường.
Thay số ta được:
= 0.4x1.01x0.95x0.98x0.97x0.89 = 0.324
Suy ra:
RxV Ne 75x0.32
Kết quả tính sức cản của tàu được thể hiện ở bản sau: Bảng 5.3: Bảng tính sức cản và nghiệm cơng suất máy chính.
Vận tốc tàu Hl/h 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Từ bảng trên ta vẽ đồ thị sức cản như sau:
R(kG). 750 700 650 600 550 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 83
5.3.2.Nghiệm tốc độ của tàu.
Từ đồ thị ta nhận thấy với vận tốc V=6(Hl/h) ta được Ne=30.81(Hp)
Do ảnh hưởng của mơi trường làm viêc và để trích một lượng cơng suất dự trữ cho hệ thống thiếu sáng , hệ thống hút khơ ta chọn máy chính cho tàu là loại máy :
YAMAHA 40HP với các thông số cơ bản như sau: Trọng lượng khô : 80 – 100 kg.
Công suất tối đa : 29.4 Kw/40 Hp.
Tốc độ máy tối đa : 4500 – 5500 vòng/ phút. Số xi lanh : 2.
Dung tích xi lanh : 703cc.
Hệ thống khởi động : bằng tay hoặc bằng điện. Tỉ lệ trộn nhiên liệu : 50:1.
CHƯƠNG 6: TÍNH TỐN SƠ BỘ BUỒM CỦA TÀU.
Thuyền buồm được thiết kế chạy bằng động cơ. Buồm được thiết kế chỉ mang tính chất trang trí để tăng tính thẩm mĩ cho con tàu.
Thiết kế sơ bộ buồm theo các bước sau đây:
6.1.Tính diện tích buồm.
Ngày nay có rất nhiều phương pháp tính diện tích buồm tuỳ thuộc vào từng loại tàu mà áp dụng cơng thức tính diện tích buồm cho hợp lý.
Các phương pháp tính hiện nay thường là so sánh diện tích của buồm với diện tích mặt đường nước của thuyền hoặc với lượng chiếm nước của thuyền:
Một số cơng thức tính diện tích buồm như sau:
Cơng thức Dlukana: so sánh với diện tích mặt đường nước. S = K.SW
Trong đó:
S: là diện tích buồm.
Sw: là diện tích đường nước thiết kế. k = 3÷ 4 cho thuyền lớn đi đường dài. k = 3,6 ÷ 5 cho thuyềnvừa và nhỏ. k = 2 ÷ 3 cho thuyền khơng có cabin. k = 1.5÷2 cho thuyền nhỏ khơng có cabin.
Phương pháp so sánh với diện tích mặt ướt của thuyền: S = Ω(2 4).
Trong đó:
S: là diện tích buồm.
Ω = L.(1.36T +1.13.δ.B).là diện tích mặt ướt của thuyền.
K = 2 đối với thuyền cỡ nhỏ.
K = 4 đối với thuyền cỡ lớn.
Trong thực tế tổng diện tích buồm của những loại thuyền vận tải và đánh cá có thể lấy gần đúng theo cơng thức tính nghiệm như sau:
S= Lđn. Bđn
Trong đó:
Lđn là chiều dài đường nước thiết kế. Bđn là chiều rộng đường nước thiết kế.
Ngồi ra người ta cịn sử dụng một số phương pháp khác ít thơng dụng hơn: S= k. ω
Trong đó:
là diện tích mặt cắt ngang lớn nhất tính đến đường nước thiết kế. k = 30 ÷ 40 cho loại thuyền lớn đi đường dài .
k = 50 ÷ 60 cho loại thuyền có trọng tải lớn . k = 100 cho loại thuyền lớn . k = 50 cho loại thuyền nhỏ.
Theo như thực tế tìm hiểu thấy các thuyền buồm nước ta thường có tổng diện tích buồm:
S =(1,5 ÷ 2)Sđn. Trong đó:
Sđn là diện tích mặt đường nước thiết kế.
Từ các công thức trên chọn công thức (6.5) để tiến hành tính diện tích buồm cho thuyền thiết kế.
Thuyền được bố trí 2 buồm , tỉ lệ diện tích 2 buồm được chia như sau: Smũi= 40 m2 , Slòng= 29.5m2.
6.2.Kết cấu của buồm thiết kế.
Hiện nay trên thế giới và ở Việt Nam có nhiều loại buồm khác nhau. Các buồm thường được phân biệt với nhau qua hình dáng của cánh buồm. Ở ven biển phía nam thường sử dụng các loại buồm như: Buồm tam giác, buồm tứ giác, buồm tai trâu. Trong khi đó ở Vịnh Bắc Bộ buồm cánh dơi lại được sử dụng phổ biến.
Nhờ hệ thống nẹp gia cường mà buồm cánh dơi có nhiều ưu điểm nổi bật hơn các loại buồm khác đó là khả năng có thể chạy được cả trong trường hợp gió giật.
Cùng với thời gian thuyền buồm ở nước ta đang ngày một ít dần. Hiện nay chỉ cịn một số ít thuyền buồm có kết cấu buồm cánh dơi hoạt động ở khu vực vịnh Bắc Bộ phục vụ cho hoạt động du lịch có hình dáng rất đẹp , mang tính đặc trưng cho dân tộc Việt Nam.
Từ những phân tích trên chọn hệ thống buồm cánh dơi cho tàu thiết kế.
Kết cấu của buồm gồm có: Cột buồm, cánh buồm và hệ thơng dây chằng buộc.
6.2.1.Cột buồm.
Cột buồm thường có nhiều hình dạng khác nhau, có thể đặc hoặc rổng. Nhưng thường có điểm chung là càng về phía đỉnh đường kính của cột càng nhỏ dần.
Cột buồm thường được làm bằng gỗ, thép hay nhôm.
Hiện nay ở nước ta cột buồm thường được làm bằng gỗ có hình trụ. Từ những phân tích trên chọn cột buồm làm bằng gỗ cho thuyền thiết kế. Theo cơng thức kinh nghiệm ta có:D = 2.3xl
Trong đó:
D là đường kính cột buồm đo tại mặt boong. L là chiều cao cột buồm.
Ta có: Lbuồm lịng= 8.5 m.( Tính từ trần cabin.) Lbuồm mũi = 8.7 m.( Tính từ mặt boong.) Suy ra:Dbuồm lòng= 2.3x8.5 =19.55 cm.
Dbuồm mũi= 2.3x8.7 = 20 cm.
Trên đỉnh cột buồm có gắn hệ thống rịng rọc để nâng hạ cánh buồm.
6.2.2.Cánh buồm.
Kết cấu của cánh buồm gồm có: vải buồm, dây bao và nẹp gia cường.
Theo như thực tế của các thuyền buồm ở Việt Nam chọn vải buồm làm bằng vải dù.
Nẹp gia cường làm bằng gỗ có đường kính D = 3cm.
Các nẹp có nhiệm vụ đỡ cho buồm đứng vững, nẹp nhận áp lực gió từ vải buồm và truyền đến cột buồm.
Số lượng nẹp nhiều hay ít tùy thuộc vào diện tích của cánh buồm.
Dây bao được luồn quanh cánh buồm, được buộc lại ở các đầu mút của nẹp. Dây bao quanh buồm giữ cố định khoảng cách giữa các nẹp.
6.2.3.Hệ thống dây chằng buộc.
Cách buồm được buộc ôm vào cột buồm nhờ hệ thống dây chằng buộc, được buộc theo hình zíc zắc.
Dây bao được luồn quanh cánh buồm, được buộc lại ở các đầu mút của nẹp. Bảng vẽ buồm của tàu: Xem phụ lục 3.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận:
Sau hơn ba tháng thực hiện đề tài, dưới sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo hướng dẫn TS Huỳnh Lê Hồng Thái cùng sự giúp đỡ của các thầy trong khoa cũng như bạn bè. Đến nay đề tài đã được hoàn thành với kết luận như sau:
Thuyền thiết kế với các thông số cơ bản như sau:
- Chiều dài lớn nhất:
- Chiều dài thiết kế:
- Chiều rộng lớn nhất:
- Chiều rộng thiết kế:
- Chiều cao mạn:
- Mớn nước :
- Lượng chiếm nước:
- Hệ số diện tích mặt đường nước:
- Hệ số diện tích mặt cắt ngang:
- Hệ số đầy thể tích chiếm nước:
- Số khách :
Thuyền buồm thiết kế đã đáp ứng đúng và đủ các yêu cầu cơ bản mà đề tài đặt ra: Có đầy đủ chỗ cho thuyền viên và hành khách, đảm bảo sinh hoạt tiện nghi. Thuyền có hình dáng hài hịa, lối đi lại đủ rộng, đảm bảo đi lại an toàn và thoải mái.
Thuyền được thiết kế đảm bảo thỏa mản các yêu cầu về kết cấu thân tàu, độ bền chung thân tàu được đưa ra trong quy phạm : Quy phạm kiểm tra và chế tạo các
tàu làm bằng chất dẻo cốt sợi thủy tinh, TCVN 6282 : 2003.
Tính ổn định của thuyền được kiểm tra và thỏa mãn theo các yêu cầu trong tiêu chuẩn thống kê của IMO và Quy phạm phân cấp và đóng tàu biển 6259 -
10:2003.
Thuyền được thiết kế có hình dáng hiện đại, sang trọng và mang tinh thẩm mỹ cao góp phần đa dạng thêm các phương tiện vận chuyển , các loại hình du lịch tại Nha Trang. Tạo nên cho Nha Trang một hình ảnh riêng độc đáo có sức hấp dẫn trong con mắt của cộng đồng và du khách quốc tế.
Với bản thân thì việc thực hiện đề tài đã giúp em bổ sung củng cố và tổng hợp lại được những kiến thức đã học, đặc biệt là kiến thức về thiết kế tàu.
Kiến nghị:
Do thời gian có hạn nên đây chỉ là bản thiết kế sơ bộ do đó cịn có rất nhiều thiếu sót và chưa mang tính hồn thiện, rất mong nhà trường bổ sung thêm phần thiết kế kỹ thuật và các phần đề tài chưa thực hiện được để đề tài được hoàn chỉnh.
Hiện nay việc xây dựng đường hình được xác định trên cơ sở tàu mẫu. Q trình tính tốn tính năng của tàu chỉ là phương pháp gần đúng độ chính xác trong tính tốn phụ thuộc rất nhiều vào cách tính. Chính vì vậy cần áp dụng phần mềm tính tốn vào q trính thiết kế để nâng cao độ tin cậy và giảm thời gian thiết kế.
Qua thời gian thực hiện đề tài tôi thấy công việc thiết kế thuyền buồm rất phức tạp và mới mẻ song củng từ đó tơi tiếp thu được nhiều kiến thức mới mở rộng tầm nhìn về vấn đề thiết kế tàu. Nên đề nghị nhà trường tiếp tục giao thêm nhiều đề tài mới về thuyền buồm cho các sinh viên khóa sau tiếp thực hiện.
Nha Trang, ngày.............tháng.............năm..................Sinh viên thực hiện.Sinh viên thực hiện. Sinh viên thực hiện.
TÀI LIỆU THAM KHẢO.
1. PGS.TS Trần Gia Thái.
Thiết kế tàu thủy – Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật.
2. PGS.TS Trần Gia Thái.
Lý thuyết tàu thủy– Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật.
3. PGS.TS Trần Gia Thái.
Kết cấu tàu thủy– Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật.
4. PGS.TS Trần Gia Thái.
Hướng dẩn sử dụng phần mềm Autoship – Trường Đại Học Nha Trang – 2010.
5. TS Trần Hưng Trà.
Sức bền vật liệu – Trường Đại Học Nha Trang –2014.
6. Th.S Nguyễn Đình Long.
Trang bị động lực tàu thủy – Trường Đại Học Nha Trang–2015.
7. Quy phạm kiểm tra và chế tạo các tàu làm bằng chất dẻo và cốt sợi thủy tinh TCVN 6282:2003.
8. Quy phạm phân cấp và đóng tàu biển vỏ thép TCVN 6259-10:2003.
9. Một số luận văn của các anh chị khóa trên và nguồn tài nguyên trên internet. http://www.orangesailing.com/ http://www.yachtcharterfleet.com/luxury- charter-yacht-39145/mondango- 3.htm http://www.yachtcharterfleet.com/brochure/spiip-yacht-brochure-1708 http://www.charterworld.com/news/alloy-sailing-yacht-vertigo-designed- philippe-briand http://www.votauthuy.org/ http://www.yachtcharterfleet.com/luxury-charter-yacht-