Kích thước chính của tàu kéo được xác định trên cơ sở chức năng, công dụng và phụ thuộc khỏ rừ ràng vào cụng suất mỏy chớnh.
Dưới đây trình bày những công thức kinh nghiệm xác định chiều dài tàu kéo L, là hàm của công suất máy P.
Hình 17 giới thiệu quan hệ L = f(P) cho các tàu s ử dụng máy diesel làm máy chính, hoạt động trong cảng hoặc chạy biển. Ký hiệu (x) chỉ những tàu kéo cảng, tàu phục vụ quay trở trong cảng dùng chân vịt cánh cố định, (•) chỉ những tàu trang bị thiết bị đẩy cycloidal, và (o) giành cho tàu kéo các cảng biển.
Đồ thị tại hình 18 xây dựng cùng trên cơ sở đang đề cập. Từ đồ thị có thể phân biệt cách chọn sau: tàu chạy đường dài nhất thiết phải có chiều dài lớn nhất trong điều kiện cho phép, các tỷ lệ L/B, L/T phải đảm bảo đủ lớn. Tàu cùng công suất song chỉ làm việc trong cảng đòi hỏi tính quay trở tốt song vận tốc chạy tự do không cần lớn, và theo đó chiều dài không nhất thiết phải lớn như tàu nhóm trước. Đường 1 – giành cho tàu đi biển, đường 2 – tàu kéo cảng.
Hình 17
Hình 18
Tàu chạy biển đường dài hay như cách chúng ta đã gọi, tàu viễn dương thường có kích thước dài hơn tàu cùng kiểu, chạy biển gần. Tài liệu thống kê để xác định chiều dài tàu viễn dương (1) và tàu đi biển, đa dụng (2) phụ thuộc vào công suất máy chính được giới thiệu tại hình 19.
Hình 19
Chiều rộng tàu xác định trên cơ sở thống kê có dạng sau. Hình 20 trình bày quan hệ B = f(P) giành cho tàu kéo cảng, tàu đi biển. Đường 1 – tàu đi biển đường dài, 2 – tàu kéo cảng, tàu đa dụng, 3 – tàu kéo cảng hai chân vịt, 4 – tàu kéo cảng, một chân vịt.
Hình 20.
Tàu viễn dương có chiều rộng xác định theo quan hệ như tại hình 21.
Hình 21
Chiều dài và chiều rộng tàu kéo chạy sông xác định từ đồ thị tại hình 22.
Hình 22.
Những công thức kinh nghiệm sau đây trích từ các tài liệu chuyên ngành [1], [2], [3], [4] giúp bạn đọc xác định kích thước chính của tàu kéo.
Công thức tính chiều dài tàu 7 , 13 28 233 ,
0 − +
= P
L , (m), theo Munro-Smith, dùng cho tàu kéo cảng 300
5 , 2
40+ −
= P
L , (ft), theo Grieg
Theo tổng kết trong [1] chiều dài tàu do chân vịt cánh cố định đẩy có dạng:
2
022 100 , 100 0 36 , 1 50 ,
11 ⎟
⎠
⎜ ⎞
⎝
− ⎛
⎟⎠
⎜ ⎞
⎝ + ⎛
= P P
L , (m)
Với tàu do thiết bị cycloidal đẩy:
2
003 100 , 100 0 80 , 0 50 ,
16 ⎟
⎠
⎜ ⎞
⎝
− ⎛
⎟⎠
⎜ ⎞
⎝ + ⎛
= P P
L , (m)
Tàu lắp máy công suất nhỏ, P ≤ 400HP trang bị máy đẩy cycloidal sẽ tính chiều dài như tàu kéo cảng có chân vịt.
Tàu kéo cảng, một chân vịt, P ≤ 750 HP, theo [1] sẽ có chiều dài:
2
2 100 , 100 0 45 , 3 0 ,
11 ⎟
⎠
⎜ ⎞
⎝
− ⎛
⎟⎠
⎜ ⎞
⎝ + ⎛
= P P
L , (m)
Với tàu trang bị máy P ≥ 750 HP, chạy biển:
2
2 100 , 100 0 45 , 3 70 ,
15 ⎟
⎠
⎜ ⎞
⎝
− ⎛
⎟⎠
⎜ ⎞
⎝ + ⎛
= P P
L , (m)
2
007 100 , 100 0 29 , 1 75 ,
12 ⎟
⎠
⎜ ⎞
⎝
− ⎛
⎟⎠
⎜ ⎞
⎝ + ⎛
= P P
L , (m)
Kích thước tàu đẩy nằm trong phạm vi sau.
⎟⎠
⎜ ⎞
⎝
⎛ −
+
= 200 50
16000
P A P
L , (m)
trong đó A – hệ số, phụ thuộc vào kiểu máy đặt lên tàu, = 9 – 15 với máy nhẹ, máy trung tốc 275 – 350 v/ph, có tăng áp A = 18 – 24, không tăng áp 25 – 28.
Chiều rộng tàu
Chiều rộng tàu đẩy nằm trong phạm vi sau.
⎟⎠
⎜ ⎞
⎝
⎛ − +
= 50 200
17000
P C P
B , (m)
Hệ số C mang giá trị tương ứng: máy nhẹ 4 – 5,7; máy trung tốc có tăng áp 5 – 6; không tăng áp 6 –7.
Chiều rộng tàu kéo đi biển, tàu kéo cảng tính theo công thức kinh nghiệm.
Tàu hai chân vịt: B = 0,235L + 1,67 (m).
Tàu một chân vịt: B = 0,268L + 0,66 (m).
Tàu với thiết bị đẩy cycloidal: B = 0,285L + 0,60 (m).
Tàu đường dài nên chọn B = 0,27L.
Với tàu dài L < 30 m, một chân vịt chiều rộng B cần đạt B = 0,27L + 0,3 (m).
Chiều rộng tàu đa dụng B = 0,10L + 5,7 (m).
Chieàu chìm
Chiều chìm trung bình tàu kéo tính theo công thức kinh nghiệm sau, tùy thuộc kiểu tàu và chức năng của nó.
Tàu hai chân vịt: T = 0,454B - 0,86 (m)
Tàu kéo cảng, một chân vịt: T = 0,530B – 0,8 (m)
Tàu kéo cảng với thiết bị cycloidal: T = 0,326B + 0,13 (m)
Tàu đi biển , một chân vịt, chiều chìm không hạn chế tính theo công thức:
T = 0,304B + 0,33 (m) giành cho tàu đường dài,
T = 0,477B - 0,67 (m) cho tàu viễn dương và tàu đa dụng.
Chiều chìm tàu đẩy rút ra từ thực tế có dạng như trình bày tại hình 23.
Hình 23
Tỷ lệ kích thước tàu kéo
Tỷ lệ kích thước tàu kéo nên chọn theo kinh nghiệm, dựa vào tài liệu thống kê.
Tập họp các số liệu liên quan tỷ lệ kích thước chính tàu kéo trình bày tại các bảng chương I cú thể thấy rừ quan hệ giữa cỏc tỷ lệ kớch thước với chiều dài tàu kộo như sau. Hình 24 trình bày quan hệ L/B, L/H, B/T, H/T phụ thuộc L của tàu. Ký hiệu (•) giành cho tàu hai chân vịt, (o) – chỉ tàu với thiết bị đẩy cycloidal, phần còn lại chỉ tàu kéo cảng.
Hình 24
Theo kết quả thống kê, tỷ lệ L/B tàu đi biển nằm trong phạm vi thay đổi rất rộng 2,5 – 5,5 ; với tàu sông tỷ lệ này biến thiên còn rộng hơn, từ 1,6 đến 7,0.
Tỷ lệ L/B của tàu kéo trong cảng nhỏ nhằm tăng tính quay trở và rút gọn chiều dài phủ bì của tàu. Các tàu này thường làm vệc ở vận tốc thấp.
Đồ thị tại hình 25 trình bày chi tiết hơn các quan hệ đang đề cập với chiều dài tàu kéo thuộc nhóm tàu kéo cảng , một chân vịt (∅) và tàu quay trở tàu lớn tại cảng (+).
Hình 25
Hai đồ thị tại hình 26 và 27 giành cho tàu kéo đi biển.
Hình 26
Hình 27
Có thể đưa ra nhận xét chung, tỷ lệ kích thước tàu kéo thay đổi trong giải rất rộng. Điều này nói lên tính đa dạng của tàu này. L/B tàu sông thay đổi từ 2,5 đến 4 song có những tàu đạt 6,5 – 7,0 cho tỷ lệ này. L/H của tàu chỉ vào khoảng 5,7 – 7,4 song có tàu vẫn vươn đến 8, thậm chí còn đến 12.
Tỷ lệ L/H tàu sông thay đổi từ 4,7 đến 19,6 như tài liệu thống kê đã chỉ.
Tỷ lệ B/T ảnh hưởng trực tiếp tính ổn định tàu, tính lắc và tính hàng hải. Giá trị trung bình của tỷ lệ này trên tàu hai chân vịt 2,5 – 3,5. Giá trị trung bình các tàu một chân vịt chỉ vào khoảng 2,4, song với tàu cỡ nhỏ giá trị này đạt 3,5 – 3,5.
Tàu kéo đi biển có giá trị của B/T khá ổn định 2,75. Tỷ lệ này với tàu viễn dương, tàu đa dụng chỉ vào khoảng 2,5.
Công thức giải tích tính kích thước chính
Những công thức giải tích giúp xác định kích thước chính tàu kéo và tàu đẩy, bổ sung tài liệu “Lý thuyết thiết kế tàu” có dạng sau đây.
T B
Lmin ≈8 . , (m)
Nếu nhận tỷ lệ L/B=(1,4−1,55)3 L, chiều dài tàu có dạng:
2 3
8 ,
1 B
L≈
Một số công thức do tác giả người Nga S.P. Arseniev đề xuất, trình bày lại trong [1] được ghi lại dưới đây như tài liệu tham khảo khi thiết kế tàu kéo.
Tàu kéo đường dài:
L = aLT.P0,19.T0,29 B = aBTP0,308.T-0,43
Các hệ số aLT = 7,5 khi tàu trang bị máy trung tốc không tăng áp, khi có tăng áp 7,1, với máy cao tốc hệ số này 5,7. Tương tự hệ số aBT mang các giá trị 1,85; 1,75 và 1,4.
Lượng chiếm nước
Lượng chiếm nước tàu sơ bộ xác định từ đồ thị tại hình 28.
Hình 28
Trên đồ thị đường 1 chỉ tàu kéo và tàu đẩy chạy sông, 2- tàu sông thuộc phạm vi tương ứng SII, 3 – tàu kéo biển, 4 – tàu hai chân vịt, 5 – tàu đa dụng và tàu viễn dửụng.
Công thức chung trình bày quan hệ trên đây sẽ là:
(L ) a
D 3 = 100 /
Hệ số a đọc theo bảng.
Tàu kéo cảng, hai chân vịt 1,70.104 Tàu kéo cảng, thiết bị đẩy cycloidal 1,39.104
Tàu đi biển 1,20.104
Tàu viễn dương 1,06.104
Tàu kéo, đẩy sông (0,65 – 0,9).104 Giá trị lớn giành cho tàu vùng SI, giá trị sau cho SII.
Hình 29
Hình 30 Tàu kéo gắn chân vịt kiểu xoay 360 độ (Azymuth thruster)
Chửụng 3
ĐƯỜNG HÌNH VÀ ĐẶC TRƯNG THỦY TĨNH