Điều động Tàu

Chia sẻ: Pham Van Thao | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:79

Thêm vào BST

Báo xấu

355
lượt xem 74
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Sách kĩ thuật dành cho sinh viên hàng hải, đặc biệt cho ngành tàu biển. Tính năng chuyển động của tàu thủy là khả năng con tàu thắng được sức cản của nước và di chuyển trong nước cũng như duy trì liên tục sự di chuyển đó dưới tác dụng của hệ lực đẩy của máy.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Điều động Tàu

Điều động Tàu
MỤC LỤC V tốc độ tàu ...................................................................................... 6 a) Đang hết máy chạy tới – Dừng máy. .......................................... 8 b) Đang hết máy chạy tới – Lùi máy. .............................................. 9 Dqt = D1 – D2 .................................................................................. 11 L2  T 4,5L < Dn < 5L ....................................................... 15 ; Dn  10S a) C¬ së cña ph¬ng ph¸p. ............................................................. 18 b) C¸ch x¸c ®Þnh th«ng sè. ............................................................. 18 STT ................................................................................................ 18 a) C¬ së cña ph¬ng ph¸p. ............................................................. 19 b) X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè. ................................................................ 20 c) Ống đạo lưu xoay ....................................................................... 23 e) Chân vịt mạn. ............................................................................. 23 1) Khái niệm.................................................................................. 24 a) Phân loại theo số cánh chân vịt. ................................................. 25 b) Phân loại theo chiều quay của chân vịt: Chân vịt chiều phải và chân vịt chiều trái. .......................................................................... 25 c) Phân loại theo bước chân vịt: chân vịt bước cố định và chân vịt biến bước. ....................................................................................... 25 a) Hiệu ứng chân vịt chiều phải bước cố định: ............................ 26 b) Hiệu ứng chân vịt biến bước. ................................................... 26 1 - Lực đẩy phát sinh khi chân vịt quay........................................ 26 a) Thành phần phân lực ngang C. .................................................. 26 b) Thành phần phản lực của nước D. ............................................. 27 2 - C¸c dßng níc sinh ra khi ch©n vÞt chiÒu ph¶i quay, tµu ch¹y tíi. .................................................................................................. 27 1) Dßng níc ch¶y tõ mòi vÒ l¸i. .................................................... 27 2) Thµnh phÇn xo¸y trßn do ch©n vÞt t¹o ra. .................................. 27 3) Dßng níc hót theo tµu. ............................................................. 27 3 - Hiệu ứng chân vịt tới đặc tính điều động tàu. ....................... 28 a) Ưu điểm...................................................................................... 34 b) Nhược điểm................................................................................ 35 Độ sâu và chiều ngang luồng........................................................ 36 a) Nước sâu. ................................................................................... 36
b) Nước nông.................................................................................. 36 Hiện tượng tăng mớn nước và biến đổi hiệu số mớn nước. ........ 37 Hiện tượng giảm tốc độ khi đi vào vùng nông cạn. ..................... 38 Hiện tượng gia tăng kích thước vòng quay trở. ........................... 38 I - Lựa chọn khu vực neo đậu. ..................................................... 43 1) Những yêu cầu cơ bản khi lựa chọn điểm neo............................ 43 2) Lượng lỉn cần xông. .................................................................. 44 II - Lực giữ của neo. ..................................................................... 44 1) Lực của gió và dòng chảy tác động lên tàu khi neo. .................. 44 2) Lực giữ của neo và chất đáy. ..................................................... 44 FPneo = K1. P .................................................................................... 44 Loại neo...................................................................................... 44 Hệ số K1 ..................................................................................... 44 Neo hải quân .................................................................................. 45 3) Yêu cầu chiều dài lỉn để neo không bị tróc. ............................... 45 R là lực cản tổng cộng, thường thì R = T0 = 1, 05P. K ................... 45 III/ Xử lý khi tàu bị trôi neo: ....................................................... 45 Các trường hợp sử dụng neo trong điều động: .......................... 46 1) Sử dụng neo khi vào và ra cầu. ................................................ 46 2) Sử dụng neo khi vào và ra phao. .............................................. 47 3) Sử dụng neo trong tình huống lùi thẳng. ................................. 48 4) Sử dụng neo trong tình huống để tránh đảo mũi..................... 49 5) Sử dụng neo để quay trở. .......................................................... 50 6) Sử dụng neo để dừng tàu trên luồng bị hạn chế và trong trường hợp thả trôi. ................................................................................... 52 a) Trên luồng bị hạn chế. ............................................................... 52 b) Trong trường hợp thả trôi. ......................................................... 52 1) Các yêu cầu chung khi cập cầu. ............................................... 54 1) Các công tác chuẩn bị: ............................................................. 57 2) Các trường hợp rời cầu rời phao để hành trình: ................... 57 a) Điều động tàu rời cầu khi không có gió, dòng. .......................... 57 b) Rời cầu khi có ảnh hưởng của dòng. .......................................... 58 c) Rời cầu khi có ảnh hưởng của gió. ............................................. 58 d) Rời cầu khi có ảnh hưởng của gió và dòng. ............................... 59 Đang xuôi sóng chuyển về ngược sóng .......................................... 61
1) Khái niệm và định nghĩa. .......................................................... 61 2) Biện pháp điều động. ................................................................ 61 c) Các chú ý.................................................................................... 62 І/ Theo dõi cập nhật bản tin báo bão: ......................................... 62 1) Tính và dự đoán đường đi của bão. ........................................ 63 2) Xác định hướng tới tâm bão. .................................................... 63 Hoặc: N  T .TPC hoặc N  T .TPI ............................................... 66 Trong đó: Mdt; công suất hiệu dụng của máy chính ...................... 67 . : Tỉ trọng nước nơi tàu bị cạn................................ ....................... 68 І) Hành động tức thời khi có người rơi xuống nước: .................. 71 II – Các phương pháp điều động cứu người rơi xuống nước. ... 72 1) Vòng quay trở Williamson (quay trở 1800). .............................. 72 Hình vẽ: Vòng quay trở Williamson .............................................. 72 2) Vòng quay trở Anderson (quay trọn 1 vòng hoặc quay trở 2700). ....................................................................................................... 72 a) Đặc điểm. ................................................................................... 73 b) Các bước tiến hành. ................................................................... 73 3) Vòng quay trở Scharnov. .......................................................... 73 Hình vẽ: Vòng quay trở Scharnov. ................................................. 74 Câu 1: Tính năng chuyển động của tàu thủy: Khái niệm, phương trình chuyển động, các đặc trưng của chuyển động. 1/ Khái niệm:
Tính năng chuyển động của tàu thủy là khả năng con tàu thắng được sức cản của nước và di chuyển trong nước cũng như duy trì liên tục sự di chuyển đó dưới tác dụng của hệ lực đẩy của máy và chân vịt tàu. 2/ Phương trình chuyển động: Chuyển động tịnh tiến của tàu dưới tác dụng của lực phát động máy được thể hiện qua biểu thức:   dv  Pd  M   Rth dt  : Lực phát động máy (N) Pd : Khối lượng của tàu (Kg) M dv : Gia tốc dài theo hướng trục x ( m / s 2 ) dt Rth : lực cản chuyển động tổng hợp (N) bằng tổng các lực cản thành phần do ma sát, sóng, hình dáng vỏ tàu, cấu trúc thượng tầng và không khí gây lên. Khi tàu chuyển động ổn định thẳng đều thì thành phần quán tính của lực cản tổng hợp bằng không. Khi đó lực phát động máy Fđ sẽ bằng lực cản chung Rct về cường độ và có hướng ngược chiều với nó: p d = - Rth Do đó ta có thể viết phương trình chuyển động của tàu dưới dạng sau đây: dv Pd  Rth  M  dt 3/ Các đặc trưng của chuyển động: Tính chuyển động của tàu được đặc trưng chủ yếu bởi hai đại lượng chủ yếu đó là: Tốc độ tàu và Quán tính tàu. Tốc độ tàu là một đại lượng đặc trưng cho sự chuyển động của con tàu. Về mặt toán học thì: S ds v  lim  t  0 t dt Quán tính tàu là khả năng giữ nguyên trạng thái chuyển động ban đầu khi lực phát động của máy tàu ngừng tác động. Câu 2: Tốc độ tàu: Khái niệm, các nấc tốc độ, các hiểu biết xung quanh vấn đề sử dụng tốc độ, phương pháp xác định tốc độ. 1/ Khái niệm:
Tốc độ tàu là một đại lượng đặc trưng cho sự chuyển động của con tàu. Về mặt toán học thì: S ds v  lim  t  0 t dt V tốc độ tàu S quãng đường con tàu di chuyển được t thời gian Tốc độ tàu là một trong những đặc trưng cơ bản quan trọng trong các yếu tố điều động. Kết quả hoàn thành một điều động phụ thuộc rất nhiều vào độ chuẩn xác tính toán tốc độ. Tốc độ tàu là hình chiếu của vectơ tốc độ chuyển động của tàu trên hướng song song với mặt phẳng trục dọc tàu. 2/ Các nấc tốc độ, các hiểu biết xung quanh vấn đề sử dụng tốc độ. Có tốc độ tới và lùi, trong đó có các nấc tốc độ khác nhau của tốc độ tới và lùi: - Tới/lùi thật chậm - Tới/lùi chậm. - Tới /lùi trung bình. - Tới/lùi hết máy. Ngoài ra còn có nấc tới/lùi hết mức chỉ được sử dụng trong tình huống cấp bách và thời gian không lâu. - Tốc độ xuất xưởng: là tốc độ chạy tới trên trường thử nhằm bàn giao tàu sau khi đóng. - Tốc độ kỹ thuật: là tốc độ của tàu được xác định vào từng chu kỳ khai thác tàu, dựa trên tình trạng vỏ tàu và kỹ thuật của máy chính. - Tốc độ khai thác: tốc độ khai thác bình thường của một con tàu theo yêu cầu được ghi trong các hợp đồng thuê tàu, theo đó chủ tàu thỏa thuận với người thuê tàu sẽ cho phép họ khai thác con tàu với tốc độ cao nhất mà con tàu có thể đạt được. - Tốc độ kinh tế: là tốc độ mà lượng tiêu hao nhiên liệu chạy trên một hướng nào đó là nhỏ nhất, dựa trên tác động thuận lợi của các điều kiện ngoại cảnh như các dòng hải lưu, sóng, gió... - Tốc độ nhỏ nhất: là tốc độ khi vòng quay chân vịt ở mức thấp nhất có thể mà tại đó tàu không mất khả năng điều khiển bằng bánh lái. 3/ Các hiểu biết xung quanh về vấn đề sử dụng tốc độ. Habour Speed: là tốc độ dùng để điều động tàu, tốc độ vòng quay chân vịt nhỏ hơn, dùng dầu DO để chạy máy.
Sea Speed: là tốc độ dùng để chạy biển. Crash Stop: đang tới máy chuyển sang lùi hết máy (hãm cưỡng bức). Hiệu suất của cùng một nấc tốc độ chạy tới lùi không như nhau, bởi vì hình dáng vỏ tàu được tính toán cho con tàu chuyển động tới. Bởi vậy cùng một số vòng quay của chân vịt hiệu suất chạy lùi thấp hơn hiệu suất chạy tới khoảng 1 nấc tốc độ. Ngoài các nấc tốc độ trên thì trong thực tế trên hệ thống tay chuông truyền lệnh ở buồng lái và dưới buồng điều khiển máy còn có nấc ngừng máy và nghỉ máy, việc sử dụng các nấc tốc độ tại tay chuông truyền lệnh ở buồng lái phải được chuyển từ từ. Đặc biệt khi chuyển chế độ hoạt động của máy tới sang lùi hoặc ngược lại nhất thiết phải qua vị trí ngừng máy. Thời gian cần thiết để máy đổi chiều cũng là một vấn đề quan trọng cần phải biết trong khi sử dụng tốc độ để điều động. khi chuyển động, tàu sẽ đạt tốc độ lớn nhất khi số vòng quay của chân vịt đạt tới vòng quay giới hạn cho phép cực đại sau một khoảng thời gian đủ để nó tăng tốc độ hoàn toàn. Khi bắt đầu tiến hành điều động không nên cưỡng ép máy đạt tốc độ cao ngay mà cần phải tăng tốc đô từ từ, từng nấc một. Các máy hiện đại ngày nay đều có chế độ bảo vệ, do vậy người điều khiển dù muốn đạt ngay được tốc độ cao cũng không được trừ tàu quân sự. Đặc biệt khi điều động các tàu lớn và các tàu đang trở đầy hàng. Do đó khi sử dụng tốc độ trong điều động cần hết sức lưu ý vấn đề này. 4/ Các phương pháp xác định tốc độ tàu. Tốc độ tàu được xác định trên trường thử ở những chế độ máy làm việc đã định đó là chạy hết máy, chạy trung bình máy và chạy chậm máy với tàu đầy hàng và tàu chạy ballast. Để loại trừ sai số khi xác định tốc độ tàu cần phải tuân thủ một số điều kiện sau đây: - Gió không quá cấp 3B - Sóng không quá cấp 2 - Độ sâu ứng với mớn nước khi thử máy phải đảm bảo ở mức tối thiểu tính theo công thức thực nghiệm sau: H min  4 BT Tốc độ tàu có thể được xác định theo các mức công suất cùa động cơ máy chính như sau: 50% công suất máy chính. 74% công suất máy chính.
85% công suất máy chính. 100% công suất máy chính. Tốc độ tàu có thể xác định bằng nhiều phương pháp khác nhau như: - Sử dụng chiều dài thân tàu (ném phao xuống biển để đo) - Các mục tiêu nhìn thấy theo phương pháp ngắm (ngắm theo chập tiêu tự nhiên hoặc nhân tạo) - Đo khoảng cách di chuyển được theo từng nấc tốc độ bằng cách sử dụng Radar. - Bằng các hệ thống định vị vô tuyến như: GPS, LoranC… Các lần thử tốc độ đều được xác định ít nhất là 2 lần (chạy trên 1 hướng thuận tiện nào đó, sau đó lại chạy theo hướng ngược lại), đôi khi theo qui trình thử tàu của 1 số cơ quan đăng kiểm người ta có thể cho chạy tàu ở 1 nấc tốc độ là 4 lần (chạy tàu theo sơ đồ hình vuông). Ngoài ra còn phải xác định tốc độ tàu tại các điều kiện tàu đầy hàng và khi tàu không hàng. Khi thử tàu đóng mới, người ta xác định tốc độ tại một số nấc công suất máy. Nếu cho tàu chạy trong trường thử theo hướng chập tiêu dẫn đường một hay nhiều lần sau đó lấy giá trị trung bình tốc độ. Câu 3: Quán tính tàu: khái niệm, các đại lượng của quán tính. Các đặc tính dừng tàu, cách xác định quãng đường hãm tàu và thời gian hãm tàu thực tế. Ý nghĩa của chúng. 1/ Khái niệm. Quán tính tàu là khả năng giữ nguyên trạng thái chuyển động ban đầu khi lực phát động của máy tàu ngừng tác động. 2/ Các đại lượng của quán tính. - Quãng đường quán tính: Là đoạn đường tàu vẫn tiếp tục chuyển động được trước khi tàu dừng hẳn lại, hay chuyển động ngược chiều. Đây là quá trình chuyển động chậm dần đều. Trong thực tế người ta còn gọi là trớn tới /lùi của tàu. - Thời gian quán tính: Là khoảng thời gian tương ứng với đoạn đường mà tàu vẫn tiếp tục chuyển động được trước khi tàu dừng hẳn lại hay chuyển động ngược chiều. 3/ Các đặc tính dừng tàu: a) Đang hết máy chạy tới – Dừng máy.
Xác định đặc tính dừng trong 2 điều kiện: tàu đầy hàng và tàu không hàng. Cho tàu chạy tới ở các chế độ máy tới hết, tới trung bình, tới chậm và thật chậm. Ở mỗi chế độ máy như vậy ta cho dừng máy đồng thời xác định các thông số: - Quãng đường tàu đi được từ khi dừng máy (đang ở tốc độ ban đầu) đến các tốc độ thấp hơn. - Thời gian từ khi dừng máy đến các tốc độ thấp hơn. - Các tốc độ thấp hơn tương ứng. Sau khi có các thông số trên ta lập thành bảng. Các thông số này sẽ giúp cho người điều khiển tàu khi điều động tàu vào cầu, đưa tàu đến vị trí neo... b) Đang hết máy chạy tới – Lùi máy. Tương tự như khi xác định đặc tính dừng, ta cũng xác định đặc tính lùi hết máy trong 2 điều kiện: tàu đầy hàng và tàu không hàng. Cho tàu chạy tới ở các chế độ máy tới hết, tới trung bình, tới chậm và thật chậm. Ở mỗi chế độ máy như vậy ta cho lùi hết máy đồng thời xác định các thông số: - Quãng đường tàu đi được từ khi lùi hết máy (đang ở tốc độ ban đầu) đến các tốc độ thấp hơn và đến khi dừng hẳn. - Thời gian từ khi lùi hết máy đến các tốc độ thấp hơn và đến khi dừng hẳn. - Các tốc độ thấp hơn tương ứng và đến khi dừng hẳn. Sau khi có các thông số trên ta lập thành bảng. Các thông số này sẽ giúp ích cho người điều khiển tàu khi điều động tàu vào cầu, đưa tàu đến vị trí neo, đặc biệt là trong tình huống khẩn cấp. 4/ Cách xác định quãng đường hãm tàu và thời gian hãm tàu thực tế. Thông thường trị số quán tính lý thuyết của tàu không đúng với thực tế, nếu cần phải kiểm tra và xác định lại. Việc xác định này thường được tiến hành đồng thời với việc xác định tốc độ sau khi đóng mới, sau mỗi kì đại tu hoặc trong quá trình sử dụng thấy cần thiết. Khi xác định thông số của quán tính tàu tốt nhất tại trường thử và đảm bảo yêu cầu sau: - Có đủ điều kiện xác định vị trí tàu thuận tiện và chính xác. - Không có dòng hoặc ta biết được thông số về dòng. - Sóng gió không quá cấp 2 & 3.
- Độ sâu so với mớn nước của tàu phải đủ lớn để loại trừ sự ảnh hưởng do nông cạn: H min  4 BT - Máy chính phải thực hiện được công suất tới, lùi và thời gian đổi chiều của máy phải phù hợp với tiêu chuẩn kĩ thuật. Xác định các đặc điểm của quán tính ở chế độ đầy hàng và không hàng; máy tới và máy lùi ở các nấc tốc độ. * H·m tù do: DÉn tµu ®i trªn híng thÝch hîp, thuËn lîi cho viÖc x¸c ®Þnh vÞ trÝ. Ta x¸c ®Þnh vÞ trÝ chÝnh x¸c vµ ghi chÐp ®Çy ®ñ thêi gian tiÕn hµnh. Gäi qu¸n tÝnh qu·ng ®êng lµ Si vµ thêi gian t¬ng øng lµ ti, ta cã: S  S1  S 2 t  t1  t 2 Trong ®ã: S1 lµ qu·ng ®êng di chuyÓn ®îc tÝnh tõ khi cã lÖnh dõng m¸y tíi cho ®Õn khi m¸y dõng t¬ng øng víi thêi gian t1. S2: qu·ng ®êng tõ khi m¸y tíi dõng cho ®Õn khi tµu dõng h¼n l¹i t¬ng øng thêi gian t2. * H·m cíng bøc: Giai ®o¹n h·m tù do tÝnh tõ lóc dõng m¸y ®Õn khi tèc ®é tµu ®Õn mét gi¸ trÞ cho phÐp ®Ó sö dông m¸y lïi an toµn. Giai ®o¹n cìng bøc tÝnh tõ lóc m¸y ®· chuyÓn sang chÕ ®é lïi cho ®Õn khi tµu ®· dõng h¼n l¹i trªn mÆt níc. a/ Phương pháp chiều dài thân tàu: điều động tàu theo hướng đi đã định, tốt nhất theo chập tiêu tại thời điểm đã định top máy đồng thời bấm đồng hồ và phía mũi thả phao thứ nhất, lúc này tàu vẫn còn tiếp tục chuyển động, khi lái tàu ngang qua phao 1 thì mũi tàu tiếp tục thả phao thứ 2 rồi như vậy cho đến khi tàu dừng hẳn. Với phương pháp trên ta dễ dàng xác định được quãng đường quán tính bằng tổng số chiều dài thân tàu và khoảng thời gian quán tính tương ứng đọc trên đồng hồ bấm giây. b/ Phương pháp đo góc kẹp ngang: Phương SAB B pháp này đòi hỏi các mục tiêu bờ rõ nét. Người A ta lái tàu đi bắt thẳng hướng vào mục tiêu 1, tại thời điểm đã định người ta dừng máy đồng thời D2 2 dùng sextant đo góc kẹp của hai mục tiêu A, B ta được góc 1 và bấm cho đồng hồ bấm giây D1 chạy. Theo quán tính tàu vẫn tiếp tục chạy, trong 1 quá trình này ta cần điều khiển bánh lái để giữ
vững hướng cũ. Khi tàu dừng lại hẳn lại tiếp tục đo góc kẹp của hai mục tiêu lần 2 và đồng thời bấm dừng đồng hồ ta sẽ tính được các yếu tố của quán tính tàu: D1 cot g 1  S AB D cot g 2  2 S AB Dqt = D1 – D2 Ở đây Sab là khoảng cách giữa hai mục tiêu trên hải đồ c/ Phương pháp sử dụng Radar: Lựa chọn mục tiêu có độ phản xạ tốt và đơn độc. Điều động tàu theo hướng đi thẳng tới mục tiêu M, tại thời điểm đã định top máy đồng thời bấm đồng hồ, ta sẽ thu được khoảng cách là D1. Trong quá trình tàu chạy theo quán tính cần lưu ý luôn giữ hướng chuyển động thẳng tới mục tiêu. Khi tàu dừng hẳn lại ta tiếp tục đo khoảng cách từ tàu tới mục tiêu lần 2 thu được D2 và bấn top đồng hồ. Các thông số quán tính thu được đó là quãng đường tính theo quán tính Sqt = D1 – D2 và thời gian quán tính tương ứng trên đồng hồ bấm giây. 5/ Ý nghĩa. Xác định quán tính một con tàu làm cho chúng ta nắm vững được đặc tính để điều động nó thích hợp. Kết quả của các thông số quán tính xác định được rất quan trọng trong việc lấy trớn, phá trớn, điều động tàu ra vào cầu, neo đậu tàu hay tránh va chạm. Các thông số này cần được ghi vào sổ nhật kí tàu hoặc ghi vào “bản các thông số điều động“ treo ở buồng lái. Câu 4: Tính điều khiển được của con tàu: Khái niệm, nêu mối quan hệ giữa chúng, các chỉ số ảnh hưởng của yếu tố ngoại cảnh đến chúng. 1/ Khái niệm. Là tính năng hành hải của con tàu, cho phép nó chuyển động với một quỹ đạo đã định. Những tính năng cơ bản của tính điều khiển là: tính ôn định trên hướng đi và tính năng quay trở. 2/ Mối quan hệ. Con tàu có tính năng đi biển tốt có nghĩa là phải thực hiện tốt được hai tính chất cơ bản của tính nghe lái. Nhưng hai tính năng này có xu hướng đối lập nhau, nếu con tàu có tính ổn định trên hướng đi tốt sẽ khó
khăn khi đổi hướng hoặc quay trở, nghĩa là giảm tính quay trở. Ngược lại, nếu con tàu có tính năng quay trở quá mức sẽ làm khó khăn cho việc giữ tàu ổn định trên hướng cố định. Trong trường hợp này bánh lái phải hoạt động liên tục mới đảm bảo giữ hướng được. Tùy theo yêu cầu công việc của từng loại tàu mà những nhà thiết kế có thể cho ra đời các con tàu có tính ổn định hướng đi tốt hoặc tính năng quay trở tốt. 3/ Các chỉ số ảnh hưởng của yếu tố ngoại cảnh. Tính năng nghe lái tốt trước hết phụ thuộc vào kích thước, hình dáng và vị trí đặt bánh lái, kích thước hình dáng thân tàu, đặc biệt phụ thuộc vào phần chìm dưới nước của vỏ tàu. a/ Tính phương hướng: là khả năng con tàu giữ vững hướng chuyển động đã định khi không có sự tham gia của người lái hoặc chỉ cần thông qua một sự nghiêng bánh lái ở 1 góc nhỏ nhất. Nguyên lý này bắt buộc đối với con tàu khi chuyển động ở vùng nước nông hay sâu, lúc biển động hoặc yên lặng. Thiếu tính phương hướng giá trị của nó nhỏ sẽ gây ra sự nghiêng đảo của tàu so với hướng đi, tăng sức cản giảm tốc độ tàu và làm tăng mức tiêu hao nhiên liệu. Tính phương hướng được thể hiện qua tính chất cơ bản của nó đó là tính ổn định phương hướng – được đánh giá qua chỉ số ổn định phương hướng của tàu được gọi là E, đó là mối quan hệ giữ độ dài của đường chữ chi Sm với chiều dài của tàu L: Sm E L Việc xác định chỉ số ổn định E được thực hiện qua thử nghiệm bằng cách cho tàu chạy theo đường chữ chi trong khi tàu chạy tới đồng thời nghiêng bánh lái về hai bên với một góc tùy ý ta sẽ thu được độ dài Sm của đường hình sin tương ứng. Việc xác định phải có đồng hồ bấm giây và tốc độ đã được xác định trước đó với tốc độ chính xác cao nhất. Tính ổn định hướng thể hiện: - Ổn định hơn khi mớn nước dưới ki tàu tăng - Trở lên dương nhiều hơn khi chiều dài tàu tăng - Trở lên dương nhiều hơn khi lực cản tăng - Giảm tính ổn định hệ số béo thể tích tăng - Giảm tính ổn định khi chiều rộng của tàu tăng lên so với chiều dài - Giảm tính ổn định khi diện tích mặt cắt phía trước tăng lên tương đối so với diện tích các mặt cắt phía sau ( khi tâm quay của tàu chuyển về phía trước ).
Thực nghiệm cho thấy: E=8 thì con tàu có tính ổn định hướng tốt, còn E
3  Bk Dmax Advance 2 4 Dn  Transfer 1 H×nh vÏ: Vßng quay trë cña tµu. 3/ Các giai đoạn vòng quay trở: Qu¸ tr×nh quay trë cña tµu ®îc chia lµm 3 giai ®o¹n: Giai ®o¹n 1: cßn ®îc gäi lµ giai ®o¹n chÕt (v× tµu cha nghe l¸i), lµ thêi gian cÇn thiÕt ®Ó bÎ b¸nh l¸i tõ 00 ®Õn mét gãc l¸i 0 nµo ®ã. Giai ®o¹n nµy kÐo dµi tõ 1015s. Giai ®o¹n nµy b¾t ®Çu xuÊt hiÖn vµ ph¸t triÓn thµnh phÇn thuû ®éng häc t¸c dông lªn b¸nh l¸i, hay cßn gäi lµ ¸p lùc cña níc. ¸p lùc nµy ban ®Çu kh«ng c©n b»ng víi ¸p lùc cña níc t¸c ®éng vµo phÇn tríc cña th©n vá tµu bªn m¹n cïng víi híng bÎ l¸i. Lóc ®ã, tµu võa chuyÓn ®éng tiÕn lªn võa dÞch chuyÓn ngîc víi phÝa bÎ l¸i vµ nghiªng vÒ phÝa bÎ l¸i mét gãc kho¶ng 230. Sù dÞch chuyÓn nµy sÏ gi¶m dÇn vµ mÊt h¼n khi b¾t ®Çu xuÊt hiÖn tèc ®é gãc quay, lóc nµy tµu cã xu híng ng¶ mòi vÒ phÝa bÎ l¸i. Giai ®o¹n 2: lµ giai ®o¹n tiÕn triÓn, tÝnh tõ khi bÎ l¸i xong cho ®Õn khi tµu b¾t ®Çu cã sù chuyÓn ®éng trßn ®Òu, vËn tèc quay trë ®¹t gi¸ trÞ cè ®Þnh, lùc c¶n ®· c©n b»ng. Giai ®o¹n nµy xuÊt hiÖn gãc nghiªng ngang  cïng híng víi m¹n bÎ l¸i. Giai ®o¹n 3: lµ giai ®o¹n quay trë æn ®Þnh, tõ lóc vËn tèc gãc b»ng h»ng sè, nÕu kh«ng thay ®æi gãc bÎ l¸i, kh«ng chÞu ¶nh hëng cña m«i trêng bªn ngoµi.
Gãc l¸i  cµng lín th× quü ®¹o v¹ch ra cµng hÑp. VËn tèc nhá th× lµm t¨ng thêi gian quay trë. Sx 35 0  =100    17 0 5  =17 05 0 10  =350 Sy H×nh vÏ: C¸c gãc l¸i kh¸c nhau vµ quü ®¹o quay trë t¬ng øng 4/ Các thông số của vòng quay trở và ý nghĩa của chúng. a/§êng kÝnh quay trë vµ ®êng kÝnh lín nhÊt cña vßng quay trë. - §êng kÝnh vßng quay trë (Dn). §êng kÝnh vßng quay trë lµ ®êng kÝnh cña vßng trßn do träng t©m tµu v¹ch ra sau khi tµu quay trë æn ®Þnh víi mét gãc bÎ l¸i nhÊt ®Þnh, thêng lµ gãc l¸i tèi ®a (gäi lµ ®êng kÝnh vßng quay trë æn ®Þnh). B»ng thùc nghiÖm th×: L2  T ; 4,5L < Dn < 5L Dn  10S Trong ®ã:  L lµ chiÒu dµi tµu.  T lµ mín níc cña tµu.  S lµ diÖn tÝch b¸nh l¸i. §êng kÝnh vßng quay trë cã thÓ ®îc x¸c ®Þnh theo chiÒu dµi tµu hoÆc dùa vµo hÖ sè kinh nghiÖm cho tõng lo¹i tµu vµ thùc tÕ. Nã biÓu thÞ cho tÝnh n¨ng quay trë cña tµu. - §êng kÝnh lín nhÊt cña vßng quay trë (Dmax). §êng kÝnh lín nhÊt cña vßng quay trë ( hay cßn gäi lµ ®êng kÝnh chiÕn thuËt) lµ kho¶ng c¸ch di chuyÓn theo chiÒu ngang tÝnh tõ träng t©m tµu lóc bÎ l¸i ®Õn khi con tµu ®· quay ®îc 1800. Thùc nghiÖm cho thÊy Dmax > Dn. Nã biÓu thÞ kh¶ n¨ng tr¸nh va vÒ phÝa m¹n quay trë theo chiÒu ngang. Theo quy ®Þnh cña IMO th× tµu ®ãng sau 01/07/1994 th× Dmax 5L. b/ Nghiªng ngang khi quay trë.
Gi¶ sö con tµu ®îc bÎ l¸i  quay ph¶i nh h×nh vÏ, tµu chuyÓn ®éng quay víi tèc ®é gãc , Flt lµ W1 lùc li t©m ®Æt vµo träng t©m G cña L0 tµu vµ ®Èy con tµu ra xa vßng quay, W0 R lµ lùc c¶n t¸c dông vµo phÇn ch×m  G Flt cña tµu, P lµ ¸p lùc níc t¸c ®éng B R lªn mÆt b¸nh l¸i. Gi¸ trÞ gãc L1 nghiªng ngang  phô thuéc vµo gãc P bÎ l¸i  vµ tèc ®é tµu v. Vµo giai ®o¹n ®Çu quay trë, khi H×nh vÏ: Nghiªng ngang khi tµu quay trë. qu¸n tÝnh cßn nhá, tµu nghiªng mét gãc 230 vÒ phÝa bÎ l¸i. Sau ®ã, theo sù t¨ng lªn cña lùc qu¸n tÝnh ®Æt vµo träng t©m tµu lµm cho tµu c©n b»ng vµ tiÕp tôc lµm cho tµu nghiªng ngang vÒ phÝa ngoµi vßng quay trë. Thùc tÕ, gãc nghiªng ngang cã thÓ ®¹t ®Õn gi¸ trÞ kh¸ lín. Tµu sÏ tiÕp tôc chuyÓn ®éng trªn vßng quay trë, lóc vßng quay trë æn ®Þnh th× th× gãc nghiªng  gi¶m xuèng vµ ®¹t mét gi¸ trÞ æn ®Þnh nµo ®ã. Lùc li t©m cã xu híng ®Èy träng t©m tµu ra xa t©m vßng quay trë. Gãc nghiªng ngang ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: C«ng thøc G. A Fzirso: V2  d 0  max  1,4    ZG   hL  2 HoÆc c«ng thøc thùc nghiÖm: V 2 b 0  max  1,54  r h Trong ®ã: V lµ tèc ®é tµu. h lµ chiÒu cao thÕ v÷ng ban ®Çu. r lµ b¸n kÝnh quay trë. ZG lµ cao ®é träng t©m tµu. b lµ kho¶ng c¸ch gi÷a träng t©m G vµ t©m næi B cña tµu. d lµ mín níc trung b×nh cña tµu. L lµ chiÒu dµi tµu.
Tõ c«ng thøc trªn ta thÊy gãc nghiªng ngang tèi ®a khi quay trë tû lÖ thuËn víi b×nh ph¬ng tèc ®é vµ tû lÖ nghÞch víi chiÒu cao thÕ v÷ng ban ®Çu. §iÒu nµy cho thÊy khi quay trë víi vËn tèc lín th× tµu dÔ bÞ lËt, nhÊt lµ tµu cã chiÒu cao thÕ v÷ng nhá nh tµu Container hay tµu chë gç...NÕu tµu cã gãc nghiªng ban ®Çu th× nã ¶nh hëng ®Õn gãc  đ nghiªng ngang tèi ®a trªn 12 vßng quay trë. Tuú thuéc Khi  ổn định bªn quay trë mµ ®êng kÝnh 8 quay trë cã thÓ t¨ng hoÆc gi¶m. 4 Theo quy ®Þnh, ®èi víi t tµu hµng kh« th× gãc  123456 nghiªng ngang ban ®Çu do -4 quay trë 120, tµu kh¸ch vµ Sự thay đổi của góc nghiêng ngang tµu qu©n sù th× gãc nghiªng theo thời gian ngang ban ®Çu do quay trë 170. c/ Kho¶ng dÞch chuyÓn theo chiÒu ngang - Transfer (Tr). Klho¶ng dÞch chuyÓn theo chiÒu ngang lµ kho¶ng c¸ch theo chiÒu ngang tÝnh tõ träng t©m tµu ®Õn khi nã ®· quay ®îc 900 so víi híng ban ®Çu. Thùc nghiÖm cho thÊy Tr=0, 250, 5Dn, Tr biÓu thÞ kh¶ n¨ng tr¸nh va theo chiÒu ngang, kh¶ n¨ng tµu chuyÓn sang híng míi, gióp ta tr¸nh va chíng ng¹i theo phÝa tríc hoÆc tÝnh to¸n qu·ng ®êng ®Ó chuyÓn sang híng míi. d/ Kho¶ng dÞch chuyÓn theo chiÒu däc - Advance (Ad). Kho¶ng c¸ch tÝnh tõ träng t©m tµu t¹i vÞ trÝ khi b¾t ®Çu bÎ l¸i ®Õn khi quay 900 theo chiÒu däc tÝnh trªn híng chuyÓn dÞch gäi lµ kho¶ng dÞch chuyÓn däc. Thùc nghiÖm cho thÊy Ad=0, 61, 2Dn. Kho¶ng dÞch chuyÓn theo chiÒu däc cho ta kh¶ n¨ng tr¸nh va theo chiÒu däc, ngoµi ra cßn cho phÐp tÝnh kho¶ng c¸ch vµ gãc quay cÇn thiÕt ®Ó ®i vµo híng míi khi quay trë ë ®o¹n cong, khóc ngoÆt, kªnh, luång... Theo quy ®Þnh cña IMO th× tµu ®ãng sau ngµy 01/07/1994 th× Ad4, 5L. e/ Kho¶ng dÞch chuyÓn ngîc Bk.
§o¹n dÞch chuyÓn tÝnh tõ träng t©m tµu theo chiÒu ngang ngîc víi híng bÎ l¸i gäi lµ kho¶ng dÞch chuyÓn ngîc. Thùc nghiÖm cho thÊy Bk=0, 050, 1Dn hay Bk
02 ... ... ... ... c) C¸ch vÏ. Trªn trôc th¼ng ®øng trïng víi híng 0000, lÊy vÞ trÝ ban ®Çu cña tµu. X¸c ®Þnh c¸c vÞ trÝ tiÕp theo trªn c¬ së cña ph¬ng ph¸p (tõ vÞ trÝ ®ã kÎ ph¬ng vÞ, trªn ®ã lÊy ®é dµi b»ng kho¶ng c¸ch tõ vÞ trÝ ban ®Çu cña tµu ®Õn môc tiªu). Nèi c¸c vÞ trÝ l¹i víi nhau cho ta vßng quay trë. 2/ Ph¬ng ph¸p híng ®i vµ tèc ®é. a) C¬ së cña ph¬ng ph¸p. Víi 2 th«ng sè híng ®i vµ tèc ®é cña tµu ®· ®o ®îc, ta x¸c ®Þnh trªn mçi híng cô thÓ, trong vßng 10s mét ta sÏ ®i ®îc qu·ng ®êng lµ: V  1852 V  1852 S  10  3600 360 Trong ®ã: S lµ qu·ng ®êng tµu ch¹y ®îc trong 10s. V lµ vËn tèc cña tµu ch¹y ®îc trong 10s ®ã. Víi 2 th«ng sè híng ®i vµ qu·ng ®êng tµu ®i ®îc trong 10s trªn híng ®i ®ã, ta sÏ x¸c ®Þnh ®îc vÞ trÝ tµu, tËp hîp c¸c vÞ trÝ ®ã cho ta vßng quay trë cña tµu. b) X¸c ®Þnh th«ng sè. Cho tµu ch¹y, bÎ b¸nh l¸i hÕt vÒ mét bªn vµ gi÷ nguyªn gãc l¸i, cø 10s mét lÇn ghi l¹i híng ®i vµ tèc ®é cña tµu. Khi tµu quay ®îc 3600 so víi híng ®i ban ®Çu th× dõng l¹i. C¸c th«ng sè ®îc ghi chÐp vµo b¶ng nh sau: STT Híng ®i (0) Tèc ®é (kts) Kho¶ng c¸ch (m) 01 02 ... ... ... ... c) C¸ch vÏ. §èi sè lµ híng ®i vµ kho¶ng c¸ch, chän mét trôc th¼ng ®øng trïng víi híng 0000, lÊy gèc to¹ ®é O lµ vÞ trÝ tµu lóc b¾t ®Çu bÎ l¸i. Tõ ®iÓm O kÎ híng C1 vµ x¸c ®Þnh qu·ng ®êng tµu ®i ®îc trong 10s trªn híng C1, t×m ®îc ®iÓm A1, cø lÇn lît nh vËy ta ®îc c¸c ®iÓm A2, .... , An, nèi c¸c ®iÓm ®ã l¹i ta ®îc vßng quay trë cña tµu. 3/ Ph¬ng ph¸p sö dông GPS. a) C¬ së cña ph¬ng ph¸p.
Tríc hÕt ph¶i chuyÓn vÞ trÝ tµu tõ to¹ ®é cÇu trªn GPS sang to¹ ®é ph¼ng §Òc¸c. Tõ to¹ ®é (, ) trong b¶ng ta thÓ hiÖn vÞ trÝ tµu trªn to¹ ®é §Òc¸c theo c«ng thøc sau: Yi   i  1852m   i   i  1 X i  i 1852  cos  i m  i  i  1 ThÓ hiÖn tõng cÆp to¹ ®é  X i , Yi  t¬ng øng trªn hÖ to¹ ®é §Òc¸c cho ta vÞ trÝ tµu, tËp hîp c¸c vÞ trÝ tµu nµy cho ta vßng quay trë cña tµu. b) X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè. Khi b¾t ®Çu cho tµu ch¹y, bÎ l¸i sang ph¶i hoÆc tr¸i víi gãc bÎ l¸i tèi ®a vµ gi÷ nguyªn b¸nh l¸i ë gãc bÎ l¸i ®ã. Cø sau kho¶ng 10s ghi liªn tôc to¹ ®é  i , i  cña tµu. NhËp sè liÖu vµo b¶ng díi ®©y, khi tµu quay ®îc 3600 so víi híng bÎ l¸i ban ®Çu th× th«i. STT i (0) i (0) i (%/phót) i (%/phót) Xi (m) Yi (m) 01 02 ... ... ... ... ... ... ... c) C¸ch vÏ. Sau khi x¸c ®Þnh ®îc Xi vµ Yi, trªn trôc hoµnh Ox ta lÊy hoµnh ®é Xi, trªn tôc tung Oy ta lÊy tung ®é Yi, nèi c¸c ®iÓm Xi vµ Yi cho ta vßng quay trë. Câu 7: Thiết bị bánh lái của tàu thủy: Khái niệm, cấu tạo, phân loại, tác dụng. Các thiết bị nâng cao hiệu quả lái tàu và phanh hãm tàu. 1/ Khái niệm. Bánh lái tàu thủy là thiết bị dùng để phục vụ cho khả năng giữ nguyên hướng đi đã cho ứng với các tốc độ khác nhau. 2/ Tác dụng: Bánh lái là một yếu tố không thể thiếu được trong kỹ thuật điều khiển tàu thủy. Tác dụng của bánh lái là giữ tàu chuyển động trên hướng đi đã định hoặc thay đổi hướng đi của tàu theo ý muốn của người điều khiển. 3/ Cấu tạo và phân loại: Bánh lái được đặt ở sau tàu và nằm trong mặt phẳng trục dọc của tàu bởi vậy mỗi khi có lực tác dụng vào bánh lái thì có nghĩa là phần sau tàu chịu lực. Các bánh lái có thể được chế tạo bằng các nguyên liệu khác nhau nhưng mỗi bánh lái cần phải có hai bộ phận cơ bản là trục bánh lái và mặt bánh lái. Bình thường bánh lái nằm trùng với mặt phẳng