Giáo trình Ổn định tàu (Nghề: Điều khiển tàu biển - Trình độ: Trung cấp) - Trường Cao đẳng Hàng hải II

Chia sẻ: Cố Tiêu Tiêu | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:105

Thêm vào BST

Báo xấu

22
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình Ổn định tàu (Nghề: Điều khiển tàu biển - Trình độ: Trung cấp) trình bày những nội dung chính sau: hệ tọa độ và các kích thước cơ bản của tàu; ảnh hưởng của mặt thoáng chất lỏng đến chiều cao thế vững; cách hiệu chỉnh chiều cao thế vững; kiểm tra chiều cao thế vững; ổn định góc nghiêng lớn; đánh giá ổn định tàu;... Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Ổn định tàu (Nghề: Điều khiển tàu biển - Trình độ: Trung cấp) - Trường Cao đẳng Hàng hải II

CỤC HÀNG HẢI VIỆT NAM TRƯỜNG CAO ĐẲNG HÀNG HẢI II GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN: ỔN ĐỊNH TÀU NGHỀ: ĐIỀU KHIỂN TÀU BIỂN TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP Ban hành kèm theo quyết định số:29/QĐ-CĐHH II ngày 13 tháng 10 năm 2021 Của trường Cao Đẳng Hàng Hải II. (Lưu Hành Nội Bộ) TP. HCM , năm 2021
Thời gian Số (Giờ) Tên các bài TT Tổng Lý Kiểm Bài tập số thuyết tra 1. Bài 1. Hệ tọa độ thân tàu và kích 2 1 1 0 thước tàu 1. Hệ tọa độ thân tàu 0,5 0,5 2. Kích thước cơ bản của tàu 0,5 0,5 2. Bài 2. Các thành phần dung tích và 4 2 2 0 tải trọng tàu 1. Các thành phần dung tích tàu 1,0 0 2. Các thành phần trọng lượng tàu 1,0 0 3. Tra dung tích và tải trọng từ hồ sơ 2 tàu 3 Bài 3. Hồ sơ ổn định tàu 6 1 5 0 1. Các ký hiệu trong hồ sơ ổn định tàu 1,0 0 2. Bảng thủy tĩnh 0 2,0 3. Bảng đường cong hoành giao 0 1,0 4. Bảng và thước hiệu chỉnh mớn nước 0 1,0 5. Bảng dung tích các két 0 1,0 4. Bài 4. Khái niệm ổn định tàu 2 2 0 0 1. Khái niệm về ổn định tàu 0,5 0 2. Các trạng thái cân bằng tàu 1,0 0 3. Ảnh hưởng của ổn định đến tàu 0,5 0 5. Bài 5. Ổn định góc nghiêng nhỏ 2 1 1 0 1. Khái niệm ổn định góc nghiêng nhỏ 0,5 0,5 2. Cách tính chiều cao thế vững của tàu 0,5 0,5 6. Bài 6. Ảnh hưởng của mặt thoáng 4 1 2 1 chất lỏng tới ổn định tàu 1. Ảnh hưởng của mặt thoáng chất lỏng 0,5 0 đến ổn định tàu 2. Sử dụng bảng, biểu để tính ảnh 0 2,0 hưởng của mặt thoáng chất lỏng
3. Phương pháp làm giảm ảnh hưởng 0,5 0 của mặt thoáng chất lỏng 7. Bài 7. Cách hiệu chỉnh chiều cao thế 4 2 2 0 vững 1. Ảnh hưởng của xếp dỡ hàng hóa tới 0,5 0,5 chiều cao thế vững 2. Hiệu chỉnh chiều cao thế vững bằng 1,0 1,0 dịch chuyển hàng 3. Hiệu chỉnh chiều cao thế vững bằng 0,5 0,5 điều chỉnh ballast 8. Bài 8. Kiểm tra chiều cao thế vững 4 3 1 0 1. Kiểm tra chiều cao thế vững thông 1,0 1,0 qua chu kỳ lắc 2. Kiểm tra chiều cao thế vững tàu bằng góc nghiêng ngang thông qua 1,0 0 bơm chuyển ballast 3.Kiểm tra chiều cao thế vững tàu bằng góc nghiêng ngang thông qua dịch 1,0 0 chuyển hàng hóa 9. Bài 9. Ổn định góc nghiêng lớn 4 2 2 0 1. Khái niệm Ổn định góc nghiêng lớn 0,5 2. Cách tính cánh tay đòn ổn định tĩnh 0,5 0,5 3. Cách vẽ đường cong cánh tay đòn ổn 0,5 0,5 định tĩnh 4. Cách tính diện tích dưới cánh tay 0,5 1,0 đòn ổn định tĩnh 10. Bài 10. Đánh giá ổn định tàu 4 1 3 0 1. Tiêu chuẩn đánh giá ổn định tĩnh 1,0 0 2. Đánh giá ổn định tàu theo tiêu chuẩn 0 3,0 11. Bài 11. Bài tập lớn 12 0 12 1 1. Lập bảng tổng hợp 0 7 2. Đánh giá ổn định tàu 0 4 Tổng số 48 16 30 2
Mục lục Hệ tọa độ và các kích thước cơ bản của tàu………………………………….1 Các thành phần dung tích và tải trọng tàu……………………………………8 Hồ sơ ổn định tàu…………………………………………………………….11 Khái niệm ổn định tàu………………………………………………………..15 Ổn định góc nghiêng nhỏ…………………………………………………….22 Ảnh hưởng của mặt thoáng chất lỏng đến chiều cao thế vững………………28 Cách hiệu chỉnh chiều cao thế vững…………………………………………32 Kiểm tra chiều cao thế vững…………………………………………………37 Ổn định góc nghiêng lớn…………………………………………………….40 Đánh giá ổn định tàu…………………………………………………………46 Bài tập lớn……………………………………………………………………52 Phụ lục……………………………………………………………………….63
Ổn định tàu thủy Cao Đẳng Hàng Hải 2 BÀI 1: HỆ TỌA ĐỘ VÀ CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA TÀU 1. Hệ tọa độ thân tàu Để thuận tiện cho việc khảo sát ổn định tàu, người ta thường biểu diễn các quan hệ thủy tĩnh trên các mặt phẳng tiêu biểu cảu thân tàu. 1.1. Mặt phẳng trục dọc Mặt phẳng trục dọc là thiết diện được tạo ra giữa thân tàu với mặt phẳng dọc vuông góc với tấm ky tàu, cắt dọc thân tàu ra làm hai phần bằng và đối xứng nhau. Mặt phẳng trục dọc thường dung để biểu diễn các quan hệ thủy tĩnh cho các phần ổn định dọc và tính toán mớn nước của tàu. p z Mặt phẳng trục dọc tàu y x Hình 1.1: Mặt phẳng trục dọc tàu 1.2. Mặt phẳng sườn giữa Mặt phẳng sườn giữa là tiết diện tạo ra giữa thân tàu với mặt cắt ngang vuông góc với cả tấm ki tàu và mặt phẳng trục dọc tại vị trí trung điểm dọc của tàu. Mặt phẳng sườn giữa được dung để mô tả các quan hệ thủy tĩnh cho ổn định tàu. p Hình 1.2: Mặt phẳng sườn giữa tàu - Trang 1- Gv: Hoàng Văn Ánh Khoa Điều Khiển Tàu Biển
Ổn định tàu thủy Cao Đẳng Hàng Hải 2 1.3. Mặt phẳng đường nước Mặt phẳng đường nước là tiết diện được tạo ra giữa thân tàu và mặt đường nước tại mớn nước xác định.Ở đây giới thiệu mặt phẳng ở mớn nước ứng với dấu chuyên chở mùa hè. p Hình 1.3: Mặt phẳng đường nước 1.4. Hệ tọa độ Để thuận tiện cho việc khảo sát, người ta ta đặt hệ tọa tọa độ tàu XYOZ, gốc O tọa độ giao giữa mặt phẳng sường giữa và ki tàu, Ox theo hướng trục dọc tàu, Oy theo phương ngang nằm trong mặt phẳng sường giữa, trục Oz theo phương thẳng đứng. 2. Kích thước cơ bản của tàu 2.1. Kích thước theo chiều dọc Chiều dài lớn nhất (LOA): Là chiều dài lớn nhất tính theo theo chiều dọc tàu. Nó được tính từ điểm xa nhất ở phía mũi tàu tới điểm xa nhất về phía lái tàu. Đường thủy trực mũi (FP): Là đường thẳng vuông góc với ki tàu (hay còn gọi là mặt phẳng cơ sở) và đi qua giao điểm giữa sống mũi tàu với đường nước cách mép trên ki tàu một khoảng bằng 85% chiều sâu định hình của tàu (thường trùng với đường nước mùa hè ở vùng nước mặn). Đường thủy trực lái (AP): Là đường thẳng vuông góc với ki tàu (hay còn gọi mặt mặt phẳng cơ sở) và đi qia mép sau của trụ bánh lái hoặc tâm trục bánh lái đối với tàu không có trụ lái. Ở một số tàu đặc thù thì điểm ở trụ bánh lái có thể là một vị trí khác gần đó. Hai đường thủy trục còn gọi là hai đường vuông góc tính toán, các dữ liệu thủy tĩnh cơ bản được xây dựng trên cơ sở các kích thước định hình trong đó có hai đường này. Mớn mước mũi, lái thật của tàu là mớn nước tính trên đường thủy trực mũi và lái. Để thuận tiện cho công tác đọc mớn nước thì trên hầu hết các tàu có khắc thước đọc mớn (draft marks) không trùng với đường thủy trực nên cần phải quy đổi từ mớn nước đọc về mớn nước thật của tàu khi tính toán. - Trang 2- Gv: Hoàng Văn Ánh Khoa Điều Khiển Tàu Biển
Ổn định tàu thủy Cao Đẳng Hàng Hải 2 Chiều dài giữa hai đường thủy trực (LBP): Đây là chiều dài tính toán, là khoảng cách giữa hai đường thủy trực mũi và đường thủy trực lái. Chiều dài đường nước (LWL): Là chiều dài lớn nhất đo trên mặt phẳng đường nước ứng với mớn nước nhất định. Đường thủy trực Admidsh mũi/ For Đường thủy perpendicular trực lái/ Afte Chiều dài giữa hai đường thủy trực LBP Chiều dài giữa lớn nhất LOA Hình 1.4: kích thước theo chiều dọc tàu 2.2. Kích thước theo chiều ngang và chiều sâu Chiều rộng lớn nhất Bmx Chiều rộng định Mớn Nắp hầm hàng Đường mớn Mớn nước định Mặt phẳng giữa sườn Mớn Chiều Độ cất Đường cơ bản (mép của trên ki Ki Hình 1.5: Kích thước theo chiều ngang - Trang 3- Gv: Hoàng Văn Ánh Khoa Điều Khiển Tàu Biển
Ổn định tàu thủy Cao Đẳng Hàng Hải 2 - Chiều rộng lớn nhất (Breadth Extreme -Beam): Là khoảng cách nằm ngang, tính bằng mét, đo từ mép ngoài của sườn mạn bên này đến mép ngoài của sườn mạn bên kia, tại vị trí rộng nhất của thân tàu. - Chiều rộng định hình (Moulded Breadth): Là khoảng cách nằm ngang định lớn nhất, tính bằng mét, đo từ mép ngoài của sườn mạn (công giang) bên này đến mép ngoài của sườn mạn bên kia. - Chiều sâu (Depth): Là chiều cao tính từ mép dưới của ki tàu tới mép trên của boong liên tục, đo ở mặt phẳng sườn giữa tàu. - Chiều sâu định hình (Moulded depth): Là khoảng cách thẳng đứng ở mặt phẳng sườn giữa tàu đo từ đỉnh sống chính (keel plate) đến mép dưới của boong chính (Deck line). - Mớn nước (Draft): Mớn nước này được biểu thị là mớn nước lớn nhất (extended draft), là khoảng cách tính theo phương thằng đứng từ mép dưới của sống chính (keel plate) với mặt phẳng ngấn nước quanh tàu. - Mớn nổi (Air draft): Là khoảng cách tính từ đường ngấn nước tới đỉnh cột cao nhất của tàu. 3. Thước nước đọc mớn nước của tàu 3.1. Vị trí của thước đọc mớn nước trên thân tàu Mớn nước thật hay còn gọi là mớn nước tính toán của tàu được tính ở đường thủy trực và chính giữa tàu (midlength). Tuy nhiên, việc đặt thước đọc mớn (draft mark) đúng vị trí của đường thủy trực hầu như không thực hiện được do đặc trưng của tuyến hình tàu. Thước đọc mớn thường được đặt cách đường thủy trực một khoảng cách nào đó có xét đến yếu tố dễ đọc nhất. Các thước nước trên tàu bao gồm: - da.p: Thước mớn nước lái bên trái - dm.p: Thước mớn nước giữa bên trái - df.p: Thước mớn nước giữa bên phải - da.s: Thước mớn nước lái bên phải - dm.s: Thước mớn nước giữa bên phải - df.s: Thước mớn nước mũi bên phải - Trang 4- Gv: Hoàng Văn Ánh Khoa Điều Khiển Tàu Biển
Ổn định tàu thủy Cao Đẳng Hàng Hải 2 - da, dm, df: Là thước đọc quy về mặt phẳng trục dọc tàu phía lái, giữa và mũi. Đây còn gọi lài mớn nước biểu kiến. - Admidships Đường thủy trục mũi/ Đường thủy trực lái/ Thước đọc mớn nước mũi For perpendicular Afte perpendicular Thước đọc mớn nước giữa Thước đọc mớn nước lái Chiều dài giữa hai đường thủy trực LBP Chiều dài giữa lớn nhất LOA Hình 1.6: Vị trí thước nước đọc mớn (Draft mark) Thước nước được khắc nổi trên thân tàu với kiểu chữ số Ả Rập theo hệ mét và luật số Lã Mã theo hệ Anh truyền thống. Các con số trên thước nước hệ mét có độ cao 10cm, khoảng cách giữa hai số liền kề là 10cm và đặc biệt là bề dày các nét chữ phải bằng nhau và bằng 2cm. Đối với hệ Anh truyền thống thì độ cao của chữ trên thước 06 inch và khoảng cách cũng là 06 inch. Hình 1.7 Thước nước mũi lái 4. Dấu chuyên chở Hầu hết các tàu được ấn định mạn khô nhỏ nhất tương ứng với các dấu chuyên chở (load lines). Chúng được gắn cố định ở hai bên mạn tại giữa tàu. - Trang 5- Gv: Hoàng Văn Ánh Khoa Điều Khiển Tàu Biển
Ổn định tàu thủy Cao Đẳng Hàng Hải 2 - Dấu boong chính (deck line): Là đoạn thẳng song song với ki tàu có bề dày là 25 cm và có khẩu độ là 300 mm được gắn ở hai bên mạn tại vị trí chính giữa tàu. Mép trên của dấu boong chính đi qua giao điểm giữa bề mặt mạn tàu với bề mặt boong thời tiết liên tục. Tuy nhiên, dấu boong chính có thể gắn cách một điểm cố định nào đó trên mạn tàu với điều kiện rằng mạn khô tương ứng phải được hiểu chỉnh phù hợp và những thông số này phải được ghi rõ ràng trên giấy chứng nhận dấu chuyên chở của tàu. Trường hợp này sử dụng cho các tàu có boong lượn góc. - Dấu chuyên chở theo vùng mùa: Ký hiệu dấu chuyên chở bao gồm một đường tròn có có đường kính ngoài là 300 mm, độ dày dấu chuyên chở là 25 mm và một đoạn thẳng có độ dày 25 mm dài 450 mm nằm ngang đối xứng qua tâm đường tròn. Tâm của đường tròn sẽ trùng với vị trí chính giữa tàu (midlength) và cách mép trên của dấu boong chính đúng bằng giá trị mạn khô mùa hè của tàu tại vùng nước mặn. - Trang 6- Gv: Hoàng Văn Ánh Khoa Điều Khiển Tàu Biển
Ổn định tàu thủy Cao Đẳng Hàng Hải 2 Dấu boong chính 300 mm 25 mm 230 mm Chiều TF cao 540 mm mạn khô 230 mm theo 1000kg/m3 hoặc 1000 t/m3 F luật T FWA D X 1025kg/m3 hoặc 1025 t/m3 S 300 mm W 450 mm WNA Vòng tròn Plimsoll Dấu WNA không được khắc trên những tàu có chiều dàu lớn hơn 100m Hình 1.8: Dấu chuyên chở Hình 1.9: Dấu chuyên chở - Trang 7- Gv: Hoàng Văn Ánh Khoa Điều Khiển Tàu Biển
Ổn định tàu thủy Cao Đẳng Hàng Hải 2 BÀI 2: CÁC THÀNH PHẦN DUNG TÍCH VÀ TẢI TRỌNG TÀU 2.1. Các thành phần dung tích tàu Theo Công ước về đo dung tích tàu biển 1969 thì dung tích của tàu biển được thể hiện bằng Dung tích toàn bộ (GT – Gross Tonnage) và Dung tích tịnh (NT-Nett Tonnage). Dung tích toán bộ (GT): GT = k1xVt - Vt: Là toàn bộ thể tích các khoang kín tính bằng m3, bao gồm phần thể tích nằm phía dưới boong chính và các không gian khép kín nằm trên boong chính - k1 = 0,2+0,02lg(Vt) hoặc lấy theo bảng phụ lục II của Công ước. Dung tích tịnh (NT): NT = k2x Vcargo ( + k3 (N1+ t) Trong đó: Vcargo: Tổng thể tích hầm hàng tính bằng m3 k2 = 0,2+0,02lg(Vcargo) tttt tttt k2 = 1,25 H: Chiều cao mạn lý thuyết T: Mớn nước tính toán tại giữa tàu N1: Số hành khách trong những phòng không quá 8 giường N2: Số hành khách khác Tổng N1 + N2 bằng tổng số khách được phép chở trên tàu như đã ghi trong giấy chứng nhận tàu chở khách nhưng nếu tổng này nhỏ hơn 13 thì lấy bằng 0. NT không được nhỏ hơn 0,30GT. 2.2. Các thành phần trọng tải tàu - Lượng chiếm nước (Displacement): Là trọng lượng toàn bộ con tàu và bằng với trọng lượng của khối nước bị tàu choáng chỗ (occupy) ở mớn nước tương ứng. - Lượng chiếm nước tàu không (Linght Displacement): Là trọng lượng của con tàu ở trạng thái tàu không, là tráng thái mà một con tàu hoàn chỉnh tất cả các khía cạnh về đóng - Trang 8- Gv: Hoàng Văn Ánh Khoa Điều Khiển Tàu Biển
Ổn định tàu thủy Cao Đẳng Hàng Hải 2 mới, nhưng chưa có nhiên liệu, các thiết bị dự trữ, hàng hóa, thủy thủ đoàn và các vật dụng mang theo của họ, không có bất kỳ chất lỏng nào trên tàu ngoại trừ dầu, dầu thủy lực, dầu bôi trơn cho máy móc và trong đường ống ở mức hoạt động. - Trọng tải tổng cộng (Deadweight): Là trọng lượng lớn nhất mà tàu được phép chở (bao gồm cả hàng hóa và dự trữ, nhiên liệu, nước ngọt) ứng với dấu chuyên chở mùa hè trong vùng nước mặn (summer zone).Tổng quát trọng tải của tàu có thể được diễn đạt như sau: Deadweight = Full loaded Dispplacement – Light Displacement - Lượng hàng hóa chuyên chở: Với tàu hàng, khi biết trọng tải tổng cộng (Deadweight) thì ta có thể ước lượng được tổng khối lượng của hàng hóa mà tàu có thể vận chuyển. Tổng khối lượng hàng hóa thực tế có thể vận chuyển được luôn nhỏ hơn giá trị của trọng tải tổng cộng và nó cũng không cố định cho mọi chuyến đi do phụ thuộc vào trọng lượng của nhiên liệu, nước ngọt và dự trữ có trên tàu (Chi tiết xem biên bản tính toán mớn làm phụ họa). 2.3. Tra dung tích và tải trọng từ hồ sơ tàu Để tra dung tích và tải trọng tàu với một lượng chiếm nước của tàu nhất định thông qua mớn nước, người ta xây dựng bảng thủy tĩnh với các thông tính toán trong quá trình đóng mới, cải hoán tàu. SG (Density): 1,025 Draft Disp. TPC MTC LCB (xB) LCF (xF) K.B T.KM 6.00 11098 90.11 103.12 -2.62 0.12 2.49 6.65 6.50 15605.5 90.12 103.18 -2,62 0.12 2.51 6.65 7.00 20111.5 91.11 103.25 -2.56 0.14 2.63 6.65 - Density = 1.025: Bảng thủy tĩnh lập trên cở sở tỉ trọng nước 1.025 - Draft: Mớn nước của tàu tính từ mép ngoài của tấm ki tàu. Có thể gọi là external draft - Displacement: Lượng chiếm nước của tàu tương ứng với giá trị mớn - T.P.C: Số tấn làm tàu thay đổi 1cm chiều chìm - M.T.C: Mô men làm thay đổi 1 cm hiệu số mớn nước - Trang 9- Gv: Hoàng Văn Ánh Khoa Điều Khiển Tàu Biển
Ổn định tàu thủy Cao Đẳng Hàng Hải 2 - LCF (xF): Hoành độ trọng tâm mặt phẳng đường nước. Thường thì lấy giữa tàu (admidship) làm gốc tọa độ - LCB(xB): Hoành độ tâm nổi của phần thể tích chìm dưới nước. Tọa độ này được tính toán với giả thiết là tàu ở tư thế cân bằng mũi lái - KB: Cao độ tâm nổi của phần thể tích chìm dưới nước, được tính từ ki tàu - KG: Cao độ trọng tâm tính từ đường cơ sở - T.KM: Chiều cao tâm nghiêng ngang của tàu Ghi chú: - Khi lấy các giá trị tọa độ theo chiều dọc tàu xF, xB, thì cần xác định xem gốc tọa độ và chiều dương quy ước trong bảng thủy tĩnh như thế nào. Khi tính toán nên đưa xF, xB, xG về cùng một gốc tọa độ và chiều dương quy ước. - Một số bảng thủy tĩnh được lập theo hệ truyền thống Anh thì đơn vị của mớn nước sẽ là feet và inch sẽ là TPI và MTC sẽ là MTI. - Trang 10- Gv: Hoàng Văn Ánh Khoa Điều Khiển Tàu Biển
Ổn định tàu thủy Cao Đẳng Hàng Hải 2 BÀI 3: HỒ SƠ ỔN ĐỊNH TÀU 3.1. Các ký hiệu trong hồ sơ ổn định tàu - Density = 1.025: Bảng thủy tĩnh lập trên cở sở tỉ trọng nước 1.025 - Draft: Mớn nước của tàu tính từ mép ngoài của tấm ki tàu. Có thể gọi là external draft - Displacement: Lượng chiếm nước của tàu tương ứng với giá trị mớn - T.P.C: Số tấn làm tàu thay đổi 1cm chiều chìm - M.T.C: Mô men làm thay đổi 1 cm hiệu số mớn nước - LCF (xF): Hoành độ trọng tâm mặt phẳng đường nước. Thường thì lấy giữa tàu (admidship) làm gốc tọa độ - LCB (xB): Hoành độ tâm nổi của phần thể tích chìm dưới nước. Tọa độ này được tính toán với giả thiết là tàu ở tư thế cân bằng mũi lái - KB: Cao độ tâm nổi của phần thể tích chìm dưới nước, được tính từ ki tàu - KG: Cao độ trọng tâm tính từ đường cơ sở - T.KM: Chiều cao tâm nghiêng ngang của tàu Ghi chú: - Khi lấy các giá trị tọa độ theo chiều dọc tàu xF, xB, thì cần xác định xem gốc tọa độ và chiều dương quy ước trong bảng thủy tĩnh như thế nào. Khi tính toán nên đưa xF, xB, xG về cùng một gốc tọa độ và chiều dương quy ước. Một số bảng thủy tĩnh được lập theo hệ truyền thống Anh thì đơn vị của mớn nước sẽ là feet và inch sẽ là TPI và MTC sẽ là MTI. Hình 3.1: Hồ sơ ổn định tàu - Trang 11- Gv: Hoàng Văn Ánh Khoa Điều Khiển Tàu Biển
Ổn định tàu thủy Cao Đẳng Hàng Hải 2 3.2. Bảng thủy tĩnh (Hydrotable static) Để có được các giá trị thủy tĩnh phục vụ cho tính toán ổn định tàu sỹ quan thuyền vên cần tra các đối số và nội suy các giá trị ta được các giá trị cần tra. SG (Density): 1.025 Draft Disp. TPC MTC LCB (xB) LCF (xF) K.B T.KM 6.00 11098 90.11 103.12 -2.62 0.12 2.49 6.65 6.50 15605.5 90.12 103.18 -2,62 0.12 2.51 6.65 7.00 20111.5 91.11 103.25 -2.56 0.14 2.63 6.65 Bảng 3.1: Bảng thủy tĩnh Hình 3.2: Mô tả các giá trị thủy tĩnh 3.3. Bảng đường cong hoành giao Từ đồ thị họ đường cong hoành giao GZ, KN có đối số là Displacement. Giá trị KN ứng với các góc nghiêng ngang khác nhau trong bảng Cross Table đối số là Displacement. - Trang 12- Gv: Hoàng Văn Ánh Khoa Điều Khiển Tàu Biển
Ổn định tàu thủy Cao Đẳng Hàng Hải 2 Hình 3.3: Đồ thị họ đường cong hoành giao GZ 3.4. Bảng và thước hiệu chỉnh mớn nước Giới thiệu hồ sơ thủy tĩnh tàu: - Trang 13- Gv: Hoàng Văn Ánh Khoa Điều Khiển Tàu Biển
Ổn định tàu thủy Cao Đẳng Hàng Hải 2 Hình 3.4: Bảng thủy tĩnh 3.5. Bảng dung tích các két Giới thiệu sổ dung tích các két Hình 3.5: Bảng dung tích các két - Trang 14- Gv: Hoàng Văn Ánh Khoa Điều Khiển Tàu Biển
Ổn định tàu thủy Cao Đẳng Hàng Hải 2 BÀI 4: KHÁI NIỆM ỔN ĐỊNH TÀU 4.1. Khái niệm về ổn định tàu Theo định luật Acsimet, khi con tàu nổi trên mặt nước nó chịu các dụng một lực đẩy thẳng đứng từ dưới lên. Lực đẩy FB này có điểm đặt tại đúng tâm hình học của phần thể tích nước mà tàu chiếm chỗ; có độ lớn đúng bằng trọng lượng phần thể tích nước bị chiếm chỗ này. Bản thân con tàu chịu tác dụng của trọng trường trái đất, lực đó kéo xuống theo chiều thẳng đứng bằng đúng trọng lượng của con tàu. Để tàu nổi cân bằng, hai lực này phải bằng nhau về độ lớn và nằm trên cùng một đường thẳng đứng (Hình 1.1) Điều kiện nổi của tàu được thể hiện qua công thức: B = - (1.1) Hình 4.1. Điều kiện nổi cân bằng của tàu Đó chính là nguyên nhân tại sao lượng dãn nước D của tàu lại được định nghĩa bằng trọng lượng phần thể tích nước mà tàu chiếm chỗ. Giả sử ta đặt thêm một vật nặng lên tàu, trọng lực P tăng lên, kéo cho tàu chìm thêm xuống. Khi tàu chìm thêm xuống, phần thể tích chiếm nước của tàu tăng lên dẫn đến lực đẩy Acsimet Fb tăng lên. Tàu sẽ chìm thêm cho đến khi lực nổi Fb bằng với trọng lực P thì ngừng lại và cân bằng tại độ chìm mới này. Tương tự như vậy, khi dỡ bỏ khối hàng nói trên khỏi tàu, ban đầu lực nổi Fb lớn hơn trọng lực P nên kéo tàu nổi lên. Khi tàu nổi lên, phần chiếm nước của tàu giảm đi dẫn đến lực - Trang 15- Gv: Hoàng Văn Ánh Khoa Điều Khiển Tàu Biển
Ổn định tàu thủy Cao Đẳng Hàng Hải 2 nổi Fb giảm theo. Tàu sẽ nổi lên cho đến khi lực nổi Fbcòn bằng đúng trọng lượng của tàu sau khi dỡ bỏ khối hàng và tàu cân bằng ở mớn nước mới này. Đó chính là cơ chế để con tàu có thể tự nổi cân bằng khi trọng lượng hàng hoá mà nó chuyên chở thay đổi. Ổn định của tàu là khả năng quay trở về vị trí cân bằng ban đầu sau khi ngoại lực gây nghiêng bên ngoài (gió, sóng...) ngừng tác động. Khi tàu đang nổi ở trạng thái cân bằng trên mặt nước, khi đó trọng tâm G của tàu và tâm nổi B luôn nằm trên một đường thẳng đứng. Lúc đó trọng lực P ( có điểm đặt tại trọng tâm G của tàu, có hướng xuống dưới) và lực nổi Fb ( có điểm đặt tại tâm nổi B, có hướng lên trên) luôn cân bằng và triệt tiêu lẫn nhau (do cùng độ lớn và ngược chiều), hai lực này không sinh ra Moment. Giả sử khi tàu đang cân bằng, có một ngoại lực tác động vào một bên mạn tàu, làm cho tàu bị nghiêng về mạn bên kia, khi đó tâm nổi B sẽ dịch chuyển về phía mạn bị nghiêng (do phần ngâm nước ở mạn này sẽ lớn hơn), điểm G và điểm B không còn nằm trên một đường thẳng đứng nữa. Cặp lực P và Fb lúc này sẽ sinh ra một Moment có xu hướng đưa tàu trở về vị trí cân bằng ban đầu (trước khi có ngoại lực tác động). Chính vì thế ta gọi Moment này gọi là Moment hồi phục, nó sẽ có chiều ngược với chiều của ngoại lực. Như vậy ổn định của tàu sẽ được đánh giá bằng khả năng trở về trí cân bằng ban đầu, sau khi có ngoại lực tác động ngừng tác động, hay nói cách khác nó sẽ được đánh giá bằng độ lớn của Moment hồi phục (Mhp). Mặt khác ta biết rằng : Moment = Lực * cánh tay đòn Lực mà ta đang nói đến là lực tĩnh, nghĩa là nó có độ lớn xác định (là hằng số) và tác động tức thời vào tàu rồi ngừng hoặc thời gian giữa hai lần tác động lớn hơn khoảng thời gian mà tàu có thể trở về vị trí cân bằng ban đầu. Ở đây cánh tay đòn là khoảng cách giữa 2 lực P và Fb, chính là đoạn thẳng GZ. - Trang 16- Gv: Hoàng Văn Ánh Khoa Điều Khiển Tàu Biển