Giáo trình Điều động tàu
Lời giới thiệu
An toàn cho con người, con tàu, hàng hoá và môi trường biển là một trong những
mục đích cao nhất của người sĩ quan Hàng hải. Lịch sử ngành Hàng hải thế giới đã
cho thấy rất nhiều vụ tai nạn thảm khốc xảy ra trên biển mà nguyên nhân chủ yếu là
do thiếu sót của người điều khiển tàu. Trong những thiếu sót đó thì sai lầm do điều
động tầu chiếm một phần lớn.
Để nâng cao khả năng điều khiển tàu cho người sĩ quan Hàng hải, thì trước hết
phải trang bị đầy đủ các kiến thức về điều động tàu cho sinh viên ngành điều khiển
tàu khi đang học trong trường. Bằng những kinh nghiệm thực tế và quá trình giảng
dạy lý thuyết điều động, Tiến sĩ, thuyền trưởng Nguyễn Viết Thành cùng các giảng
viên bộ môn điều động tàu, khoa điều khiển tàu biển, trường Đại học Hàng hải Việt
Nam đã rất cố gắng hoàn thành cuốn sách này làm tài liệu giảng dạy chủ yếu môn học
điều động tàu cho sinh viên khoa điều khiển tàu biển của trường.
Cuốn sách đã được sự góp ý của nhiều thuyền trưởng lâu năm trong nghề và có
sự tham khảo các tài liệu trong và ngoài nước. Cuốn sách đã được cập nhập các kiến
thức mới và sẽ được bổ sung hàng năm những tiến bộ của khoa học kỹ thuật trong
ngành Hàng hải. Mặc dù hết sức cố gắng trong quá trình biên soạn nhưng cuốn sách
chắc chắn sẽ còn nhiều thiếu sót. Chúng tôi rất mong có sự đóng góp ý kiến của các
bạn đồng nghiệp để cuốn sách ngày càng hoàn thiện hơn.
Mọi ý kiến xin gửi về địa chỉ:
Bộ môn Điều động tàu, khoa Điều khiển tàu biển, trường Đại học Hàng hải Việt
Nam. E-mail: Vimarudeck@vnn.vn.
Xin chân thành cảm ơn.
Bộ môn Điều động tàu
MỤC LỤC
Trang
Tính năng điều động tàu
Chương 1
1.1
7
Khái niệm Về điều động tàu
Các YếU Tố TRONG điều động tàu
7
7
1.2
Tốc độ tàu
1.2.1
1.2.2
7
9
Các khái niệm về tốc độ
Các phương pháp xác định tốc độ tàu
1.2.3
1.2.4
10
Chuyển động của tàu trên mặt nước
Tính năng của bánh lái
Lực của bánh lái
11
15
15
1.3
1.3.1
Tác dụng của bánh lái khi tàu chạy tới
Tác dụng của bánh lái khi chạy lùi
1.3.2
1.3.3
16
17
ảnh hưởng hình dạng bánh lái đến lực bánh lái
1.3.4
1.3.5
1.4
1.4.1
1.4.2
1.4.3
1.4.4
17
Xác định góc bẻ lái
18
19
19
chuyển động quay trở của tàu
Định nghĩa và quá trình quay trở của tàu
Các yếu tố của vòng quay trở
Tâm quay và vị trí của nó
21
25
25
Các yếu tố ảnh hưởng đến quay trở và đánh giá tính năng
điều động từ độ lớn vòng quay trở.
Xác định vòng quay trở của tàu
1.4.5
1.5
26
28
Chân vịt và tác dụng của nó trong điều động tàu
Lực đẩy phát sinh khi chân vịt quay
1.5.1
1.5.2
1.5.3
1.5.4
28
30
31
33
Các dòng nước sinh ra khi chân vịt qua
Hiệu ứng chân vịt tới đặc tính điều động tàu
Mối tương quan của chân vịt đối với sự thay đổi chế độ
hoạt động của máy tàu
1.5.5
36
36
ảnh hưởng phối hợp giữa bánh lái và chân vịt tới sự điều
khiển tàu
Tính năng dừng tàu Quán tính của tàu
1.6
Các đặc tính dừng tàu
1.6.1
1.6.2
1.6.3
36
37
39
Quán tính của tàu
Những biện pháp nâng cao hiệu quả hãm tàu
1
Điều động tàu nhiều chân vịt
1.7
1.8
40
Điều động tàu nhiều chân vịt
Điều động tàu có chân vịt mạn
1.7.1
1.7.2
40
42
43
43
45
Chân vịt biến bước
Điều động tàu có chân vịt biến bước
1.8.1
1.8.2
Những chú ý khi sử dụng chân vịt biến bước, phân loại
chân vịt biến bước
Ưu nhược điểm của chân vịt biến bước
1.8.3
45
46
46
46
Tự động hóa quá trình điều động tàu
1.9
Xu thế phát triển và mục đích tự động hóa
1.9.1
1.9.2
Tự động hóa quá trình điều khiển máy chính và chân vịt
Một số hệ thống tự động hóa quá trình lái tàu
1.9.3
47
48
các yếu tố ảnh hưởng tới đặc tính điều động tàu
Chương 2
ảnh hưởng của ngoại lực
2.1
48
48
ảnh hưởng của các điều kiện khí tượng thuỷ văn
2.1.1
ảnh hưởng của khu vực nước hạn chế và luồng lạch
ảnh hưởng do nông cạn và biện pháp phòng tránh
Tính năng quay trở trong vùng nước nông
Hiện tượng hút nhau giữa hai tàu
2.1.2
2.1.3
2.1.4
2.1.5
51
52
55
55
59
ảnh hưởng do hình dáng thiết kế và tư thế của tàu
2.2
Cấu trúc hình dáng
Thiết kế
2.2.1
2.2.2
2.2.3
59
60
61
ảnh hưởng do nghiêng, chúi
Chương 3
Sử dụng neo trong điều động
62
62
62
Lựa chọn khu vực neo đậu
3.1
Những điều kiện tổng quát khi lựa chọn điểm neo
3.1.1
3.1.2
Chọn phương pháp neo tàu
lực giữ của neo
63
64
3.2
3.3
Tính năng giữ của neo
3.2.1
3.2.2
3.2.2
64
64
65
Lực giữ của neo và chất đáy
Giới hạn giữ tàu theo lỉn neo và các chú ý khi sử dụng neo
Điều động neo tàu bằng một neo
Điều động neo tàu bằng một neo
66
66
3.3.1
2
điều động neo tàu hai neo
3.4
3.5
66
66
67
Tư thế con tàu khi neo hai neo
3.4.1
3.4.2
Các phương pháp điều động neo tàu bằng hai neo
Sử dụng neo trong điều động
70
70
72
Sử dụng neo khi vào hoặc ra cầu, phao
Sử dụng neo trong các trường hợp khác
Điều động tàu ra vào cầu, phao
3.5.1
3.5.2
Chương 4
77
4.1
Điều động tàu tiếp cận điểm buộc và hành trình trong cảng
Các yêu cầu chung và nguyên tắc cơ bản khi cặp cầu
Cặp cầu bằng mũi vào trước
77
77
82
83
83
4.1.1
4.1.2
4.1.3
4.1.4
Cặp cầu bằng đuôi vào cầu trước
Cặp cầu ngược dòng
4.1.5
Cập cầu xuôi dòng
84
85
4.2
Minh họa các trường hợp cặp cầu
Vào cầu nước ngược
4.2.1
4.2.2
4.2.3
4.2.4
4.2.5
4.2.6
4.2.7
4.2.8
4.2.9
4.2.10
85
85
85
85
86
86
87
87
87
87
Vào cầu mạn trái thời tiết êm
Vào cầu mạn phải thời tiết êm
Cặp cầu mạn trái thời tiết tốt có thả neo ngoài
Cặp cầu mạn phải thời tiết tốt neo ngoài
Cặp cầu gió thổi từ bờ ra
Cặp cầu gió thổi từ ngoài vào
Cặp cầu ngược gió
Cặp cầu gió thổi từ ngoài vào (chếch mũi) ngoài vào
Cặp cầu gió thổi từ ngoài vào (chếch mũi) ngoài thả neo
mạn ngoài
Cặp cầu có kết hợp thả neo
4.2.11
4.2.12
4.2.13
4.2.14
4.2.15
88
88
89
89
89
89
Cặp cầu mạn trái gió xuôi
Cặp cầu mạn phải gió xuôi
Cặp cầu mạn trái gió thổi chếch lái từ trong cầu ra
Cặp cầu mạn phải gió chếch phải trong cầu ra
Cặp cầu sử dụng tàu lai
4.3
Cập cầu nhờ sự hỗ trợ của tàu lai
4.3.1
4.3.2
89
90
91
94
Liên lạc với tàu lai
Sử dụng tàu lai
4.3.3
4.3.4
Tàu lai làm việc bằng cách đưa dây lai qua lỗ xô ma chính
giữa mũi / lái
Cách buộc dây tàu lai
4.3.5
95
97
97
Điều động tàu trên biển
Chương 5
Điều động tàu trong ĐIềU KIệN thời tiết xấu
5.1
3
Khái niệm
5.1.1
5.1.2
97
97
Quan hệ giữa hướng đi với hướng sóng gió và sự ảnh
hưởng của chúng
Điều động
5.1.3
5.1.4
99
100
101
Các biện pháp làm giảm ảnh hưởng của sóng gió
Điều động tàu trong bão
5.2
Nguyên nhân phát sinh bão
5.2.1
5.2.2
5.2.3
101
102
103
Những triệu chứng của bão
Phương pháp xác định tâm bão và đườmg di chuyển của
bão
Công tác chuẩn bị cho tàu chống bão
5.2.4
5.2.5
106
107
Điều động tàu tránh gặp bão nhiệt đới
Điều khiển tàu ra khỏi khu vực bão
Điều động tàu trong băng
5.2.6
5.2.7
109
110
112
112
112
113
113
116
116
116
116
118
118
119
điều động tàu trong tầm nhìn xa bị hạn chế
Khái niệm và định nghĩa
5.3
5.3.1
5.3.2
5.3.3
5.3.4
Biện pháp điều động
Các lưu ý
Đồ giải tránh va bằng Radar
Chương 6
Điều động tàu trong các tình huống đặc biệt
điều động tàu cứu ngươì rơi xuống nước
Những yêu cầu chung
6.1
6.1.1
6.1.2
Các phương pháp điều động cứu người rơi xuống nước
điều động tàu cứu thủng
6.2
6.3
Nguyên nhân và cách xác định lỗ thủng
6.2.1
6.2.2
Các dụng cụ xác định và chống thủng, cách sử dụng chúng
cứu thủng.
Điều động tàu bị thủng
6.2.3
123
123
123
124
126
126
127
129
130
Điều động tàu thoát cạn
Nguyên nhân tàu bị cạn
6.3.1
6.3.2
6.3.3
6.3.4
6.3.5
6.3.6
6.3.7
Lựa chọn vào cạn và các tính toán chung vào cạn
Các lực tác dụng lên tàu khi bị cạn
Những tính toán cần thiết khi tàu bị cạn
Các tính toán cần thiết cứu tàu ra cạn
Các phương pháp tự ra cạn
Ra cạn nhờ trợ giúp của ngoại lực.
Kết hợp các phương pháp để đưa tàu ra cạn
Điều động tàu khi gặp một số sự cố
Điều động tàu khi bị hoả hoạn
6.3.8
133
133
133
133
134
134
6.4
6.4.1
6.4.2
Điều động khi tàu bị nghiêng
lai dắt trên biển
Chương 7
7.1.
Giới thiệu công tác lai dắt
4
7.1.1
7.1.2
Giới thiệu các phương pháp lai dắt
ưu nhược điểm của lai dắt
Cơ sở lý thuyết của lai kéo
Các yêu cầu chung
134
136
136
136
7.2
7.2.1
7.2.2
Dao động của tàu lai và bị lai
Tính toán tốc độ lai kéo và độ bền của dây lai
Tính toán lực cản
136
137
137
7.3
7.4
7.3.1
dây lai, cách lựa chọn, buộc dây lai
Các loại dây lai và các kiểu nối dây lai
Lựa chọn dây lai
139
139
140
140
140
141
141
141
7.4.1
7.4.2
Điều động tàu lai kéo và các chú ý
Buộc dây lai
7.5
7.5.1
7.5.2
7.5.3
7.5.4
Chuẩn bị và đưa dây lai
Điều động và các chú ý khi lai kéo
Hiện tượng dao động khi lai dắt
143
146
Phần phụ lục I
Phần phụ lục II
5
Chương 1
Tính năng điều động tàu
1.1. Khái niệm Về điều động tàu
Điều động tàu là việc thay đổi hướng đi hay tốc độ dưới tác dụng của bánh lái, chân vịt và
các thiết bị khác nhằm tránh va an toàn, tiếp cận mục tiêu, thả neo, buộc tàu, trong nhiều hoàn cảnh
và các tình huống khác nhau, đặc biệt là khu vực chật hẹp, nông cạn, khi tầm nhìn xa bị hạn chế...
Năng lực để điều khiển một con tàu, đặc biệt là ở những vùng nước bị hạn chế là một trong
những yêu cầu cao nhất đòi hỏi các kỹ năng thành thục của người đi biển. Không một thuyền trưởng
hay một sĩ quan hàng hải trên bất kỳ con tàu nào có thể xem như mình có đầy đủ năng lực về hàng
hải trừ khi ông ta có thể điều khiển con tàu của mình đảm bảo an toàn.
Kinh nghiệm lâu năm là cần thiết cùng với năng lực của bản thân để người điều khiển tàu có
thể tính toán thực hiện việc điều động con tàu của mình phù hợp với thực tế. Có thể nói điều khiển
tàu là một nghệ thuật phải trải qua học tập và thực hành mà có được.
Nguyên lý cơ bản của kỹ thuật điều động các tàu là như nhau, nhưng đối với từng con tàu
khác nhau thì có các đặc điểm riêng. Không thể áp dụng một cách máy móc kỹ thuật điều động một
con tàu nhỏ với một con tàu lớn hoặc một tàu khách với một tàu hàng. Ngoài ra cùng một con tàu
nhưng với các điều kiện thời tiết, khí tượng thuỷ văn khác nhau thì việc điều khiển nó cũng sẽ khác
nhau. Không một cuốn sách đơn lẻ nào có khả năng bao trùm tất cả các vấn đề mà người đi biển sẽ
bắt gặp khi điều động tàu, cũng không thể có bất kỳ một thiết bị kỹ thuật đơn lẻ nào phù hợp với
mọi điều kiện thực tế xẩy ra. Điều động tàu là một công việc uyên bác, nhờ vào đó để người điều
động có thể đưa ra một chuỗi các kinh nghiệm, xây dựng nên các kỹ xảo cần thiết khác.
Các con tàu đang được thay đổi theo thời gian, kích thước trung bình của các con tàu đã
được tăng lên. Những con tàu chở xe ô tô và các tàu dầu khổng lồ không thể được đối xử như những
con tàu nhỏ chở hàng thông thường. Trong lĩnh vực điều động tàu, mỗi con tàu đòi hỏi có một sự
quan tâm riêng. Với người điều khiển tàu, mỗi tình huống điều động lại là một thử thách mới.
1. 2. Các YếU Tố TRONG điều động tàu
1.2.1. Tốc độ 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
=
,
(1.1)
∆t→0
∆t
dt
Trong
V :T
S : Quãng đường con tàu di chuy
t : Th i gian (giây).
độ tàu là m t trong nh
hoàn thành m
ượng t độ).
độ tàu là hình chi
ng tr c d c tàu.
Con tàu chuy
c c n và chuy
đ
ó:
ố
c độ tàu (m/giây).
ển được (m).
ờ
T
ố
c
ộ
u
ữ
ng đặc tr
ư
ng c
ơ
b
ả
n quan tr
ọ
ng trong các y
ế
c
u tố đ
i
ề
u
động. K
ết
qu
l
ả
ộ
t
đ
i
ề
động ph
ụ
thu c r t nhi
ộ
ấ
ều vào độ chu
ẩn xác tính toán t
ố
độ (t
ứ
c là vi ước
ệc
ốc
T
ố
c
ế
u của véc-tơ tốc độ chuyển động của tàu trên hướng song song với
m
ặ
t ph
ẳ
ụ
ọ
ể
n
động được ph
động được v
ng bi u th c:
Nhd = V Rth ,
ả
i nhờ
l
ự
c
đẩy c
ầ
n thiết c
ủa hệ động lực sinh ra và duy trì để
thắ
ng s
ứ
ả
ể
n
ớ
i vận t
ốc V. Công su
ất này c
ủa máy g
ọ
i là công su
ất hi
ệ
u
dụ
ng (Nhd) và được tính b
ằ
ể
ứ
(1.2)
Trong
V :T
Rth : L
Do có s
n công su
u ích , ta có :
đ
c
ự
ó:
độ tàu
c c n chuy
n hao qua các khâu truy
t hi u d ng. T gi a công su
ố
ả
ển động tổng hợp
ự
ấ
tổ
ề
n
động t
ớ
i chân v
ị
t nên công su
ấ
ự
t th
c t
ự
ế
c t
(N), g
ế
c
ủ
a máy ph
ải
l
h
ớ
ữ
n h
ơ
ệ
ụ
ỉ
số
ữ
ất hi
ệu d ng và công su
ụ
ất th
ọ
i là hệ số
η
7
Nhd
N
V.R
η =
⇒ N =
,
η
H
ệ
s
ố
h
ữ
u ích này ph
a chúng. Các tàu hi n nay có η =0,65÷0,80 (lo
c c n chuy động t ng h p (Rth ) ph thu
ng ki n trúc, t gi a các kích thước, v n t
sóng, gió, ma sát c a nước. L c c n chuy động toàn ph
được xác định b ng bi u th c sau:
Rth = Rmasat + Rsong + Rhinhdang + Rnhora + Rgio
ụ
thu
ộ
c vào ki
ể
u
động c
ơ
ạ
và chân v
i 1 chân v
c kích thước, hình dáng, m
c tàu và s c c n c a môi trường bên ngoài
n khi tàu
ị
ị
t, tr
t); η =0,6÷0,7 (lo
n nước, di
ạ
ng thái k
ỹ
thu
ậ
ạ
t và chế độ làm
i 2 chân v t).
n tích
vi
ệ
c c
ủ
ệ
ị
Lự
ả
ể
n
ổ
ợ
ụ
ộ
ớ
ệ
thượng t
nh
ầ
ế
ỉ
ủ
l
ệ
ữ
ậ
ố
ứ
ả
ủ
ư
ự
ả
ể
n
ầ
đ
ã chuyển
động
ổ
n
định
ằ
ể
ứ
,
(1.3)
(1.4)
ρV 2
Trong
Th c t
đ
ó Rn
= Rmasát + Rsóng + Rhình dáng + Rnhôra
=
Ω .
ξ
2
ự
ế, l
ự
c c
ả
n t ng h p chính b ng ng l c trên cáp kéo khi lai kéo tàu
ổ
ợ
ằ
ứ
ự
đ
i vớ
i vận t
ốc V.
Trong bi u th
ể
ứ
c (1.4) thì:
thuỷ động c
ξ
- Hệ
s
ố
ủ
a lự
c c
ản toàn phần là hàm c
ủ
a các h
ệ
số
Frut - Fr , Renon - Re
.
Vớ
i
gL3
V
V × L
Fr =
, trong
đó
: H nh động c a nướ
ệ
s
ố
ớ
t
ủ
c
;
Re =
⇒ Re = Fr .
γ
γ
γ
gL
(m2/giây)
ρ
- t
- Di
ỉ
tr
ệ
ọ
ng c
ủ
a nước (t/m3) , v - v
t ngâm nước c
u dài tàu (m).
Frut được coi như đặc tr
này được xác định nh sau:
Fr 0,25 : Cho các tàu ch
Fr = 0,25 0,40: Cho các tàu ch
Fr 0,40 : Cho các tàu có t độ cao
Ví d
ậ
ủ
n t
ốc tàu (m/s)
Ω
n tích b
ề
ề
m
ặ
a tàu (m2).
L - Chi
Ch
ỉ
s
ố
ư
ng c
ủa tốc độ tương đối để xác định mức độ cao tốc của tàu.
Ch
ỉ
số
ư
≤
ạy chậ
m
÷
ạy trung bình
>
ốc
ụ
: M
20×1852,25
3600× 9,81×200
ột tàu có chi
ề
u dài 200m và t
ốc
độ 20 h
ả
i lý/gi
ờ
thì ch
ỉ
số
Frut là:
Fr =
= 0,23
Nh
nhanh hay ch
ch m khi tàu
tàu ch hàng thông thường, tàu d
ư
v
ậ
ậ
y con tàu này được coi là tàu ch
m còn ph thu c vào lo i tàu. Ch
ó là tàu ch khách hay tàu quân s
u... và là tàu có t
ạ
y ch
ng h
, nh ng nó được coi là tàu có t
ậ
m (Fr<0,25), nh
ư
ng l
ư
ư
u ý là trên th
ự
c t
ế
t
ố
c
độ
ụ
ở
ộ
ạ
ẳ
ự
ạ
n t độ 20 n
ố
c
ơ
nh
ví d
ụ
trên được coi là
độ cao khi nó là
ậ
đ
ư
ốc
ở
ầ
ốc
độ trung bình khi nó là tàu Container.
1.2.2. Các khái niệm về tốc độ
độ tàu tương ng v
Chế độ máy
T
ốc
ứ
ớ
i các chế độ ho
ạ
t
động xác định c
thu t c a tàu theo t
120%
ủ
a máy.
T
ốc
độ
k
ỹ
ậ
ủ
ốc
độ định mức (Vdm)
Kh
t máy
Trung bình máy
Ch
Th
ẩn cấp
: 110
÷
Hế
: 100%
: 70
: 40
: 20
÷
÷
÷
75%
45%
30%
ậm
ậ
t ch
Đối v
trong nh ng hoàn c
tr ng ho động c a máy chính.
động, con tàu sẽ đạt t
c vào lo i máy. B ng sau
động.
ậm
ớ
i
động cơ đi-ê-zen, t
ốc
độ chạy trong trường hợp khẩn cấp (Emergency) chỉ áp dụng
ữ
ả
nh đặc bi t, nh
ệ
ư
ng th i gian không được phép để lâu vì sẽ ảnh hưởng đến tình
ờ
ạ
ạt
ủ
Khi chuy
ể
n
ốc
độ
lớ
n nhất theo theo yêu c
ầu sau m
ộ
t kho
ả
n
ng th
đổi các nấc
ời gian
nhất
định tùy thu
ộ
ạ
ả
đây cho ta bi
ế
t th i gian t i thi
ờ
ố
ểu
để chuy
ể
tốc
độ trong
điều
Lo i tàu
ạ
Thời gian chuyển đổi các nấc tốc độ (giây)
8
Stop đế
i h
30
n
T
ớ
i h
đến Stop
30 60
ế
t
T
ớ
i h
ế
t
Lùi h
đến Stop
30 60
ế
t
Lùi h
đến T i h
60 100
10 15
đổi t độ máy, ví
Lùi h . Th c tế để
y sang chế độ “Lùi h
n v chế độ lùi. Đặc bi
gây nên xung l c l n làm gãy tr
n sang chế độ lùi khi t độ
ết
T
20
ớ
ết
đến Lùi h
60
10
t th
ế
t
ớ
ết
Máy tua-bin h
Máy i-ê-zen
Nên nh
ụ đối v i máy diezen c
có thể đổi chi u quay m
máy, chúng ta b t bu
u ý khi tàu ang ch
chân v t ho c làm h ng máy chính. Kinh nghi
i c a tàu nh n m
Lưu ý: Khi b
n t ng t độ
u khi n dù mu
động các tàu l
c t ng t độ
ơi
÷
÷
÷
100
15
i gian lý thuy
n t chế độ “
chế độ máy
chế độ “Stop
độ cao, n u lùi đột ng
m cho th
÷
÷
đ
≥3
≥
ỉ
2
≥2
÷
÷
ớ
r
ằ
ng b
ả
ầ
ộ
ng trên
đ
ây ch
10 đến 15 giây để chuy
t cách đột ng t t
đưa máy v
i t
cho ta bi
ế
ờ
ế
ớ
t
để chuy
i h ” đế
nh
chuy
ể
n
ốc
d
ớ
n từ
ể
ừ
T
ế
ư
t
n
“
ế
t”
ự
ề
ộ
ừ
đang
“
T
ớ
i hế
t
”
v
ể
ậ
ết”
ệt
ục
ắ
ộc ph
ả
i
ề
”
rồ
i m
ớ
i có th
ể
ề
lư
đ
ạ
y v
ớ
ố
c
ế
ộ
ấ
ủ
t có th
y ch
a tàu
động không nên cưỡng ép máy đạ
đại ngày nay đều có chế độ
ng không được (tr tàu quân s
ang chở đầy hàng. Kinh nghi m th c t sau ây cho th
ng 80.000 t n):
sang chế độ “ i ch n ít nh
sang chế độ “ i n a máy n ít nh t là 10 phút
a máy sang chế độ “ i h t máy n ít nh t là 10 phút ho
được h n m t n a t độ i h t bình thường, ví dụ ở trường h
ể
ự
ớ
ị
ặ
ỏ
ệ
ỉ
nên chuy
ể
ốc
tớ
ủ
ỏ
hơ
ộ
t n
đầu ti
, t ng n
ử
a t
ố
ế
c
độ
n hành
c m
t
ớ
i h
đ
ộ
ết bình thường c
đ
ó.
ắt
i
ều
t
đến t
ố
b
ự
c
ả
độ cao ngay,
o v , do v
). Đặc bi t khi
đối v
mà c
ngườ
đ
vi
ầ
i
ă
ố
c
ể
t
ừ
t
ừ
ừ
ấ
t. Các máy hi
ện
ệ
ậy
đ
iề
ố
n
đạt ngay được t
ốc
độ cao c
ũ
ừ
ệ
i
ệ
ề
u
ớ
n và các tàu
đ
ệ
ự
ế
đ
ấ
y
ới
ă
ố
c
c
ủ
a m
ộ
t tàu c
i th t ch
i ch
i n
đạ
ỡ
Panamax (kho
ả
ấ
-T
-T
-T
ừ
ừ
ừ
c
ơ
ừ
chế độ “
chế độ “
chế độ “
T
T
T
ớ
ớ
ớ
ậ
ậ
m
”
Tớ
ậm
”
c
ầ
”
ầ
ất là 5 phút
ậm
”
T
ớ
ử
ớ
”
c
ấ
ử
t
”
T
c
ế
t
c
ầ
ấ
ặc phải chờ cho
đến khi t
kho ng 8 n
-T
ố
độ tàu
đ
ã
ơ
ộ
ử
ố
ớ
ế
ợ
p này là
ả
.
chế độ “
T
ớ
i hết máy
”
sang chế độ “Run up
”
hay còn g
ọi là chế độ ch
ạy bi
ển
“
Navigation
full
”
c
ầ
n ít nh
ấ
t là 30 phút, và thường ph
ả
i sau 1 gi vòng tua chân v
ờ
ịt m
ớ
i
ổ
n
định
ở
chế độ chạy
bi n.
ể
Hi u su
ệ
ấ
t lùi và t
độ xu t xưởng là t
độ thu t là t
thu t c a máy chính.
m v độ khai thác: t
được ghi rõ trong các h đồng thuê tàu (charter party), theo
tàu s cho phép h i t độ cao nh t mà con tàu có thể đạ
được phân ra hai trường h p: khi không hàng (ballast) và khi đầy hàng (laden), áp d
không quá c p 4, hay còn g i là u ki Calm sea speed
độ kinh t là t độ mà lượng tiêu hao nhiên li
a trên tác động thu n l i c a các u ki n ngo i c nh nh
độ nh nh t là t độ khi vòng quay chân v c th
ng u khi n b ng bánh lái được g i là t c ti
n chú ý t độ c ti u này còn ph thu c vào n ngo
y và tình tr ng k thu t c a máy.
Khi t ng t độ bên ngoài thân v
i s xu t hi n sóng ngang, lái h
sóng, các tàu ngày nay thường có c u trúc m
1.2.3. Các phương pháp xác định tốc độ tàu
Để xác định chính xác t độ tàu, người ta thường s
trường th n tuân theo m t s yêu c u sau ây:
Gió không quá c p 3 (Beufort) (kho ng 5,2 m/giây).
Sóng không quá c p 2 (kho ng 0,75m).
Không nh hưởng c a nông c n, ngh a là độ sâu n
ng cho các tàu c
ớ
i khác nhau, khi lùi thường kém t
độ ch y t i trên trường th
a tàu được xác định vào t
ớ
ử
i m
nh
ng chu k
ộ
t n
ấc máy.
T
T
ố
c
ấ
ỹ
ỹ
ố
độ
c
ạ
ớ
ằm bàn giao tàu sau khi
đ
óng.
ự
ốc
k
ậ
ốc
củ
ừ
ỳ
khai thác tàu, d a trên tình
tr
ạ
ng v
ỏ
tàu và k
ậ ủ
Khái ni
ệ
ề
t
ố
c
ốc
độ khai thác bình thường c
ó ch
ủ
a m
ộ
ả
t con tàu theo yêu c
thu n v i người thuê
đựơc. T độ này
ng khi gió
ầu
ợ
p
đ
ủ
tàu tho
ậ
ớ
ẽ
ọ
khai thác con tàu v
ớ
ốc
ấ
t
ốc
ợ
ụ
ấ
ọ
điề
ện
“
”.
T
ốc
ế
ốc
ệ
u ch
ạ
y trên m
các dòng h
p nh t có th
u cho phép. Vmin = (0,10
i c nh tác động nh sóng, gió,
ộ
ả
t hướng nào
đó là nhỏ
nh
ấ
t, d
ự
ậ
ợ
ủ
điề
ệ
ạ
ả
ư
ấ
ể
i l
ể
ư
u, sóng, gió...
mà t ó tàu không
0,20)
T
ốc
ỏ
ấ
ốc
ị
t
ở
mứ
ấ
ại đ
m
ấ
t kh
Vdm , c
dòng ch
ả
ầ
ả
nă
đ
i
ề
ể
c
ằ
ọ
ố
c
độ
c
ự
÷
ố
c
ự
ỹ
ể
ụ
ộ
đ
iều ki
ệ
ạ
ả
ư
ạ
c
ậ ủ
ă
ố
ấ
ỏ
tàu s
sóng s
i qu lê cho phép t
ẽ
xu
ấ
ẽ
t hi
xu
ệ
ấ
n các sóng ngang và d
t hi
ọ
m gi
ng 3
c lan truy
ề
n ph
c c n c
÷ 5% .
ứ
c
a
tạ
p,
ở
mũ
ẽ
ệ
ở
ệ
ũ
ệ
n phân tán. Nh
ằ
ả
ả
m s
ứ
ả
ủ
ấ
ả
ă
ng t độ kho
ố
c
ố
c
ử dụng trường thử. Nhằm loại trừ sai số,
ử
c
ầ
ộ
ố
ầ
đ
ấ
ả
ấ
ả
ả
ủ
ạ
ĩ
ơ
i th
ử
ph
ả
i tho
ả
mãn:
ng cho các tàu cỡ vừa và
(áp d
ụ
ỡ
lớ
n) ho
ặc
2 (áp d
ụ
H 〉 4 B × d
ở đây:
H > 0,35V
nhỏ).
9
H: Độ sâu khu v
B : Chi u r ng c
d : M n nước c
V: T độ tàu (h
độ tàu được xác định theo các m
ự
ủ
ủ
ả
c th
a tàu (m).
a tàu (m).
i lý/gi - knot).
ử (m).
ề
ộ
ớ
ốc
ờ
T
ốc
ứ
c công su
ất c
ủa
động c
ơ
máy chính nh
ư
sau:
50% công su
74% công su
85% công su
ất máy chính
ất máy chính
ất máy chính
100% công su
độ tàu có th
ng chi
Các m c tiêu nhìn th
ng Radar.
ng các h
xác định t
i ch y theo hướng ngược l
ấ
t máy chính
xác định b ng nhi
u dài thân tàu (ném phao xu
y theo phương pháp ng
T
ố
c
S
ể
ề
ằ
ề
u phương pháp khác nhau nh
ng bi để đo).
m (ng m theo ch
ư
:
ử
d
ụ
ố
ển
ụ
ấ
ắ
ắ
ậ
p t
ự
nhiên ho
ặ
c thiên nhiên).
B
B
ằ
ằ
ệ
thố
ng định v
ị
vô tuy
được xác định ít nh
i). Ngoài ra còn ph
ế
n nh
ư
: GPS; LORAN
t là 2 l
i xác định t
tàu óng m
i 40%, 50%, 70%, 85% công suấ ủ
–
C; ...
Các l
ó, sau
ần th
ử
ố
c
độ đề
u
ấ
ầ
n (ch
ạ
y trên 1 hướng thu
độ tàu t i các
i, người ta còn xác định t
t c a máy chính).
ận tiệ
n nào
đ
đ
ó l
ạ
ạ
ạ
ả
ố
c
ớ
ạ
đi
ều ki
ện tàu
đầy hàng và khi tàu không hàng (laden or ballast). Khi th
ử
đ
ốc
độ i m t s c công su t máy (ví d độ
t
ạ
ộ
ố
nấ
ấ
ụ
t
ốc
t
ạ
1.2.4. Chuyển động của tàu trên mặt nước
1. 2.4.1.Tính chuy động:
Kh ng con tàu th
độ đ định do h th
Để đơn gi n, xét con tàu chuy
chân v t t o ra , được th
ể
n
ả
n
ã
ă
ắ
ng được s
ứ
c t
ể
ể
c c
ạ
ả
n c
ủ
a nước, gió và chuy
i là tính chuy
n trên m
u th c:
ể
ể
n
n
động được trên m
động c a tàu.
ng c
ặ
t nước với
m
ộ
t t
ố
c
ệ
ống động l
ự
o ra được g
ọ
ủ
ả
n
động t
ị
nh ti
ế
ặ
t nước dưới tác d
ụ
ủ
a l
ự
c phát
(1.5)
động do máy
–
ị
ạ
hi
ệ
n qua bi
ể
ứ
dv
dt
.
P
=
M
⋅
+
Rth
e
Trong
đ
ó M là kh
ó:
c phát động c
- Kh i lượng c a tàu (Kg);
Rth - L c c n chuy động t ng h
- Lượng r ước c a tàu (Kg);
- H ượng dãn nước c a tàu, K =0 khi t
động giá tr a nó được xác định bàng th
c dài theo hướng tr c c
a tàu (m/s2).
ối lượng của tàu và được tính theo công thức: M = (1+ K) ⋅ D
Trong
đ
ự
P
- L
ủa máy (N);
e
M
ố
ủ
ự
ả
ển
ổ
ợp lên con tàu (N);
D
K
ẽ
n
ủ
ệ
s
ố
l
ủ
ầu
đứng yên trên mặt nước, K sẽ có giá trị khi
tàu chuy
ể
n
ị
c
ủ
ự
c nghi m.
ệ
dv
- Gia t
ố
ụ
ủ
dt
Do
đ
ó phương trình chuy
Rth
động
c phát động c
ể
n
động c
ủ
a tàu có th
ể biểu thị dưới dạng sau:
dv
P
−
=
M
,
(1.7)
d
dt
Khi tàu
đ
ã chuy
ển
ổ
n
định th
ẳng đều thì thành ph
ần quán tính c
ủ
a l
ự
c c
ả
n b
ị
triệt tiêu
dv
M
=
0 . Khi
đ
ó l
ự
ủ
a máy (Pe) s
ẽ
cân b ng v
ằ
ớ
i l c c n t ng h
ự
ả
ổ
ợ
p.
dt
1.2.4.2. Tính
Là tính n
ng tính n ng c
định trên hướng
ng quay tr
đ
i
ề
u khi
ng hàng h
n c a tính
ể
n
được (còn g
i c a con tàu, cho phép nó chuy
u khi n là:
ọi là tính nghe lái):
ă
ả
ủ
đ
ể
n
động v
ớ
i mộ
t quỹ đạ
o
đ
ã
định.
Nhữ
ă
ơ
b
ả
ủ
i
ề
ể
Tính
ổ
n
đi
Tính n
ă
ở
10
Hai tính n
khó kh n khi đổi hướng ho
tính quay tr quá m c s làm khó kh
p này bánh lái ph i ho
i tàu mà nh ng nhà thi
y bi n) ho c tính n
ă
ng này có xu hướng đối l
c quay tr , ngh
n cho vi
c m đảm b
ậ
ĩ
p nhau, n
a là làm gi
ế
u con tàu có tính
ổ
n
định trên hướng
. Ngược l i, n u con tàu có
định trên hướng cố định, trong trường
đi tốt sẽ
ă
ặ
ở
ă
ụ
ảm tính quay tr
ở
ạ
ế
ở
ứ
ả
ẽ
ạ
ệc gi
ữ
tàu
ổ
ữ
n
h
h
lo
ch
ợ
ạ
ạ
t
động liên t
t k có th
t nh
ớ
i
ảo gi
ướng được. Tu
định hướng
y trong sông, các tàu lai...
ỳ
theo yêu c
ầu c
ủa từng
ữ
ặ
ế
ế
ể
cho ra đời các con tàu có tính
ổ
n
đi t
ốt (các tàu
ể
ă
ng quay tr
ở
t
ố
ư
các tàu ch
ạ
1.2.4.3.Tính
ổn
định trên hướng
đi:
Tính
ổ
n
ự
ớ
định trên hướng
đ
i là kh
ả
n
ặ
ă
ng con tàu gi
c khi ch thông qua m
động trong m u ki n th
i vùng nước nông ho c sâu.
định hướng nh hưởng đến các đặc tính lái tàu, tùy theo m
i khi ang quay và s thay đổi t độ quay c a nó khi ang ch
tính định hướng c a tàu theo các cách khác, th
được b ng cách để cho tàu tr i qua m t lo động dích d
ữ
nguyên hướng chuy
t góc lái r t nh
i ti t nh khi bi
ể
n
ỏ
động th
. Nguyên lý này là
động ho c biển
ẳng đã cho
khi không có s
t bu đối v
êm, c ng nh trong m
Tính
được ch n m
tham gia c
ủ
a người lái ho
ỉ
ộ
ờ
ấ
b
ắ
ộ
c
i con tàu khi chuy
ể
n
ọi
điề
ệ
ế
ư
ể
n
ặ
ũ
ư
ổ
ũ
ọ
ặ
n
i l
ả
ứ
c
độ mà con tàu có th
y t i n để bánh lái
độ
ể
ặ
ạ
đ
ự
ốc
ủ
đ
ạ
ớ
ếu
ở
tính
s
ố
không. Quan sát th
ủ
y
động h
ọc về
ổn
ủ
ử mức
ổ
n
định hướng mà con tàu đạ
t
ằ
ả
ộ
ạt
đ
i
ều
ắc
(ki u ch
ể
ữ
Z).
t con tàu có th
không mà tàu v
không mà con tàu quay v
tính định hướng trung tính khi nó ti
ướng hi n th i cho đến khi có các ngo
ho c là gi m t độ quay khi bánh lái
Tính định hướng c a tàu r
lái tàu v i m độ thay đổi nh
Ph
định trên hướng
khi nó không
thường đối v
nh ng lo i tàu này, đặc bi
tàu được thi
ngang phía trướ
M
ộ
ể
có tính
ổ
ế
n
định hướng dương ho
thì con tàu ó có tính
ng lên thì nó có tính
c quay v i t độ quay hi
c tác động vào. Nó không có khuynh hướng ho
ặ
c âm ho
định hướng dương. N
định hướng âm. M
n t i ho c ti p t
ặ
c trung tính. Khi bánh lái để
u bánh lái để
t con tàu có
c n m trên
c là t
số
số
ẫ
n duy trì th
ẳ
ng th
đ
ổn
ế
ớ
i t
ốc
độ quay tr
p t
i l
trí s
t quan tr
a bánh lái
n trong m t th
i m
i kh
t tàu trung bình. Để các góc lái l
t là trong các vùng nước b
có hình dáng béo h n, đặc bi t là các tàu m
đầ đặn thì tính định hướng âm tr nên ph bi
chúi s làm thay đổi toàn bộ đặc tính riêng c
ướng dương. Độ chúi thay đổi làm thay đổi hình dáng đường nước c
tích m t c t ngang l n nh t chìm dưới nước. Vì lý do này, b t k con tàu nào mà chúi m
tính định hướng âm và ngườ i bi n nh n th y r ng đặ m c a m t con tàu có tính
gi ng nh nh ng tàu chúi m i. Để đầu quay m t con tàu nh y c n nhi u th
thường l , c n ph để góc lái r t l n và lâu h để ch n l i vi c quay ó. Khi con tàu không tuân
theo người lái, hãy chú ý!
Tính định hướng dương rõ ràng là m
u tàu có k t c u v n không có tính định hướng, do
tình tr ng này. T t h n là nên dự đoán đặc tính c a tàu mình c
tiêu, khi mà tính n lái được xem nh là m t ch c n ng c a tính
định hướng áng chú ý khi m n nước và độ chúi thay đổi, do các tàu
tích thường b dìm m i nên nó có s thay đổi l n, u này đặc bi t quan tr ng
ng này thay đổi nên ph i xem xét c n khi thay đổ độ chúi cho tàu lúc đến c ng.
định hướng th hi n:
ng lên khi m n nướ
ở
t
ụ
ă
ổ
n
ộ
ụ
ổ
n
ế
ạ
ớ
ố
c
ệ
ạ
ặ
ế
ằ
h
ệ
ả
ờ
ố
ự
ặ
ă
ng
ng
ặ
c
ở
vị
ố
không.
ổ
n
ủ
ấ
ọng khi ta hành trình trong luồng hoặc khi ta cố gắ
ớ
ứ
c
ỏ
nh
ất c
ủ
ở
trên bi
i gian dài h
è lái. Có th
c lu ng, cho dù t
n h n và thường xuyên chú ý là yêu c
n ch và khi có s thay đổi hướng. M
ng ph n sau lái còn các m
n h n.
a con tàu và t
a v
ển.
ả
i
để bánh lái
ở
góc l
ớ
ộ
ờ
ơ
n
để ch
không th
độ quay là hoàn toàn bình
để lái
t s
t c
ặ
n vi
ệ
ể
c quay c
ủ
ệ
a tàu không
c quay c a tàu
ổn
đ
i, còn h
ơ
n là để nó quay r
ồ
ớ
i
đ
ụ
ớ
ể
ch n vi
ặ
ủ
ổ
ớ
n
i m
định hướng trước khi nó r
ờ
ỏ
i tr
ồ
ơ
ốc
ộ
ầu
ữ
ạ
ệ
ị
hạ
ế
ở
ự
ộ ố
ế
t k
ế
ơ
ệ
r
ộ
ở
ầ
ặ
ắt
c
y
ở
ổ
ế
ơ
Khi tàu b
ị
ẽ
ủ
ạ
o cho nó tính
tàu, thay đổi các di
đều có
định âm
i gian hơn
ổn định
h
ủ
ỏ
ện
ặ
ắ
ớ
ấ
ấ
ỳ
ũi
ổn
i
đ
ể
ậ
ấ
ằ
c
điể
ủ
ộ
ổn
sẽ
ố
ư
ữ
ũ
b
ắt
ộ
ư
vậ
ầ
ề
ờ
ệ
ầ
ải
ấ
ớ
ơ
n
ặ
ạ
ệ
đ
ổ
n
ộ
t tình tr
ạ
ng mà ngườ
ó chúng ta ph
khi t mình
định hướng.
i
đ
i bi
ể
n
ả
đ
ã quen thu
i h t s c t nh táo v
điều động và khi có hoa
ộc từ lâu.
Nhiề
ế
ấ
ỏ
vố
ổn
đ
ả
ổn
ế
ứ
ỉ
ới
ạ
ố
ă
ơ
ủ
ự
ư
ộ
ứ
ă
ủ
S
ự
thay đổi tính
ổn
đ
ớ
béo, có h
vì nh ng kh
Tính
ệ
s
ố
ả
ổ
béo th
ể
ị
ũ
ự
ớ
đi
ề
ệ
ọ
ả
ữ
nă
ả
ẩn th
ậ
i
n
ể
ệ
1. T
2. Tr
3. Tr
4. Gi
5. Gi
ă
ở
ở
ả
ả
ớ
c
ở
d
ưới ki tàu t
n khi chi
n khi l c c
tích t
a tàu t
n tích các m t c
ăng.
nên dương nhi
nên dương nhi
ề
ề
u h
u h
ơ
ơ
ề
u dài tàu t
n t ng.
ng.
ng lên so v
ăng.
ự
ả
ă
ă
m xu
m xu
m xu
ố
ố
ố
ng khi h
ng khi chi
ng khi di
ệ
s
ố
ề
béo th
u r ng c
ể
ủ
ộ
ă
ớ
i chiều dài (t
ỉ
số
L/B dài/r
ộng gi
ảm).
6. Gi
ả
ệ
ặ
ắt phía trước t
ă
ng lên tương đối so v
ớ
i di n tích các
ệ
11
m
ặ
t c
ắ
t phía sau (khi tâm quay c
ủ
đ
s
a tàu chuy
được th
ố ổ định phương hướng c
u dài tàu.
ể
n v
ệ
ề phía trước).
Tính
ổ
n
c
định trên hướng
ánh giá qua ch
i
ể
hi n qua tính ch
ấ
ủ
t c
a tàu.
ơ
b
ả
n củ
a nó là tính
ổn định phương
hướng và đượ
đ
ỉ
n
Đ
ây là m
ố
i quan h
ệ
giữ
a
độ dài
củ
a
đường
E=
đ
i hình sin và chi
ề
Sm
(1.8)
L
Trong
E: Ch
Sm: Độ dài đường
L: Chi u dài tàu (m).
Để xác định ch ố ổ
thì n i th nghi
đường hình sin, trong khi ch
Sm c đường hình sin tương
đ
ỉ
ó:
số ổ
n
định trên hướng
đ
i.
đ
i hình sin (m).
ề
ỉ
m
s
n
định trên hướng
đ
i người ta ch
độ ho
hai bên v i m
n chu n b trướ
ọ
n m
c quán tính tàu. Cho tàu ch
t góc tu ý ta s thu đượ
đồng h m giây và t
c hi n nh sau:
t ch p tiêu. T i th
ý (thường ọ0≥ 100). Sau khi b
lái, m i tàu s
t góc ỏ0 o ( giá tr
góc
i m t góc
o. Sau m
a quay v a ti n c đường ch p tiêu l
0= - o ta l
i b lái theo hướng ngược l
đường ch p tiêu ta STOP đồng h m giây.
i gian m t chu k tàu ch y theo đường hình
c. Động tác này được l i l p l i t đến 6 l để lo
i gian c a m t dao động hình sin hoàn ch nh trung bình, sau
cho ta độ dài c a m đường hình sin hoàn ch nh. G i Sm là độ dài c
nh, ta có:
Sm = Tm. Vt ,
m chúng ta thu được s
ột trường thử, nếu không có trường
thử
ơ
ử
ệ
được ch
ọ
n nh
đồng th
ng. Khi xác định c
ó. Cách ti
ư
n
ờ
ơ
i b
i xác định t
ố
c
ặ
ạ
c
ốc
y theo
độ dài
độ tàu
ạ
ứ
y
ẻ
lái v
ề
ầ
ớ
ộ
ỳ
ẽ
ủ
a
ẩ
ị
c
ồ
b
ấ
đã
được xác định chính xác trướ
Cho tàu ch y theo m t hướng nào
lái sang m t bên v
i góc lái ọo tu
theo hướng b lái, t i th m m i tàu
100, 200 ho c 300) thì ta chuy
n bánh lái v
tàu s nghe lái và ng i v
ta b đồng h cho ch
làm nh y cho t
Giá tr th i gian đọc trên đồng h
sin, đường này được g i là đường zích z
u nhiên và để tìm th
độ a tàu s
c
đ
ế
n hành xác định được th
ự
ệ
ư
ạ
ộ
đ
ỳ
ó, t t nh t là ch y theo m
ố
ấ
ạ
ộ
ậ
ẻ
ạ
ờ
ẽ
i
t
ể
đ
ừ
l
i
t
ấ
ể
ừ
m xác
quay
y b ng
định, b
ẻ
ộ
ớ
ũ
ọ
ẻ
ạ
ờ
i
điể
ũ
đ
ã quay được m
ộ
=
ọ
ị
o có th
ằ
ặ
ể
ề
phía ngược l
ạ
ộ
-
ọ
ột thờ
i gian, m
ũi
ẽ
ả
m
ũ
ề
phía b
ẻ
lái, khi tàu v
ừ
ừ
ế
ắt
ậ
ầ
n th nhất
ứ
ấ
m
ồ
ậ
ạ
ớ
y, khi tàu quay sang m
i th m th ba khi tàu c
m giây cho ta th
ộ
t góc
-ỏ
ọ
ạ
ẻ
ại.
Cứ
ư
v
ờ
i
đ
iể
ứ
ắt
ậ
ồ bấ
ị
ờ
ồ
b
ấ
ờ
ộ
ỳ
ạ
ọ
ắ
ặ
p
đ
ặ
ạ
ừ
5
ần
ại
tr
ừ
sai số
ngẫ
ờ
ủ
ủ
ộ
ỉ
đó
nhân v
ớ
i t
ố
c
củ
ẽ
ột
ỉ
ọ
ủa
đường hình sin hoàn ch
ỉ
(1.9)
Qua các l
ần thử
nghi
ệ
ư
phụ
thu
ộc hướng di chuy
ển c
ủa t
ầu vào góc b
ẻ
lái và th i gian như hình 1.1.
ờ
ỏ(độ)
ọ(độ)
0
-15
0
-10
-50
t (giây)
Ä... Ä
0
0
0
1
1
5
3
50
100
150
Chu kỳ dao động (giây)
Hình 1.1.
nghi m th
c ch y tàu sẽ đối x
góc b lái n này và m
ng, trường h p này ch
Đ
y r
ánh giá tính
ổ
n
định hướng qua đường cong hình sin
n này và m n kia m t góc nh
c trung gian, được g i là zích z đối x
n kia không b ng nhau ta s thu được m đường zích z
ng cho các tàu có tính n ng động cao. T thự
Qua th
đường zích z
ra, n u giá tr
không đối x
ử
ệ
ấ
ằ
ng, nếu
đặt bánh lái
ở
m
ạ
ạ
ọ
ộ
ắ
ư
nhau thì
ắ
ị
ứ
ạ
ứ
ng nhau qua tr
ụ
c
ộ
ứng. Ngoài
ế
ẻ
ở
m
ạ
ạ
ằ
ẽ
t
ắc
ợ
ỉ
s
ử
d
ụ
ă
đ
iề
u
ừ
c
12
nghi
ướng t
Trong th
không quá c p 3(B) và s
t ph ng tr c d c không quá 2 độ đến 3 độ ở
Ví d : Tàu X có chi u dài 136,4m, khi th
i lý/gi = 7,2 m/giây, xác định được Tm = 149,7 giây. V
Độ dài c
ệ
m ta rút ra ch
ỉ
s
ố ổ
7 thì
c t , có th
n
ổ
định hướng, n
định hướng kém nh
coi tàu có tính
n b lái là không l
ế
u ch
ỉ
s
ư
ố ổ
ng tính quay tr
định hướng t
n h n 4 l
i m n.
nghi
n
định hướng E = 8 thì con tàu
đ
ó có tính
ổ
n
định
h
ố
t. N u E
ế
<
n
ở
ố
t
ố
t.
ế
ự
ế
ể
ổn
t n
u trong
đi
ều ki
ệ
n gió tác động
ấ
ố
lầ
ẻ
ớ
ơ
ầ
n trong 1 phút, cùng v
ớ
i góc b
ẻ
lái kh
ỏi
m
ặ
ẳ
ụ
ọ
m
ỗ
ử
ạ
ụ
ề
ệ
m
đặt giá tr
y:
nh Sm = 149,7 x 7,2 = 1.077,8m
ị
góc lái
α
=
200 t
ốc độ tàu Vt
= 14 h
ả
ờ
ậ
ủa m
ộ
t dao động hoàn ch
ỉ
Sm
1077,8
136,4
Ch ố ổ
ỉ
s
n
định hướng E=
=
=
7,9 ≈8. Tức là con tàu này có tính ổn định trên
L
hướng đi tốt.
1.2.4.4. Tính năng quay trở:
Tính năng quay trở là sự phản ứng nhanh chóng của tàu với góc bẻ lái hay khả năng thay đổi
hướng chuyển động và di chuyển của nó theo quỹ đạo cong khi bánh lái lệch khỏi vị trí số không.
Các thông số chuyển động trên quỹ đạo này phụ thuộc vào những điều kiện ngoại cảnh ban đầu như
gió, nước, tốc độ và trạng thái của tàu...
Các tàu ngày nay có thiết bị điều khiển chính là bánh lái, ngoài ra các tàu hiện đại còn trang
bị thêm các chân vịt mạn (Thrusters). Một số tàu chuyên dụng không những lấy bánh lái làm cơ
quan điều khiển mà nó còn có khả năng thay đổi hướng của lực đẩy theo yêu cầu.
Khi chạy trên hướng đi đã định, thường con tàu không thể tự động giữ hướng mà mũi luôn bị
đảo quanh hướng đi, đây chính là hiện tượng đảo lái (theo một chu kỳ nào đó). Cường độ đảo lái phụ
thuộc vào tác động của các ngoại lực như sóng, gió ...
HL
Do ngẫu lực Py, Ry
HL
(a)
(b)
α
α
P
O
Rx
Ry
P
Py
Py
Px
R
Px
G
G
O
RPx
RP
βa
Rx
8
Ry
Do ngẫu lực Py, Ry
βb
R
RPy
βa > βb
8
RPx
RPy
RP
Điểm đặt G sau R
Điểm đặt G trước R
Hình 1.2. Hiện tượng đảo lái
(a): Điểm đặt trọng tâm sau lực cản
(b) : Điểm đặt trọng tâm trước lực cản
Trên hình 1.2 giả thiết rằng dưới tác dụng của lực này làm tàu lệch khỏi hướng đi đã định
một góc (α).
Gọi tổng lực cản tác dụng lên chuyển động của tàu là R (được đặt vào điểm O) và tổng các
ngoại lực tác dụng lên con tàu là P được đặt vào tâm trọng lực G. Cả hai trường hợp R và P đều
được phân tích ra hai thành phần theo trục dọc (x) và trục ngang (y) của tàu, được kí hiệu là Px, Py
và Rx, Ry.
Rõ ràng, trong cả 2 trường hợp, các thành phần Rx và Px không ảnh hưởng đến tính quay
trở của tàu. Còn các thành phần Ry và Py tạo thành một mô men lực có cánh tay đòn OG. Tuỳ thuộc
13
điểm đặt của O và G mà mô men này có thể làm tăng đảo lái (a) và giảm đảo lái (b).
Trường hợp 1.2a, mô men do cặp ngẫu lực (Py, Ry) gây ra cùng chiều với chiều lệch hướng của
tàu. Như vậy nó sẽ tăng thêm hiện tượng đảo lái.
Trường hợp 1.2b, mô men do cặp ngẫu lực (Py, Ry) gây ra ngược chiều với chiều lệch hướng
của tàu. Như vậy nó sẽ làm giảm hiện tượng đảo lái, tàu ổn định trên hướng đi hơn nhưng tính năng
quay trở kém.
Bằng thực nghiệm người ta thấy rằng con tàu đạt tính năng điều động tốt nhất khi tâm điểm
của lực cản và tâm điểm của ngoại lực trùng hoặc gần trùng nhau (O ≡ G hoặc O nằm sau G một
chút). Do vậy khi tính toán xếp hàng, không nên để tàu chúi mũi (làm cho điểm O nằm về phía trước
so với điểm G) mà nên để chúi lái một ít.
Để đưa tàu về hướng đi ban đầu phải bẻ lái một góc lái , rõ ràng ta phải bẻ lái ở trường
β
hợp a lớn hơn trường hợp b (hình 1.2 βa > βb ).
Ngày nay hầu hết các tàu đều trang bị hệ thống lái tự động với hai chức năng cơ bản là giữ
tàu ổn định trên hướng đi hay thay đổi hướng đi chuyển động theo một quy luật do yêu cầu của
người điều khiển.
1.3. Tính năng của bánh lái
1.3.1. Lực của bánh lái
Bánh lái là một thiết bị không thể thiếu được trong điều động tàu. Bánh lái giữ cho tàu
chuyển động trên hướng đi đã định hoặc thay đổi hướng của tàu theo ý muốn của người điều khiển.
Bánh lái được đặt phía sau chân vịt và nằm trong mặt phẳng trục dọc của tàu. Bánh lái có thể quay
đi một góc nhất định sang phải hoặc sang trái (khoảng từ -45o đến +45o) . Bánh lái có thể được chế
tạo bằng các nguyên liệu khác nhau, nhưng mỗi bánh lái đều có hai bộ phận cơ bản là trục lái và mặt
bánh lái.
Khi tàu chạy tới hoặc khi chạy lùi thì dòng nước chảy từ mũi về lái hoặc dòng nước chảy từ
lái về mũi sẽ tác dụng vào mặt trước hoặc mặt sau của bánh lái một áp lực P. Bằng thực nghiệm,
người ta xây dựng công thức để tính áp lực đó như sau:
K1 ×sinα
P =
× S ×V 2
(1.10)
0,195 + 0,305sinα
Trong ó:
: Góc b
V: V n t
S : Di n tích m
K1 : H a bánh lái ph
đ
α
ẻ
ố
lái (độ).
c tàu (m/s).
t bánh lái (m2).
thu
42 (Kg/m2) v
22,5 (Kg/m2) v
c vào ph n chìm c
n chìm c a tàu, do
tính di n tích m
ậ
ệ
ặ
ệ
s
ố
c
ủ
ụ
ộ
c vào s
i tàu 1 chân v
i tàu 2 chân v
a tàu, mu
ó di n tích m
t bánh lái d
ố
chân vịt và được lấy như sau:
K1 = 38
K1 = 20
n ph
÷
ớ
ị
t.
÷
ớ
ị
ố
t.
n có tác d
t bánh lái ph
a trên công thứ
Lự
c c
ả
ụ
thu
ộ
ầ
ủ
ủ
đ
ụng t
ố
t thì bánh lái ph
được ch n theo t
c:
ải có diện tích
t
h
ỉ
ợ
l
ệ
thích
đ
áng v
ớ
i phầ
ệ
ặ
ặ
ả
i
ọ
ỉ
lệ
phù
p v
ớ
i con tàu. Người ta có th
ể
ệ
ự
L×T
(1.11)
S =
K2
ó :
Trong
đ
L: Chi
ề
u dài c
n nước c
thu c lo
1.3.2. Tác dụng của bánh lái khi tàu chạy tới
Khi tàu chuy động th ng đều thì nó ch
lái 1 góc nào ó, gi nh hình 1.3 (b lái sang ph
dòng do chân v t t o ra trên m t c a bánh lái n
ủ
ủ
a tàu (m).
a tàu (m)
i tàu, thường K2 = 50
T : m
ớ
K2: Ph
ụ
ộ
ạ
÷
70.
ch
ể
n
ẳ
ỉ
ị
u tác d
ụ
ng c
ủ
a l
ự
c
đẩy và l
ng c
c, m
ự
ủ
ặ
c c
a dòng ch
t bánh lái hướng t
ả
n. Khi b
ẻ
bánh
ọ
đ
ị
ả
s
ử
ư
ẻ
ải). Lúc này do tác d
ụ
ự
ảy bao và
ạ
ặ
ủ
ả
y sinh s
ự
phân b
ố
lại áp l
ớ
i
14
dòng ch
và vuông góc v
P= P + Py
ả
y bao thì áp l
i m t bánh lái:
(1.12)
nh hưởng c a l
ực tăng, mặt kia giảm. Điểm đặt của tổng các lực P này gần về phía sống lái
ớ
ặ
x
Để hi
t c p l
u l
còn Px làm gi
Thường thì
m ngang, nên khi quay tr
ểu rõ
ả
ủ
ự
c sinh ra khi b
ẻ
lái
đ
i m
ộ
t góc, gi
chi u tác d
c P1 làm tàu d
ả
s
ử
t
ạ
i tr
ọ
ng tâm tàu G đượ
. Rõ ràng,
P ' ↑↓ P '
1 2
c
đặt m
ộ
ặ
ự
c
, về độ
lớ
n thì P '=P '= Py .; còn v
ề
ề
ụ
ng thì
P ' & P '
1
2
1
2
c
ặ
p ng
ẫ
ự
c
Py ,P' làm cho m
ũ
i tàu quay v
i c a tàu.
a áp l c P và các l
, con tàu ngoài vi c chuy
i, quỹ đạo chuy động c a tàu do b lái là 1 đường cong do tr
Dòng nước ch y t i v lái
ề
phía b
ẻ
lái, l
ự
’
ạ
t ra ngoài vòng quay tr
ở
2
ảm chuy
ể
n
động t
đặt c
ớ ủ
ủ
đ
i
ểm
ự
ự
c thuỷ động không cùng nằm trên m
ột m
ặt phẳng
n
ằ
ở
ệ
ể
n d ch ngang còn b nghiêng và chúi.
ị
ị
Tóm l
ạ
ể
n
ủ
ẻ
ọ
ng tâm tàu vạch ra.
ả
ừ
mũ
ề
P'1
v
P
Py
α
Px
P'2
ωqt
Dòng nước chảy từ mũi về lái
O1
Hình 1.3. L
ự
c xu
y lùi, khi tàu
ng c a dòng ch
c, m
c P này g
ấ
t hi
ệ
n do b
ẻ
lái và tác d
ã có tr n lùi, ta b
y bao và dòng do chân v
i dòng ch y bao thì áp l
ng lái và vuông góc v i m t bánh lái:
ụ
ng c
lái 1 góc
t t
ủ
a nó khi tàu ch
nào
o ra trên m
c t ng, m
ạ
đ
y t
ó (hình 1.4 b
t c a bánh lái nảy
ới
1.3.3. Tác dụng của bánh lái khi chạy lùi
Gi
i). Lúc này do tác d
sinh s phân b i áp l
đặt c a t ng các l
P= P + Py
ả
sử
cho tàu ch
ạ
đ
ả
ớ
ẻ
ọ
ạ
ẻ lái sang
phả
ụ
ủ
ị
ặ
ủ
ự
ố
lạ
ự
ặ
t bánh lái hướng t
n v phía s
(1.13)
nh hưởng c a l
ng tâm tàu G đặt m t c p l
ớ
ả
ự
ă
ặt kia gi
ảm.
Điểm
ủ
ổ
ự
ầ
ề
ố
ớ
ặ
x
Để hi
ể
u rõ
ả
ủ
ự
c sinh ra khi b
ẻ
lái
đ
i m
ộ
t góc, tương t
P ' Py . Còn v
i tàu quay ngược v phía b
động lùi c a tàu.
c thuỷ động không cùng n
c chuy n d ch ngang còn b
đường cong do tr ng tâm tàu v
ự
nh
chi
lái, l
ư
khi ch
ạ
y t
ớ
i, t
ng thì
làm tàu
ạ
i
tr
ọ
ộ
ặ
ự
c
. Về độ
lớ
n thì P '
=
=
ề
ều tác d
ụ
P ' & P '
1
2
1
2
P ' ↑↓ P '. Rõ ràng, c
ặ
p ng u l
t ra ngoài vòng quay tr còn Px làm gi
Do đặt c a áp l c P và các l
ẫ
ự
c P ,P' làm cho m
ũ
ề
ẻ
ự
c P2
’
y
1
1
2
d
ạ
ở
ả
m chuy
ự
ể
n
ủ
đ
iể
m
ủ
ự
ằ
ị
m trên m
nghiêng và chúi. Quỹ đạ
ch ra.
ột mặt phẳng nằm
ngang, nên khi quay tr , con tàu ngoài vi
ở
ệ
ể
ị
o
chuy động c a tàu khi ch y lùi và b lái là m
ể
n
ủ
ạ
ẻ
ộ
t
ọ
ạ
Dòng nước chảy từ lái về mũi
v
P'1
15
Px
α
1.3.4. ảnh hưởng hình dạng bánh lái đến lực bánh lái
1.3.4.1. Bánh lái thường:
Là lo
Khi cho m t bánh lái l
ng lên tr c bánh lái là:
Mq = Pxb (1.14)
ạ
i bánh lái mà toàn b
ộ
ặ
di
t ph
ệ
n tích c
ủ
a m
ọ
ặ
t bánh lái đượ
c
đặt sau tr
ụ
c cu
ống lái (hình 1.5).
ặ
ệ
ch kh i m
ỏ
ẳ
ng tr
ụ
c d c tàu 1 góc
ọ
, phát sinh ra mộ
t mô-men quay tác
dụ
ụ
Trong
đ
ó:
P : L
b : Kho
Giá tr
ự
c tác d t bánh lái .
ng cách từ đ đặt l c tác d
được tính nh sau: b = (0,2 + 0,3sin
l : Chi u r ng của bánh lái (m)
ụ
ng lên m
ặ
m
ả
b
iể
ự
ụ
ng P t
ớ
i trục cuống lái (m).
ị
ư
α
)x l (1.15)
ề
ộ
ọ : Góc bẻ lái (độ).
Bánh lái thường ph
bánh lái n ng hàng ch c t n, t
thông qua h th ng n ho
ả
i ch
ị
u m
độ tàu l
n thu
ộ
t mô men xo
i l n, do
c.
ắ
đ
n r
ó ph
ấ
t l
ớ
n khi làm vi
ệ
c. Trên các tàu l
ớ
n hi
ện nay,
ặ
ụ
ấ
ố
đ
c
ạ
ớ
ải t
ạ
o ra m
ộ
t lự
c b lái r t l n. Để
ẻ
ấ
ớ
b
ẻ
lái phải
ệ
ố
điệ
ặc
iệ
ỷ
l
ự
P
b
ọ
Bánh lái lo
trên các tàu bi
và các xà lan, các xu ng.
1.3.4.2. Bánh lái bù tr
Bánh lái bù tr
phía trước tr c lái kho
khi bánh lái l ch kh i m
Mq = P1b1 - P2b2
Trong ó:
P1 và P2 : L
b1 và b2 : Kho
ạ
i này có tính
ă
n lái t
ố
t, nh
ư
ng c
ồ
ng k
ề
nh, do tr
ụ
c lái ch
ị
u mô men xo
ắ
ố
n l
c
ớ
n nên ít
Hình 1.5. Bánh lái thường
trang b
ị
ển có t
ốc
độ cao mà ch
ủ
yế
u trang b
ị
trên các lo
ại tàu bi
ể
n nh , t
ỏ
độ chậm
ồ
ừ
:
ừ
là lo
ng 15
t ph
ạ
i bánh lái mà m
30% di
ng tr c d
(1.16)
ặ
t c
ủa t
ấ
m lái n
t lái (hình 16). Mô men quay (Mq) sinh ra
t góc ọ được tính theo công th c:
ằm cả về hai phía trục bánh lái. Diện tích
ụ
ệ
ả
÷
ện tích toàn b
ộ mặ
ỏ
ặ
ẳ
ụ
ọ
c m
ộ
ứ
đ
ự
c tác d
ụng lên mặt phía trước và mặt phía sau của bánh lái (Kg)
ảng cách tương
ứ
ng từ đ
iểm
đặt các l
ự
c P1 và P2 (m) đến trụ lái.
b1
b2
P2
P1
16
ọ
Tải về để xem bản đầy đủ
157 trang
19400
Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình Điều động tàu", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- giao_trinh_dieu_dong_tau.pdf
