- i -

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

Họ và tên sinh viên: Trần Văn Nam – Đỗ Minh Trực Lớp: 49DT2
Ngành: Đóng tàu Khoa: KTTT
Tên Đề tài: “Thiết kế tối ưu tàu đánh cá lưới vây theo mẫu truyền thống của tỉnh
Ninh Thuận”
Số trang: 101 Số chương: 05 Số tài liệu kham khảo: 14
Hiện vật: 02 quyển đồ án; 02CD

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN







Kết luận:





ĐIỂM CHUNG
Bằng chữ Bằng số


Nha Trang, ngày … tháng … năm 2011
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

(Ký và ghi rõ họ tên)


PGS.TS. TRẦN GIA THÁI


- ii -

PHIẾU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên: Trần Văn Nam – Đỗ Minh Trực Lớp: 49DT2
Ngành: Đóng tàu Khoa: KTTT
Tên Đề tài: “Thiết kế tối ưu tàu đánh cá lưới vây theo mẫu truyền thống của tỉnh
Ninh Thuận”
Số trang: 101 Số chương: 05 Số tài liệu kham khảo: 14
Hiện vật: 02 quyển đồ án; 02CD

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN




Đánh giá chung:





ĐIỂM
Bằng chữ Bằng số




ĐIỂM CHUNG
Bằng chữ Bằng số


Nha Trang, ngày … tháng … năm 2011
Cán bộ phản biện
(Ký và ghi rõ họ tên)

Nha Trang, ngày … tháng … năm 2011
Chủ tịch hội đồng
(Ký và ghi rõ họ tên)

- iii -

MỤC LỤC
Trang
LỜI NÓI ĐẦU 1
CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ 2
1.1. TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU 2
1.2. THỰC TRẠNG VẤN ĐỀ ĐẶT RA 3
1.2.1. Tình hình tai nạn tàu cá 3
1.2.2. Tình hình nghiên cứu hiện nay 3
1.3. MỤC TIÊU, PHƯƠNG PHÁP VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ĐỀ
TÀI 4
1.3.1. Mục tiêu của đề tài 4
1.3.2. Phương pháp nghiên cứu 4
1.3.3. Nội dung nghiên cứu 4

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 5
2.1. PHƯƠNG ÁN XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC VÀ CÁC ĐẶC ĐIỂM
HÌNH HỌC TÀU 5
2.1.1. Vấn đề chung 5
2.1.2. Lý thuyết cơ bản của phép phân tích hồi qui tuyến tính đơn giản
trong phân tích số liệu thống kê 6
2.1.3. Phương án thực hiện 9
2.2. LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG HÌNH 9
2.3. LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ KẾT CẤU 10
2.3.1. Đặc điểm kết cấu: 10
2.3.2. Phương án thực hiện 11
2.4. LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN PHÂN TÍCH VÀ TÍNH TOÁN TÍNH
NĂNG TÀU THIẾT KẾ 12
2.4.1. Các yếu tố đường hình 12
2.4.2. Ổn định và tiêu chuẩn ổn định 12
2.4.2.1. Lý thuyết cơ bản ổn định 12
- iv -

2.4.2.2. Tiêu chuẩn ổn định 14
2.4.3. Phương án thực hiện 15
2.5. LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ BỐ TRÍ CHUNG 16
CHƯƠNG 3: KHẢO SÁT TÀU LƯỚI VÂY NINH THUẬN 17
3.1. SƠ LƯỢC VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ NGHỀ CÁ TỈNH NINH
THUẬN 17
3.2. PHƯƠNG PHÁP KHAI THÁC CÁ BẰNG TÀU LƯỚI VÂY. 18
3.2.1. Định nghĩa: 18
3.2.2. Nguyên lý đánh bắt lưới vây 18
3.2.3. Phân loại lưới vây 19
3.2.4. Cấu tạo lưới vây 20
3.3. PHƯƠNG PHÁP KHẢO SÁT VÀ ĐO ĐẠC TUYẾN HÌNH TÀU

MẪU 21
3.3.1.Công tác chuẩn bị 22
3.3.2. Đo các kích thước chính của tàu 22
3.3.3. Đo tọa độ sườn 22
3.3.4. Đo hình dáng vòm đuôi tàu và mũi tàu. 23
3.4. KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC 24
3.4.1. Kết quả thu thập số liệu thống kê 24
3.4.2. Kết quả khảo sát, đo đạc tuyến hình tàu mẫu 26
3.4.2.1. Các thông số chính 26
3.4.2.2. Các kích thước kết cấu chính 26
3.4.2.3. Bảng tọa độ đường hình lý thuyết 26
CHƯƠNG 4: QUÁ TRÌNH TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MẪU TỐI ƯU 28
4.1. XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC ĐIỂM HÌNH HỌC TÀU. 28
4.1.1. Phân tích số liệu thống kê bằng phần mềm SPSS 28
4.1.1.1. Phân tích tần số (Frequencies) 28
4.1.1.2. Phân tích hồi qui tuyến tính đơn giản 31
4.1.2. Tính chọn đặc điểm hình tàu: 38
- v -

4.2. XỬ LÝ ĐƯỜNG HÌNH TÀU KHẢO SÁT 39
4.2.1. Dựng các đường sườn trong phần mềm Autocad 39
4.2.1.1. Dựng các đường sườn tàu dạng 2D trong Autocad 39
4.2.1.2. Dựng các đường sườn tàu dạng 3D trong Autocad 40
4.2.2. Dựng mô hình vỏ tàu trong Autoship 44
4.2.2.1. Tạo1 file dự án mới trong Autoship: theo thứ tự sau 44
4.2.2.2. Nhập hình dạng 3D của đường sườn vào phần mềm Autoship 44
4.2.2.3. Xóa bớt các điểm control của các đường sườn 46
4.2.3. Dựng mặt mũi tàu và chỉnh trơn 47
4.2.4. Dựng bề mặt đuôi tàu và chỉnh trơn 52
4.2.5. Dựng mặt vách đuôi tàu 54

4.2.6. Tiến hành phóng tàu theo kích thước đã chọn 58
4.2.7. Điều chỉnh các hệ số hình dáng 59
4.2.8. Xuất ra bảng tọa độ và bản vẽ tuyến hình 60
4.3. THIẾT KẾ KẾT CẤU VÀ TÍNH TRỌNG TÂM, TRỌNG LƯỢNG
TÀU. 61
4.3.1. Xác định kích thước kết cấu tàu 62
4.3.1.1. Tính toán kết cấu theo yêu cầu quy phạm 62
4.3.1.2. Bảng so sánh và lựa chọn kết cấu 67
4.3.2. Tính trọng lượng, trọng tâm tàu không 68
4.4. PHÂN TÍCH VÀ TÍNH TOÁN TÍNH NĂNG TÀU KHẢO SÁT 70
4.4.1. Tính toán tính nổi 71
4.4.2. Tính toán ổn định cho tàu 76
4.4.2.1. Các trường hợp tải trong nguy hiểm 76
4.4.2.2. Tính kiểm tra ổn định cho tàu cho 4 trường hợp trong Autohydro 79
4.4.3. Kiểm tra ổn định theo tiêu chuẩn thời tiết. 91
4.4.3.1. Xác định mômen nghiêng do gió gây ra: 92
4.4.3.2. Xác định mômen lật dựa vào đường cong ổn định động 94
4.5. THIẾT KẾ BỐ TRÍ CHUNG: 96
- vi -

4.5.1. Bố trí phía trên boong 97
4.5.2. Bố trí dưới boong 98
4.5.3. Bố trí buồng máy 98
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 99
5.1 KẾT LUẬN 99
5.2. KIẾN NGHỊ 100
TÀI LIỆU THAM KHẢO 101
Phụ lục





- vii -

DANH MỤC BẢNG
Trang
Bảng 3.1: Tàu cá phân loại theo công suất 17
Bảng 3.2: Tàu cá phân loại theo nghề 17
Bảng 3.3: Tàu cá phân loại theo chiều dài tàu 18
Bảng 3.4: Phân loại lưới vây 19
Bảng 3.5: Số liệu thống kê tàu lưới vây 25
Bảng 3.6: Bảng tọa độ đường hình tàu khảo sát 27
Bảng 4.1: Tóm tắt mô hình 33
Bảng 4.2: Phân tích ANOVA với biến phụ thuộc là Ltk 33
Bảng 4.3: Thông số a và b 34
Bảng 4.4: Mối quan hệ thống kê các đặc điểm hình học tàu 38
Bảng 4.5: Bảng A1- Diện tích tiết diện các cơ cấu (cm
2
) 62
Bảng 4.6: Quy cách sống mũi. 63
Bảng 4.7: Quy cách thanh dọc đáy, hông, mạn. 63
Bảng 4.8: Quy cách đà ngang đáy 64
Bảng 4.9: Diện tích mặt cắt ngang của sườn, cm
2
65
Bảng 4.10: Bảng A5- diện tích mặt cắt ngang các kết cấu, cm
2
66
Bảng 4.11: Kích thước kết cấu tàu 67
Bảng 4.12: Trọng lượng trọng tâm tàu không 69

Bảng 4.13: Giá trị các yếu tố tính nổi được xuất ra từ môdun AutoHydo 74
Bảng 4.14: Các giá trị đồ thị tính nổi 75
Bảng 4.15: Trường hợp tải trọng nguy hiểm 1 77
Bảng 4.16: Trường hợp tải trọng nguy hiểm 2 77
Bảng 4.17: Trường hợp tải trọng nguy hiểm 3 78
Bảng 4.18: Trường hợp tải trọng nguy hiểm 4 78
Bảng 4.19: Bảng giá trị cánh tay đòn ổn định tĩnh và ổn định động 82
Bảng 4.20: Bảng kiểm tra điều kiện ổn định tàu khảo sát trong AutoHydro 82
- viii -

Bảng 4.21: Bảng giá trị cánh tay đòn ổn định tĩnh và động ở trường hợp tải
trọng 2 84
Bảng 4.22: Bảng kiểm tra điều kiện ổn định của tàu khảo sát trong AutoHydro 85
Bảng 4.23: Bảng giá trị cánh tay đòn ổn định tĩnh và động ở trường hợp tải
trọng 3 87
Bảng 4.24: Bảng kiểm tra điều kiện ổn định của tàu khảo sát trong AutoHydro 87
Bảng 4.25: Bảng giá trị cánh tay đòn ổn định tĩnh và động ở trường hợp tải
trọng 4 89
Bảng 4.26: Bảng kiểm tra điều kiện ổn định của tàu khảo sát trong AutoHydro 90
Bảng 4.27: Các tải trọng thành phần trong trường hợp 1 92
Bảng 4.28: Các tải trọng thành phần trong trường hợp 2 93
Bảng 4.29: Các tải trọng thành phần trong trường hợp 3 93
Bảng 4.30: Các tải trọng thành phần trong trường hợp 1 93
Bảng 4.31: Bảng tính giá trị moomen nghiêng trong các trường hợp tải trọng. 94
Bảng 4.32: Bảng tính các đại lượng và Y 95
Bảng 4.33: Bảng tính hệ số K 95
Bảng 4.34: Bảng tính hệ số an toàn K 96




- ix -

DANH MỤC HÌNH
Trang
Hình 2.1. Đồ thị hồi quy tuyến tính với hệ số tương quan R = 1.00 6
Hình 2.2. Biểu đồ hồi quy tuyến với hệ số tương quan R = 0.97 7
Hình 2.3: Biểu đồ với 3 đường thẳng hồi quy tuyến tính 8
Hình 2.4: Kết cấu ngoài thực tế. 11
Hình 2.5: Tính chất ổn định của tàu 13
Hình 3.1: Sơ đồ khai thác lưới vây bằng 2 tàu. 19
Hình 3.2: Sơ đồ khai thác lưới vây bằng 1 tàu. 20
Hình 3.3: Cấu tạo lưới vây 20
Hình 3.4: Hình ảnh khảo sát và đo đạc tuyến hình 21
Hình 3.5: Đo tọa độ đường hình bằng ống thủy bình và dây dọi 23
Hình 3.6: Đo đạc hình dáng kích thước vòm đuôi 24
Hình 4.1: Số liệu thống kê được nhập vào phần mềm. 28
Hình 4.2: Đường dẫn tới hộp thoại Frequencies 29
Hình 4.3: Hộp thoại Frequencies. 29
Hình 4.4: Hộp thoại charts 30
Hình 4.5: Đồ thị tần số (Frequencies) của Lmax 30
Hình 4.6: Đồ thị tần số (Frequencies) của Bmax 31
Hình 4.7: Đường dẫn tới hộp thoại Linear. 32
Hình 4.8: Hộp thoại Linear Regression 32
Hình 4.9: Đường dẫn tới hộp thoại Scatter/Dot 34
Hình 4.10: Hộp thoại Scatter/Dot 34
Hình 4.11: Hộp hội thoại Simple Scatterplot 35
Hình 4.12: Khung nền của đường thẳng hồi quy 35
Hình 4.13: Hộp hội thoại Chart Editor 36
Hình 4.14: Đường linh dẫn vẽ đường hồi qui 36
Hình 4.15: Hộp hội thoại Properties 37

Hình 4.16: Đường thẳng hồi qui tuyến tính 37
- x -

Hình 4.17: Dựng các đường sườn dạng 2D trong phần mềm Autocad 40
Hình 4.18: Chọn góc nhìn 3D trong Autocad 41
Hình 4.19: Kết quả sau khi thực hiện chuyển góc nhìn 3D 41
Hình 4.20: Kết quả sau khi thực hiện soay lần một 42
Hình 4.21: Kết quả sau khi thực hiện soay lần hai 43
Hình 4.22: Dạng 3D đường sườn trong Autocad 43
Hình 4.23: Hộp hội thoại Import DXF 44
Hình 4.24: Khung sườn 3D của tàu khảo sát sau khi import vào Autoship 45
Hình 4.25: Hộp hội thoại đổi tên lại các đường trong Autoship. 46
Hình 4.26: Xóa điểm control trong Autoship. 47
Hình 4.27: Hộp hội thoại Create Surface trong Autoship. 48
Hình 4.28: Hộp hội thoại nhập các khoảng sườn 49
Hình 4.29: Hộp hội thoại nhập các mặt cắt dọc 49
Hình 4.30: Hộp hội thoại nhập các mặt đường nước. 50
Hình 4.31: Dịch chuyển các hàng và cột của mặt mũi tàu 51
Hình 4.32: Các hình chiếu mặt mũi tàu 51
Hình 4.33: Hộp thoại tạo mặt đuôi tàu 52
Hình 4.34: Các hình chiếu mặt đuôi tàu sau khi chỉnh trơn 53
Hình 4.35: Mặt đuôi tàu khi Render 53
Hình 4.36: Hộp hội thoại Create Curve 54
Hình 4.37: Cắt 1 đường thành 2 đường riêng 55
Hình 4.38: Hình ảnh tạo mặt đuôi tàu 56
Hình 4.39: Hộp hội thoại tạo mặt đuôi 56
Hình 4.40: Kết quả sau khi tạo xong mặt đuôi. 57
Hình 4.41: Mô hình tàu tô bóng sau khi hoàn thiện 57
Hình 4.42: Kết quả sau khi tạo nhóm 58
Hình 4.43: Hộp hội thoại scale 59

Hình 4.44: Hộp hội thoại sau khi chọn mục group. 59
Hình 4.45: Các số liệu về con tàu. 60
- xi -

Hình 4.46: Phương pháp điều chỉnh các hệ số 60
Hình 4.47: Hộp hội thoại xuất bản vẽ từ Autoship sang Autocad. 61
Hình 4.48: Giao diện Modelmaker 71
Hình 4.49: Góc nhìn 3D trong Modelmaker 72
Hình 4.50: Hộp hội thoại Join 72
Hình 4.51: Giao diện Autohydro 73
Hình 4.52: Hộp thoại Drafts của Hydrostatics 73
Hình 4.53: Đồ thị các yếu tố tính nổi của tàu khảo sát 75
Hình 4.54: Đồ thị các hệ số hình dáng của tàu khảo sát 76
Hình 4.55: Hộp thoại nhập các tải trọng và tọa độ trọng tâm 79
Hình 4.56:Trạng thái tải trọng trường hợp 1 80
Hình 4.57: Hộp thoại Hydrostatics Value 81
Hình 4.58: Đồ thị ổn định tĩnh và động của tàu khảo sát ở trường hợp tải trọng 1 83
Hình 4.59: Trạng thái tải trọng trường hợp 2 83
Hình 4.60: Hộp thoại Hydrostatics Value cho trường hợp 2 84
Hình 4.61: Đồ thị ổn định tĩnh và động của tàu khảo sát ở trường hợp tải trọng 2 85
Hình 4.62: Trạng thái tải trọng trường hợp 3 86
Hình 4.63: Hộp thoại Hydrostatics Value cho trường hợp 3 86
Hình 4.64: Đồ thị ổn định tĩnh và động của tàu khảo sát ở trường hợp tải trọng 3 88
Hình 4.65: Trạng thái tải trọng trường hợp 4 88
Hình 4.66: Hộp thoại Hydrostatics Value cho trường hợp 4 89
Hình 4.67: Đồ thị ổn định tĩnh và động của tàu khảo sát ở trường hợp tải trọng 4 90
Hình 4.68: Xác định mômen lật 91




- 1 -


LỜI NÓI ĐẦU

Trong thời gian gần đây, ngành đánh bắt thủy sản đã có những bước phát
triển mới, số lượng tàu đánh bắt tăng ngày càng lớn, và sản lượng đánh bắt cá cũng
tăng lên. Nhưng thực trạng ngành đánh bắt thủy sản nước ta vẫn còn khá lạc hậu so
với các nước trong khu vực và trên thế giới. Đặc điểm nổi bật là đa số các tàu đánh
cá đều được đóng dựa vào kinh nghiệm dân gian, nên còn mò mẫm dẫn đến không
tránh khỏi được những thiếu sót, và không đảm bảo các tính năng con tàu. Chính vì
thế, các con tàu sẽ vận hành không an toàn trên biển.
Trước những vấn đề đó, để tạo điều kiện tiếp xúc với thực tế, làm quen với
công việc cụ thể, sau thời gian học tập chúng tôi đã được nhà trường giao cho thực
hiện đề tài: “Thiết kế tối ưu tàu đánh cá lưới vây theo mẫu truyền thống của
tỉnh Ninh Thuận”.
Được sự hướng dẫn tận tình của thầy PGS - TS.Trần Gia Thái, cùng với sự
động viên giúp đỡ của các thầy trong Khoa Kỹ Thuật Tàu Thủy và các bạn đồng
nghiệp, chúng tôi đã hoàn tất nội dung đề tài.
Nội dung đề tài gồm bốn phần:
Chương 1: Đặt vấn đề
Chương 2: Cơ sở lý thuyết
Chương 3: Khảo sát tàu lưới vây Ninh Thuận
Chương 4: Quá trình tính toán thiết kế mẫu tối ưu
Chương 5: Kết luận - Kiến nghị
Tôi xin chân thành cảm ơn tất cả thầy và các bạn đã động viên giúp đỡ tôi
trong quá trình thực hiện đề tài, đặc biệt tôi xin chân thành cám ơn thầy PGS -
TS.Trần Gia Thái đã giúp đỡ tôi tận tình trong thời gian thực hiện đề tài.

Nha Trang, ngày 15 tháng 07 năm 2011



- 2 -


CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ
1.1. TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU
Việt Nam có vùng biển rộng trên 1 triệu km
2
, lớn gấp 3 lần diện tích đất
liền; nằm trong số 10 nước trên thế giới có chỉ số cao nhất về chiều dài bờ biển với
3.260km trên cả 3 hướng Đông, Nam và Tây Nam, trung bình khoảng 100 km
2
đất
liền có 1 km bờ biển (cao gấp 6 lần của thế giới); với trên 30 cảng biển, 114 cửa
sông, 47 vũng, vịnh và khoảng 3000 hòn đảo lớn, nhỏ, 2 quần đảo Hoàng Sa và
Trường Sa. Điều này tạo nên nguồn tài nguyên thủy hải sản phong phú, đa dạng với
trữ lượng và quy mô thuộc loại lớn, cho phép phát triển lĩnh vực kinh tế biển quan
trọng là đánh bắt thủy hải sản.
Do đặc điểm truyền thống của nhân dân ta nên đa số tàu đánh bắt thủy sản
nước ta là tàu gỗ, kích thước khá nhỏ, tập chung từ khoảng 10-20 mét, một số ít thì
dài hơn 20 mét. Các tàu cá nước ta nói chung và tỉnh Ninh Thuận nói riêng hầu hết
đóng bằng kinh nghiệm người thợ, không được tính toán hay thiết kế nên không có
hồ sơ kỹ thuật ngoại trừ bản hồ sơ hoàn công được làm sau khi tàu hoàn thành nhằm
hợp thức hóa việc đưa tàu vào hoạt động. Chính vì vậy chỉ mang tính hình thức,
không đảm bảo độ chính xác cần thiết khi tính toán tính năng và khả năng chịu sóng
gió của tàu trong quá trình khai thác. Đặc điểm trên không chỉ tạo ra chi phí bất hợp
lý cho người dân và gây nhiều trở ngại cho công tác quản lý dẫn đến ảnh hưởng đến
mức độ an toàn, hiệu quả khai thác. Thực tế đã xảy ra rất nhiều vụ tai nạn làm thiệt
hại rất nhiều tiền của và đặc biệt là sinh mạng con người. Mà nguyên nhân chính

của những tai nạn này là nhiều mẫu tàu truyền thống đã không đảm bảo được tính
năng hàng hải và nhất là tính ổn định và khả năng chịu sóng gió khi tàu hoạt động
trong thời tiết bất lợi.
Mục đích hướng tới của đề tài là xây dựng được mẫu tàu cá phù hợp thực tế,
hiệu quả khai thác cao, đảm bảo tính năng và mức độ an toàn. Để đạt được điều trên
thì vấn đề quan trọng đầu tiên là thiết kế tối ưu một đường hình. Bên cạnh đó, việc
đánh giá mức độ ổn định thực tế cho tàu cá nói chung và nghề cá lưới vây của tỉnh
- 3 -


Ninh Thuận nói riêng là điều cần thiết nên làm mà đề tài đang hướng tới, đây cũng
chính là cái nhìn về sự ổn định thực tế của tàu cá Ninh Thuận, từ đó đưa ra những
khuyến cáo đối với ba con ngư dân, cũng như các cơ quan chức năng có biện pháp
để hoàn thiện hơn về tính năng của con tàu, nhằm mục tiêu đảm bảo an toàn cho
ngư dân đi biển, tránh những tai nạn đáng tiếc sảy ra.
1.2. THỰC TRẠNG VẤN ĐỀ ĐẶT RA
1.2.1. Tình hình tai nạn tàu cá.
Theo số liệu thống kê cho thấy tình hình tai nạn tàu ở Việt Nam là rất
nghiêm trọng, Việt Nam luôn là một trong các nước có số lượng tai nạn tàu lớn nhất
thế giới, trong đó tình hình tai nạn tàu cá chiếm gần 80% tổng số tai nạn tàu. Đối
với tỉnh Ninh Thuận, tàu hoạt động ở nghề khai thác thủy hải sản có con số tai nạn
tàu là đáng báo động. Tính từ đầu năm 2010 đến giữa tháng 10 năm 2010 là 63 vụ
(Trích số liệu Bảo Hiểm Tỉnh Ninh Thuận). Mà một trong số các nguyên nhân tai
nạn là tàu không đảm bảo tính năng, đặc biệt là tính ổn định của tàu khi tàu hoạt
động trong thời tiết xấu.
1.2.2. Tình hình nghiên cứu hiện nay.
Ngành thủy sản các nước trên thế giới đã phát triển rất mạnh, với các tàu cá
đều được đóng hàng loạt theo những mẫu đã được tính toán thử nghiệm kỹ lưỡng và
thường được làm bằng vật liệu thép và Composite, chỉ một số ít làm bằng gỗ. Cho
nên họ đã có những mẫu tàu có tính năng tốt và trang bị hiện đại. Tuy nhiên ở nước

ta, do có sự khác biệt về điều kiện tự nhiên, đặc điểm ngư trường, trình độ sử dụng,
cùng với các điều kiện cơ bản về kinh tế - kỹ thuật còn nhiều hạn chế nên không thể
áp dụng hiệu quả các mẫu tàu hoặc công nghệ đánh bắt hiện đại của các nước.
Trong khi đó thì thực tế tàu cá nước ta được đóng dựa vào kinh nghiệm
không có mẫu chuẩn và sự thiết kế từ đường hình, kết cấu, bố trí chung, cho đến
trang thiết bị đảm bảo an toàn cho tàu, và sự kiểm tra tính năng đặc biệt là tính ổn
định chỉ dựa vào hồ sơ hoàn công nên rất thiếu chính xác, chỉ mang tính hình thức.
- 4 -


Từ trình bày như trên có thể nhận thấy, vấn đề thiết kế tối ưu các mẫu tàu vỏ
gỗ truyền thống hoạt động an toàn trên các vùng biển xa bờ của Việt Nam nói
chung và tỉnh Ninh Thuận nói riêng đang rất cấp thiết, có ý nghĩa và vai trò cực kỳ
quan trọng cần quan tâm và giải quyết.
1.3. MỤC TIÊU, PHƯƠNG PHÁP VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI
1.3.1. Mục tiêu của đề tài
- Nghiên cứu xác định hợp lý các đặc điểm hình học của tàu đánh cá lưới vây
của tỉnh Ninh Thuận trên cơ sở đảm bảo khả năng hoạt động an toàn, phù hợp với
thực tế và tăng hiệu quả đánh bắt trong điều kiện khai thác cụ thể.
- Nghiên cứu thiết kế tối ưu đường hình, kết cấu, bố trí chung, trang thiết bị
tàu cá lưới vây vỏ gỗ truyền thống của tỉnh Ninh Thuận trên cơ sở đảm bảo mức độ
an toàn, phù hợp với thực tế và nâng cao hiệu quả khai thác tàu cá tỉnh Ninh Thuận.
- Đánh giá, kiểm tra tính năng của tàu mẫu trên cơ sở đảm bảo mức độ an toàn
và nâng cao hiệu quả khai thác tàu cá tỉnh Ninh Thuận.
1.3.2. Phương pháp nghiên cứu
- Khảo sát, thu thập số liệu các đặc điểm hình học của các mẫu tàu đánh cá
lưới vây thực tế, làm cơ sở để phân tích xác định hợp lý đặc điểm hình học tàu thiết kế.
- Khảo sát, đo đạc để xây dựng và điều chỉnh hợp lý đường hình, kết cấu, bố
trí chung, trang thiết bị của các mẫu tàu đánh cá lưới vây.
- Sử dụng các phần mềm trong việc thiết kế và kiểm tra tính năng, tăng độ

chính xác cho kết quả nghiên cứu.
1.3.3. Nội dung nghiên cứu
Với đề tài nghiên cứu và hướng giải quyết đã được nêu trong mục tổng quan,
đề tài bao gồm những nội dung như sau:
Chương 1: Đặt vấn đề
Chương 2: Cơ sở lý thuyết
Chương 3: Khảo sát tàu lưới vây Ninh Thuận
Chương 4: Quá trình tính toán thiết kế mẫu tối ưu
Chương 5: Kết luận - Kiến nghị
- 5 -


CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1. PHƯƠNG ÁN XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC VÀ CÁC ĐẶC ĐIỂM HÌNH
HỌC TÀU
2.1.1. Vấn đề chung
Đặc điểm hình học tàu gồm các kích thước chính và các hệ số hình dáng ảnh
hưởng đến nhiều yếu tố của tàu như tính năng hàng hải, giá thành, vùng hoạt động.
Do đó, trong thiết kế tàu nói chung và thiết kế tàu cá theo mẫu truyền thống nói
riêng vấn đề xác định hợp lý các đặc điểm hình học của tàu sẽ có vai trò ý nghĩa rất
quan trọng. Hiện nay, các đặc điểm hình học tàu có thể xác định theo 3 phương
pháp chính là: Phương pháp giải tích, phương pháp thống kê, phương pháp tối ưu.
Mỗi phương pháp nêu trên đề có những ưu nhược điểm và phạm vi ứng
dụng riêng, nhưng hầu hết cũng chỉ mang tính chất gần đúng. Nếu như phương pháp
giải tích cho phép giải quyết được yêu cầu về các tính năng tàu hợp lý. Trong khi
đó, phương pháp tối ưu lại cho phép chọn được phương án hợp lý của tàu thiết kế
nhưng khối lượng tính toán khá lớn nên cần phải đặt vấn đề lập trình và ứng dụng
máy tính. Phương pháp thống kê xác định đặc điểm hình học tàu theo công thức gần
đúng được xây dựng dựa trên cơ sở phân tích, xử lý các số liệu thống kê thực tế đối
với nhóm tàu khảo sát.

Trong các nhóm phương pháp trên, phương pháp thống kê có khá nhiều ưu
điểm, tính đơn giản và độ tin cậy nên thường được sử dụng nhất là trong giai đoạn
thiết kế ban đầu, ngoài ra riêng với loại tàu này thì có những lý do để lựa chọn
phương pháp này là:
- Đa số các mẫu tàu đánh cá truyền thống của nước ta không đóng theo hồ sơ
thiết kế mà đóng dựa theo kinh nghiệm của các ngư dân địa phương tích lũy trong
nhiều năm. Vì thế, việc sử dụng phương pháp thống kê sẽ cho phép kế thừa và phát
huy được những kinh nghiệm quý báu này.
- Cho phép lựa chọn được các đặc điểm hình học tàu phù hợp với đặc điểm
ngành nghề, ngư trường ở từng địa phương nghề cá khác nhau.
- 6 -


- Tính bảo thủ và kiến thức hạn chế của các ngư dân địa phương thường ít
chấp nhận những thay đổi khác với thói quen và kinh nghiệm truyền thống lâu nay.
2.1.2. Lý thuyết cơ bản của phép phân tích hồi qui tuyến tính đơn giản trong
phân tích số liệu thống kê
Phân tích hồi qui tuyến tích đơn giản là tìm sự liên hệ giữa 1 biến số độc lập
(biến dự đoán) trên trục hoành x với 1 biến số phụ thuộc (biến kết cục) trên trục
tung y. Sau đó vẽ 1 đường thẳng hồi qui và từ phương trình đường thẳng này ta có
thể dự đoán được biến y (ví dụ: L
tk
, B
max
, B
tk
) khi đã có x (ví dụ: L
max
)
Ví dụ 1: Ta có 1 mẫu gồm 6 tàu có B

max
và L
max
như bảng sau:
B
max
(m) L
max

1 10
2 12
3 14
4 16
5 18
6 20

Hình 2.1. Đồ thị hồi quy tuyến tính với hệ số tương quan R = 1.00
Nối các cặp (x,y) này ta thấy có dạng 1 phương trình bậc nhất: y = 2x + 8
- 7 -


(trong đó 2 là độ dốc và 8 là điểm cắt trên trục tung y khi x = 0). Trong thống
kê phương trình đường thẳng (bậc nhất) này được viết dưới dạng: y = ax + b. Đây là
phương trình hồi qui tuyến tính, trong đó a gọi là slope (độ dốc) và b là intercept
(điểm cắt trên trục tung)
Thực ra phương trình hồi qui tuyến tính này chỉ có trên lý thuyết, nghĩa là
các trị số của x
i
(i = 1,2,3,4,5,6) và y
i

tương ứng liên hệ 100% (hoặc hệ số tương
quan R=1).Trong thực tế hiếm khi có sự liên hệ 100% này mà thường có sự sai lệch
giữa trị số quan sát y
i
và trị số y
i
’ ước đoán nằm trên đường hối qui.
Ví dụ 2: Ta có 1 mẫu gồm 6 tàu theo bảng sau:
B
max
L
max
(m)
1 11
2 11
3 14
4 16
5 18
6 20

Hình 2.2. Biểu đồ hồi quy tuyến với hệ số tương quan R = 0.97
- 8 -


Khi vẽ đường thẳng hồi qui, ta thấy các trị số quan sát y
3
, y
4
, y
5

, y
6
nằm trên
đường thẳng nhưng y
1
và y
2
không nằm trên trên đường thẳng này và sự liên hệ
giữa x
i
và y
i
không còn là 100% mà chỉ còn 97% vì có sự sai lệch tại y
1
và y
2
. Sự sai
lệch này trong thống kê gọi là phần dư (Residual) hoặc Errors.
Gọi y
1
, y
2
, y
3
, y
4
, y
5
, y
6

là trị số quan sát và y’
1
, y’
2
, y’
3
, y’
4
, y’
5
, y’
6
là trị số
ước đoán nằm trên đường hồi qui, e
1
, e
2
, e
3
, e
4
, e
5
, e
6
là phần dư.
Như vậy e
1
= y
1

–y’
1

e
2
= y
2
–y’
2

e
3
= y
3
–y’
3

e
4
= y
4
–y’
4

e
5
= y
5
– y’
5


e
6
= y
6
–y’
6

Khi đó phương trình hồi qui tuyến tính được viết dưới dạng tổng quát như sau:
y’= ax
i
+ b
i
+ e
i
. Như vậy nếu phần dư e
i
càng nhỏ sự liên hệ giữa x,y càng
lớn và ngược lại. Phần liên hệ còn đượi gọi là phần hồi qui. Mô hình hồi qui tuyến
tích được mô tả: Dữ liệu = Hồi qui (Regression) + Phần dư (Residual)
Ví dụ 3: Nếu chúng ta chọn một mẫu thực tế gồm 30 tàu có B
max
: 1- 6 m và
L
max
tương ứng của 30 tàu được vẽ trong biểu đồ sau:

Hình 2.3: Biểu đồ với 3 đường thẳng hồi quy tuyến tính
- 9 -



Lúc này ta không thể nối 30 điểm trên biểu đồ mà phải vẽ 1 đường thẳng đi
càng gần với tất cả các điểm càng tốt. Như vậy 3 đường thẳng ở biểu đồ ta chọn
đường thẳng nào? Nguyên tắc chọn đường thẳng nào đi gần cả 30 điểm, có nghĩa
làm sao để tổng các phần dư ∑e
i
nhỏ nhất:
∑e
i
= ∑ (y
i
- ax – b)
và tổng bình phương của phần dư:
∑ (e
i
)
2
= ∑ (y
i
- ax – b)
2

Đây là phương trình bậc 2 theo x. Trong toán học, muốn tìm trị cực tiểu của
1 phương trình bậc 2, người ta lấy đạo hàm và cho đạo hàm triệt tiêu (bằng 0) sẽ tìm
được trị cực tiểu của x. Giải phương trình này, ta sẽ tính được 2 thông số a và b và
từ 2 thông số này ta sẽ vẽ được đường thẳng hồi qui. Phương pháp này trong toán
học gọi là phương pháp bình phương nhỏ nhất.
2.1.3. Phương án thực hiện
Ngày nay, trong thực tế việc ứng dụng tin học vào phân tích số liệu trong
nghiên cứu khoa học là hết sức phổ biến. Trong đề tài này, tôi xin giới thiệu và sử

dùng phần mềm SPSS để phân tích số liệu thống kê, xác định kích thước nào xuất
hiện nhiều nhất, tìm mối quan hệ hồi qui tuyến tính, vẽ đường hồi qui đồng thời tính
phần hồi qui và phần dư của mô hình → xây dựng các phương trình hồi qui tuyến
tính → Từ đó có thể tính chọn các kích thước, đặc điểm hình học tàu.
2.2. LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG HÌNH
Xây dựng tuyến hình tàu là công việc tiếp theo sau khi xác định đặc điểm
hình học tàu, một khâu đặc biệt quan trọng trong quá trình thiết kế tàu. Như đã biết,
đường hình là bản vẽ mô tả hình dáng hình học bên ngoài bề mặt vỏ tàu, có ảnh
hưởng lớn đến tính năng hàng hải của tàu thiết kế, nhất là tính ổn định và sức cản,
tốc độ và đảm bảo dung tích cho tàu.
Tuyến hình tàu được xây dựng từ nhiều phương pháp khác nhau, cụ thể là
hai phương pháp chính được sử dụng nhiều là:
- Thiết kế mới 100 % theo các thông số thiết kế bằng các phần mềm.
- Thiết kế bằng cách vẽ đồng dạng theo tàu mẫu.
- 10 -


Trên cơ sở thực tế phải đảm bảo các yêu cầu là tiếp thu các kinh nghiệm
truyền thống quý báu để lại. Phải điều chỉnh, đảm bảo tính năng hàng hải cho tàu
phù hợp nhất, phù hợp theo nghề, theo địa phương của tỉnh Ninh Thuận. Chính vì
vậy tôi đã kết hợp cả hai phương pháp thiết kế trên.
Phương án thiết kế đường hình cơ bản thực hiện như sau: Khảo sát và đo
đạc tuyến hình mẫu tàu lưới vây điển hình của tỉnh Ninh Thuận, sau đó sử dụng
phần mềm Autocad dựng tuyến hình tàu mẫu, tiếp đến chuyển sang phần mềm
autoship để chỉnh trơn, mô phỏng 3D và thực hiện điều chỉnh, phân tích tính năng
hàng hải của tàu hợp lý nhất. Sau đó ta phóng tàu ra (scale) theo tỷ lệ cho con tàu
đúng với các kích thước thiết kế đã lựa chọn. Từ đó ta sẽ có được một tuyến hình tối
ưu dựa trên mẫu truyền thống.
2.3. LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ KẾT CẤU
2.3.1. Đặc điểm kết cấu:

Hầu hết tàu cá Việt Nam hiện nay nói chung và Ninh Thuận nói riêng là tàu
vỏ gỗ. Kết cấu vỏ tàu được bố trí theo hệ thống ngang nhằm tạo thuận lợi trong quá
trình thi công, đồng thời cũng để tận dụng các ưu điểm của hệ thống kết cấu này đối
với các tàu cỡ vừa và nhỏ. Gỗ đóng tàu thường là gỗ tốt ở nhóm I, II, III như sao,
chò chỉ, bằng lăng, kiềng kiềng,.v.v. tốt hơn gỗ đóng tàu ở các nước nên cho phép
giảm bớt quy cách kết cấu (kích thước, lên kết). Tuy nhiên do xu hướng muốn đơn
giản hóa việc thi công và tiết kiệm vật liệu, nhiều tàu đóng theo mẫu truyền thống
có cải tiến đã không đảm bảo quy cách và mối lên kết giũa các kết cấu làm cho phần
vỏ tàu khó có thể chịu đựng được các điều kiện khắc nghiệt lâu ngày trên biển. Tính
kín nước của các kết cấu tàu rất quan trọng nhưng thường rất ít được trú trọng và
hầu hết đề thiếu những kết cấu kín nước chuyên dùng, độ kín nước của các loại cửa,
nắp hầm kém. Do đó, để đảm bảo cho đội tàu đánh cá xa bờ vỏ gỗ hiện nay có được
chất lượng kỹ thuật tốt việc xây dựng các tiêu chuẩn kết cấu kín nước là rất cần thiết.
Kết cấu tàu có nhiều bộ phận với nhiều tên gọi khác nhau tùy theo từng địa
phương. Tuy nhiên, tương tự như loại tàu khác, kết cấu chung của tàu vỏ gỗ cũng
bao gồm hai phần, phần bao bên ngoài là các tấm ván gỗ dày và phần khung xương
- 11 -


gia cường bên trong các kết cấu dọc như sống chính (ky chính), sống dọc đáy (sống
đáy trên), sống dọc mạn,… liên kết với các kết cấu ngang như đà ngang đáy, boong,
sườn mạn (cong gian), xà ngang boong, …
Quy cách của các kết cấu chính của các tàu đánh cá dân gian vỏ gỗ tỉnh
Ninh Thuận cũng được lựa chọn dựa theo kinh nghiệm dân gian nên thường có kích
thước khác với yêu cầu của Đăng kiểm.

Hình 2.4: Kết cấu ngoài thực tế.
2.3.2. Phương án thực hiện
Thiết kế kết cấu hiện nay được làm theo nhiều cách khác nhau như: Thiết kế
kết cấu theo quy phạm, thiết kế kết cấu theo tàu mẫu. Trong đề tài này, tôi sẽ sử

dụng phương pháp xác định kết cấu tàu thiết kế theo theo quy phạm sau đó lập bảng
so sánh kết cấu với tàu tương tự do ngư dân đóng, sau đó nhận xét, đánh giá và lựa
chọn kết cấu hợp lý nhất cho con tàu mình thiết kế.
- 12 -


2.4. LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN PHÂN TÍCH VÀ TÍNH TOÁN TÍNH NĂNG
TÀU THIẾT KẾ
2.4.1. Các yếu tố đường hình
- Các yếu tố mặt đường nước: Diện tích mặt đường nước (S), mômen tĩnh
của diện tích mặt đường nước đối với trục oy, hoành độ trọng tâm diện tích mặt
đường nước X
f
.
- Các yếu tố tính nổi: Thể tích chiếm nước ứng với các mặt đường nước,
lượng chiếm nước, chiều cao tâm nổi, hoành độ tâm nổi, diện tích mặt cắt ngang.
- Các hệ số hình dáng bao gồm:
+ Hệ số béo thể tích:
iii
i
TBL
V


.
+ Hệ số diện tích mặt đường nước:
ii
i
BL
S



.
+ Hệ số diện tích mặt cắt ngang sườn:
ii
si
TB


 .
- Bán kính ổn định dọc R
0
, bán kính tâm ổn định ngang r
0

- Các yếu tố mặt cắt ngang.
2.4.2. Ổn định và tiêu chuẩn ổn định
2.4.2.1. Lý thuyết cơ bản ổn định
Ổn định là khả năng tàu có thể quay trở về vị trí cân bằng ban đầu sau khi
ngoại lực gây nghiêng ngừng tác dụng.
Lý thuyết ổn định tàu thủy nghiên cứu ngoại lực dưới dạng mômen nghiêng
làm nghiêng tàu trên nước. Dưới tác dụng của mômen này tàu có thể bị nghiêng dọc
hoặc nghiêng ngang hoặc đồng thời cả nghiêng dọc và nghiêng ngang. Tuy nhiên ở
đây ta thường chỉ quan tâm đến mômen làm tàu nghiêng ngang, vì tàu thường chỉ bị
mất ổn định khi chịu tác dụng của mômen này.
Đây được xem như một thuộc tính mà bất cứ tàu thuyền nào cũng có nếu
không có khả năng quý giá này con tàu khó có khả năng hoạt động trong điều kiện
tự nhiên hết sức phức tạp. Nhìn vào hình vẽ chúng ta có thể hiểu được bản chất của
- 13 -



ổn định. Khi tàu chịu tác dụng của mômen ngoại lực tàu sẽ bị đẩy nghiêng ra khỏi
vị trí cân bằng một góc( >0) rõ ràng tâm nổi của tàu sẽ dịch chuyển về phía có thể
tích nước tăng, trong khi trọng tâm của tàu vẫn không thay đổi. Kết quả lực nổi V
sẽ tạo với lực P tác dụng cùng phương ngược chiều với nó một mômen ngẫu lực có
xu hướng chống lại mômen nghiêng thôi tác dụng ngẫu lực sẽ đưa tàu về vị trí cân
bằng.

Hình 2.5: Tính chất ổn định của tàu
Độ lớn của mômen ngoại lực hay mức độ ổn định của tàu lớn hay nhỏ phụ
thuộc hoàn toàn vào cánh tay đòn hồi phục (l
hp
) chính là khoảng cách giữa trọng
lượng P và lực đẩy thủy tĩnh V vì vậy khi so sánh hay đánh giá tính ổn định người
ta dựa vào tiêu chuẩn này.
Bài toán đảm bảo an toàn chống lật tàu luôn tìm cách giải quyết hai câu hỏi
đó là tàu sẽ nghiêng như thế nào và giới hạn lớn nhất tàu có thể chịu đựng trước khi
tai nạn xảy đến. Tuy nhiên cho đến nay bài toán ổn định vẫn chưa được giải quyết
thỏa đáng khi lý thuyết ổn định đang chấp nhận sai số.
- 14 -


2.4.2.2. Tiêu chuẩn ổn định
Người sử dụng tàu không thể biết giới hạn ổn định của tàu là bao nhiêu cho
đến khi tai nạn lật tàu xảy ra và gây những hậu quả không thể cứu vãn. Để xác định
khả năng ổn định của tàu hiện nay các tiêu chuẩn ổn định được xem là những giải
pháp duy nhất trong công tác quản lý an toàn tàu thuyền và hiệu quả của nó mang
lại vẫn chưa thỏa đáng. Mặc dù vẫn có những tiêu chuẩn được xây dựng dựa trên
những lý luận khoa học và thực tiễn rất thuyết phục tuy nhiên cho đến nay vẫn chưa
có một tiêu chuẩn chính thức nào làm thước đo chính xác mức độ ổn định bởi lẽ các

tiêu chuẩn được xây dựng từ những tình huống quá hiện hữu trong khi đó tàu phải
làm việc trong những điều kiện vô cùng phức tạp hơn thế nữa hiện nay vẫn chưa có
sự thống nhất giữa các tiêu chuẩn với nhau. Xét riêng ở nước ta vẫn chưa có một
tiêu chuẩn ổn định hoàn thiện nào của riêng mình mà vẫn sử dụng tiêu chuẩn nước
ngoài và rõ ràng sẽ không phù hợp với điều kiện làm việc đặc thù của đội tàu nghề
cá nước ta cũng như tỉnh Ninh Thuận.
Tùy theo cách đặt vấn đề mà hình thành nên các hệ tiêu chuẩn khác nhau.
Hiện nay đang tồn tại hai tiêu chuẩn có giá trị là tiêu chuẩn vật lý và tiêu chuẩn
thống kê.
2.4.2.2.1.Tiêu chuẩn vật lý
Tiêu chuẩn được xác lập từ việc giải bài toán lật tàu trên nguyên tắc vật lý và
toán học bằng cách mô hình hóa tải trọng tác dụng lên tàu sau đó thiết lập các
phương trình vật lý, toán với các đại lượng có ý nghĩa quyết định tàu có bị lật hay
không và dựa vào đó để xác định mức độ an toàn của tàu. Về mặt lý luận tiêu chuẩn
vật lý được xem là khoa học, sáng tạo và nó là điều kiện thuận lợi cho những sáng
kiến mới tuy nhiên việc thực hiện rất khó và phức tạp buộc phải sử dụng những giải
pháp gần đúng.
Một trong những tiêu chuẩn được xây dựng trên cơ sở lý thuyết là tiêu chuẩn
thời tiết của Nga được định nghĩa như sau:
Tàu được xem là ổn định nếu