HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ TÀU KÉO

1
Nhiệm vụ thư thiết kế
Nhiệm vụ thư thiết kế là văn bản pháp lý, bao gồm các yêu cầu về mặt kỹ thuật
mà chủ tàu giao cho cơ quan thiết kế để tạo điều kiện thuận lợn cho người thiết kế,
đồng thời làm cơ sở để bàn bạc trao đổi giữa chủ tàu và người thiết kế. Người thiết kế
phải am hiểu và hướng dẫn, tham gia cùng chủ tàu để sản phẩm được hoàn hảo. Nội
dung chính của nhiệm vụ thư như sau:
1. Vùng hoạt động của phương tiện (sông, biển, gần bờ);
2. Nhiệm vụ, chức năng của con tàu (chở hàng, chở hành khách…);
3. Loại máy chính (diezen, tuốcbin …. );
4. Loại nhiên liệu (dầu nặng, dầu nhẹ);
5. Thiết bị đẩy (chong chóng thường, chong chóng đặt trong đạo lưu, chong
chóng đặt trong đạo lưu xoay, loại chân vịt quay 360
0
);
6. Tốc độ tàu, tốc độ trong điều kiện thử tàu hay tốc độ khai thác đầy tải;
7. Các loại máy phụ, trang thiết bị của nước nào;
8. Dự kiến giá thành con tàu;
9. Thời gian hoạt động liên tục của tàu;
10. Đăng kiểm nào kiểm tra;
11. Tàu thiết kế theo Quy phạm đóng tàu nào;
12. Trang bị tiện nghi, buồng thủy thủ, thuyền viên;
NỘI DUNG THIẾT KẾ
Thiết minh gồm 4 phần:
- Phần I: Tuyến đường –Tàu mẫu
- Phần II: Xác định các kích thước chủ yếu
- Phần III: Xây dựng tuyến hình lý thuyết
- Phần IV: Bố trí chung toàn tàu
Bản vẽ: gồm 2 bản vẽ A

0
- Bản vẽ tuyến hình lý thuyết
- Bản vẽ bố trí chung

3
PhÇn I : T×m hiÓu tuyÕn ®êng - tµu mÉu
1.1.T×m hiÓu vÒ c¶ng tµu ho¹t ®éng
1.2. Bảng thống kê tàu mẫu
Tàu mẫu là tàu đã được đóng và đưa vào khai thác mà có những tính năng tốt,
cùng loại tàu và công dụng với tàu thiết kế. Có trọng tải hoặc sức chở hàng, tốc độ
hoặc công suất máy và vùng khai thác tương đương với tàu thiết kế.
Bảng thống kê tàu mẫu là vô cùng quan trọng đối với người thiết kế trước khi
bước vào công việc thiết kế một loại tàu nào đó. Tàu mẫu là tàu có những thông số và
tính năng quan trọng gần giống như tàu ta chuẩn bị thiết kế ví dụ như số trọng tải, số
hành khách, tốc độ vị trí và phạm vi khai thác, loại máy chính v.v… Tuỳ thuộc vào
từng loại tàu, mức độ phức tạp của thiết kế mà người thiết kế có thế chọn lựa ra
những chỉ tiêu khác nhau. Dưới đây là những chỉ tiêu cơ bản nhất.
STT
Các thông số của tàu
Đơn vị Tàu mẫu 1 Tàu mẫu 2 Tàu mẫu 3
1 Tên tàu
2 Năm đóng
3 Nguồn gốc tàu mẫu
4 Loại tàu
5 Chiều dài thiết kế L
tk
m
6 Chiều dài L
pp
m

7 Chiều rộng thiết kế B
tk
m
8 Chiều chìm thiết kế T m
9 Chiều cao mạn D m
10 Tỷ số L/B
11 Tỷ số B/T
12 Tỷ số D/T
13
Lượng chiếm nước ∆
m
Tấn
14 Hệ số béo thể tích C
B
17 Công suất máy cv
18 Biên chế thuyền viên Người
19 Chiều dài khoang máy m
20 Thời gian hoạt động liên tục ngày
21 Thông số tàu được kéo
Phần II : XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU
2.1.lượng chiếm nước sơ bộ của tàu

4
H×nh 2.1. Đồ thị quan hệ giữa lượng chiếm nước của tàu với công suất máy
Căn cứ vào đồ thị trên ta có lượng chiếm nước của tàu kéo được xác định theo công
thức:
0,903
0,385Ne
m
∆ =

,tÊn
(2.1)
Trong đó: Ne – công suất máy chính, cv
2.2.Xác định các kích thước chủ yếu
2.2.1. Chiều dài tàu
Đối với tàu kéo cảng chiều dài tàu được xác định theo mối quan hệ sau:
Hình 2.2. Đồ thị quan hệ giữa chiều dài tàu với công suất máy
0,3266
2,38L Ne
=
,m
(2.2)
2.2.2. Chiều rộng tàu

5
Hình 2.3. Đồ thị quan hệ giữa chiều rộng tàu với công suất máy
0,2485
1,275B Ne
=
,m
(2.3)
2.2.3. Chiều chìm tàu
Chiều chìm của tàu được lựa chọn trên các cơ sở sau
+ Theo điều kiện khai thác về luồng lạch, bến cảng, cầu
+Theo sự tối ưu của các tỷ số các kích thước.
+ Theo điều kiện làm việc của hệ động lực.
+ Qua kinh nghiệm khai thác.
- Xác định sơ bộ chiều chìm thông qua mối quan hệ với công suất máy
0,3
0,2975T Ne

=
,m
(2.4)
Hình 2.4. Đồ thị quan hệ giữa chiều chìm với công suất máy
- X¸c ®Þnh th«ng qua mèi quan hÖ víi chiÒu réng tµu B

6
0,4155 0,564T B
= −
,m
(2.5)
2.2.4. ChiÒu cao m¹n D
0,2765
0,484D Ne=
,m
(2. 6)
Hình 2.5. Đồ thị quan hệ giữa chiều cao mạn với công suất máy
2.2.5. C¸c hÖ sè bÐo
- Hệ số béo thể tích
Thông thường đối với tàu kéo cảng hệ số béo thể tích dao động trong khoảng
(0.52 -0.6)
- Hệ số béo sườn giữa
Theo thống kê C
M
dao động trong khoảng (0,84 - 0,94) đối với các tàu kéo cảng
- Hệ số béo đường nước thiết kế C
WP

Theo thống kê hệ số béo đường nước thay đổi trong khoảng (0,75 -0,85), hoặc tính
sơ bộ ta có thể sử dụng công thức sau:

C
WP
=C
B
+0,25
(2. 8)
2.3. Nghiệm lại các kích thước chủ yếu của tàu theo phương trình sức nổi
∆
m
=kρC
B
LBT
(2. 9)
Trong đó k =1.005 – hệ số kể đến phần nhô.
So sánh:
.100%
m msb
m
msb
∆ − ∆
∆∆ = =
∆
(%)?
Nếu sai số ≤ 2% .Làm bước tiếp theo
Nếu sai số >2%. → Thay đổi lại phương án kích thước

7
2.4. Xác định khác khối lượng thành phần
Ph¬ng tr×nh khèi lîng cña tµu:
m mtk

DW
∆ = ∆ +

(2. 9)
Trong đó: ∆
mtk
- khối lượng tàu không, tấn
DW - trọng tải của tàu, tấn
2.4.1. Khèi lîng tµu kh«ng ∆
mtk
mtk v tb htt m hlcd
m m m m m
+ ∆∆
∆ = + + + +

(2. 10)
Trong đó:
m
v
– khối lượng vỏ tàu, tấn
m
tb+htt
– khối lượng thiết bị và hệ thống tàu, tấn
m
m
– khối lượng thiết bị năng lượng, tấn
m
∆∆
– khối lượng dự trữ lượng chiếm nước, tấn
m

hlcd
– khối lượng hàng lỏng cố định, tấn
- Khèi lîng vá tµu
m
v
=q’
v
.LBD, tÊn
(2. 11)
trong ®ã: q’
v
– Khối lượng đơn vị của khối lượng thân tàu, được xác định theo đồ thị
hình 2.6.
Hình 2.6. Quan hệ giữa khối lượng đơn vị thân tàu với môdul khối LBD
- Khối lượng thiết bị và hệ thống tàu
m
tb+hht
=q’
ht
.(LBD), tÊn
(2. 12)
Trong đó: q’
th
- khối lượng đơn vị của khối lượng thiết bị và hệ thống tàu, được
xác định theo đồ thị hình 2.7.

8
Hình 2.7. Quan hệ giữa khối lượng đơn vị TBHT với môdul khối LBD
- Khối lượng thiết bị năng lượng
m

tbnl
=m’
tbnl.
Ne ,tấn
(2. 13)
trong đó: Ne – công suất tổ hợp thiết bị năng lượng, cv
m’
tbnl
– khối lượng đơn vị thiết bị năng lượng, tấn/cv. Xác định theo đồ hình 2.8.
Hình 2.8. Quan hệ giữa khối lượng đơn vị TBNL với công suất máy
- Khèi lîng dù tr÷ lîng chiÕm níc
m
∆∆
= (0.01÷0.03).∆
m
,tấn
(2. 14)
trong ®ã: ∆
m
– lîng chiÕm níc cña tµu, tÊn
- Khèi lîng hµng láng cè ®Þnh
m
hlcd
=(0,009÷0,022).∆
m
, tÊn
(2. 15)
trong ®ã: ∆
m
– lîng chiÕm níc cña tµu, tÊn

2.4.2. Träng t¶i cña tµu
z nl
DW m m
= +

(2. 16)

9
Trong đó:
m
z
– khối lượng thuyền viên, dự trữ lương thực thực phẩm, nước ngọt cho
thuyền viên, tấn
m
nl
– khối lượng nhiên liệu dự trữ, tấn
- Khối lượng thuyền viên, dự trữ lương thực thực phẩm, nước ngọt cho
thuyền viên
m
14
= m
1401
+ m
1402
+ m
1403
 m
1401
- khối lượng thuyền viên và hành lý
m

1401
= n
TV
.a
trong đó: n
TV
- số thuyền viờn (lựa chọn theo tàu mẫu)
a - khối lượng thuyền viên và hành lý (a = 130 -150 kg/người)
 m
1402
: khối lượnglương thực, thực phẩm
m
1402
= n
TV
.b.t,
trong đó: b - dự trữ thực phẩm cho một thuyền viên trong một ngày đêm,
b =(3÷5) kg/người/ngày;
t - thời gian hành trình của tàu.
 m
1403
_ khối lượng nước uống và nước sinh hoạt
m
1403
= n
TV
.c.t,
c- dự trữ nước ngọt cho một người trong một ngày đêm, c= (100 ÷ 150)
lít/người/ ngày.
( Lưu ý đối với các tàu kéo cảng hoạt động gần bờ, việc sinh hoạt của thuyền viên

có thể được thực hiện ở trên bờ thì không nhất thiết phảI bố trí dự trữ lương thực thực
phẩm).
- Khối lượng nhiên liệu dự trữ
m
16
= m
1601
+ m
1602
+ m
1603
= k
nl
.m
1601
k
nl
=1,09 ± 0,03,hệ số nhiên liệu
m
1601
= k
M
t.m’
nl
.Ne , khối lượng chất đốt
k
M
_hệ số dự trữ hàng hải để ý đến thời gian đỗ bến hành trình, gặp bão, dòng
chảy và rong rêu hà rỉ: k
m

= 1,13 ÷ 1,3;
t - thời gian hành trình; (giờ) (Đối với tàu kéo cảng dự trữ nhiên liệu có thể được
dự trữ từ 3-5 ngày)
Ne - công suất tổ hợp TBNL;
m’
nl
- suất tiêu hao nhiên liệu.với động cơ Diesel m’
nl
= (0,11 ÷0.14) kg/kW.h

10
Bảng tổng hợp các thành phần khối lượng
STT Thành phần khối lượng Kí
hiệu
Đơn vị Giá
trị
1 Khối lượng thân tàu m
v
tấn -
2 Khối lượng thiết bị và hệ thống m
tb,hht
tấn -
3 Khối lượng TBNL m
tbnl
tấn -
4 Khối lượng dự trữ LCN m
11
tấn -
5 Khối lượng hàng lỏng cố định m
hlcd

tấn -
6 Khối lượng thuyền viên, dự trữ
LTTP và nước ngọt
m
z
tấn -
7 Khối lượng nhiên liệu dự trữ m
nl
tấn -
8 Tổng
Σm
i
tấn -
So sánh:

100%
i m
m
m∑ − ∆
× =
∆
?
Nếu sai số ≤ 2% .Làm bước tiếp theo
Nếu sai số >2%. Thay đổi lại phương án kích thước
Sau đó nghiệm lại các kích thước của tàu theo phương trình khối lượng ở trên
2.5.Tính toán lực cản và tốc độ của tàu kéo
2.5.1. Sức cản của tàu kéo
Sức cản của tàu kéo được tính theo phương pháp Oortsmersena . Theo đó, Lực
cản tàu được tính như sau:
FW

RRR +=
Trong đó :
- R
W
: lực cản sóng tính theo công thức
Với : C
i
: các hệ số được biểu diễn bằng đa thức , phụ thuộc vào các thông số hình
dáng tàu

γ
⋅⋅








+++=
−−−−
−−
−−
−−
VFreCFreCeCeCR
FrmFrm
Fr
m
Fr

m
W
2.
4
2.
3
.
7
2
9
1¦
cos sin
22
22
3
11
2
109
2
87
2
65
2
43
2
210
10
−









+






++++






++++++=
βααϕϕ
iiiii
D
i
D
iiicbicbiii
d
T
B

d
T
B
ddd
B
L
d
B
L
dddldlddC
2.1976
0.14347.m
φ
−
=
C
cb
D
x
l
L
=
11

X
C
: hoành độ tâm nổi tính theo công thức:

, radian
θ

, độ
Góc vào nước tính theo toàn bộ bề mặt đường nước
d
10
= 79.32131 d
20
= 6714.88397 d
30
= -908.444 d
40
= 3012.1455
d
11
= -0.09287 d
21
= 19.83 d
31
= 2.52704 d
41
= 2.71437
d
12
= -0.09209 d
22
= 3.60997 d
32
= -0.35794 d
42
= 0.25521
d

13
= -216.159 d
23
= -19662.024 d
33
= 755.1866 d
43
= -9198.808
d
14
= 187.1366 d
24
= 14099.904 d
34
= -48.9395 d
44
= 6886.6042
d
15
= -1.42893 d
25
= 137.33613 d
35
= -9.86873 d
45
= -159.9269
d
16
= 0.11898 d
26

= -13.36938 d
36
= -0.77652 d
46
= 16.23621
d
17
= 0.15727 d
27
= -4.49852 d
37
= 3.7902 d
47
= -0.82011
d
18
= -0.00064 d
28
= 0.02 d
38
= -0.01879 d
48
= 0.00225
d
19
= -2.52826 d
29
= 216.44923 d
39
= -9.21399 d

49
= 236.3797
d
1,10
= 0.50619 d
2,10
= -35.07662 d
3,10
= 1.28571 d
4,10
= -44.1782
d
1,11
= 1.62851 d
2,11
= -128.72535 d
3,11
= 250.6491 d
4,11
= 207.2558
Ta tính được :
C
1
= ,C
2
= , C
3
= , C
4
=

- R
F
: lực cản ma sát tính theo công thức

Trong đó :
= 0.002 : hệ số lực cản ma sát của tấm phẳng
= 0.0005 : tổng các hệ số lực cản ma sát phụ sinh ra do độ nhám, tính ăn lái,
gió và các phần nhô . Lấy theo bảng 6.3 , sách “Lực cản tàu thuỷ”
Việc tính toán lực cản được thể hiện qua bảng sau:

0.65
0.011. sin 1 .
2 0.15
C
x L
π δ
 
−
 
= − × +
 ÷
 
 
 
1
2
D
L
B
α θ

=
( )
Ω⋅∆+=
∑

2
1
.
2
0
ρϑξξ
ffF
R
0
f
ξ
∑
∆
f
ξ
12
STT Đại lượng Đơn vị Giá trị tính
1
Vận tốc giả thuyết
km/h
m/s
2
Fr _
3
2

9
1
−
−
=
Fr
m
ef
_
4
2
7
2
−
−
=
Fr
m
ef
_
5
2.
3
sin
2
−−
−
=
Fref
Frm

_
6
2.
4
cos
2
−−
−
=
Fref
Frm
_
7
R
W
kG
8
R
F
kG
9
R = R
w
+ R
F
=
kG
10
P
E

=
75
.
υ
R
cv
Xây dựng được đường cong sức cản và công suất kéo của tàu kéo
-Từ công suất máy chính Ne, ta xác định công suất có ích Pe =Ne/η
B
η
B
– hiệu suất chung của thân tàu , chọn sơ bộ η
B
=0,6
Căn cứ vào đường cong Pe(v) ta xác định được tốc độ của tàu kéo ở chế độ chạy
tự do.
2.5.2. Xác định lực kéo lớn nhất và tốc độ của tàu kéo ở chế độ kéo tàu
Theo “Quy định về an toàn trong công tác kéo tàu tại các cảng”, tốc độ tàu
trong các thao tác kéo yêu cầu không lớn hơn 5 knots khi di chuyển dọc và 0,5 knots
khi chuyển động quay. Lực kéo của tàu còn phụ thuộc vào tốc độ gió và dòng chảy
nơi tàu kéo hoạt động. Một số cảng không có dòng chảy tự nhiên nhưng vẫn tồn tại
dòng chảy do gió gây ra có tốc độ tính theo công thức:
,
sin
.1,0
ϕ
gio
v
v =∆
trong đó v (m/s) – tốc độ gió


13
1
z
0
30
giã
R
x
y
xdc
R + R
φ- vĩ độ của cảng trên bản đồ .
Tốc độ dòng chảy tại các cảng của nước ta khi tính theo công thức trên với lực
gió lấy theo cấp 6 của bảng Bofor cho ∆v = 0,3 hải lý. Theo số liệu thống kê của
nhiều cảng nước ngoài, trong tính toán nhận giátrị tốc độ trung bình của dòng chảy
v
DC
= 0,6 hải lý.
2.5.2.1. Chọn tàu đươc kéo và xác định sức cản của tàu được kéo
Căn cứ vào công suất máy ta lựa chọn tàu được kéo, sau đó tính toán lực cản của
tàu được kéo bằng các phương pháp gần đúng (tham khảo tài liệu ‘’Tính toán tính di
động cho tàu có lượng chiếm nước’’, tác giả Ths. Nguyễn Văn Võ)
2.5.2.2. Xác định lực kéo
a) Trường hợp 1 : Tàu di chuyển dọc :

Lực căng trên dây cáp kéo được tính theo công thức

dcxgio
RRRZ

++=
0
1
30cos.
Trong đó :
R
gió
: lực cản gió được tính theo công thức

2
.
. . ,
2
gio gio
gio gio
R A kG
ρ υ
ξ
=
-
7.0=
gio
ξ
: tàu hàng chạy đầy hàng
-
42
/125.0 mkGs
gio
=
ρ

-
4.12=
gio
υ
m/s : cấp 6 Befaur
- A , m
2
: diện tích mặt hứng gió của tàu
R
dc
: lực cản của dòng chảy (được xác định dựa vào đường cong sức cản của tàu
được kéo)
R
x
: lực cản của tàu được kéo ứng với tốc độ giả thiết v =5 knots


14
z
1
2
z
2
z cos
α
2
z sin
α
22
α

2
1
α
11
z sin
α
1
dc
R
giã
R
R
x
x
z cos
α
1
y
b) Trường hợp 2 : Tàu di chuyển dọc có điều chỉnh

Hệ phương trình cân bằng lực :

0coscos.
2211
=−−
x
Rzz
αα

0sinsin.

2211
=−++
αα
zzRR
dcgio

0
2
sin
2
sin.
2211
=−
L
z
L
z
αα
Giả thuyết
2
α
đã biết ta có :
2
2
sin2
α
giodc
RR
z
+

=

x
Rz
z
tg
+
=
22
22
1
sin.
sin.
α
α
α
nên
1
α

≈
45
0

1
22
1
sin
sin
α

α
z
z =
Do tàu kéo ở phía đuôi làm nhiệm vụ ngăn cản sự dạt của tàu đựoc kéo dưới tác
dụng của gió, dòng chảy ,nhưng tạo ra lực cản phụ trong chuyển động dọc của tàu
được kéo . Do vậy lực kéo của tàu kéo phía đuôi được sử dụng hợp lí nếu sử dụng bất
đẳng thức

2211
sinsin.
αα
zz ≤

2211
coscos.
αα
zz ≥
Do phương án kéo là tối ưu nên
0
2
45=
α
ta có

( )
2
0.71 ,
dc gio
z R R kG= +


2
1
1
0.71 ,
sin
z
z kG
α
=
c) Trường hợp 3 : Tàu di chuyển ngang mạn

15
x
y
x
R +
R +
giã
R
dc
z
1
2
z
z
2
1
z
y
x


dcygio
RRRZ
++=
2
2
11
z
zzz
=⇒=

y
R
: sức cản của nước khi tàu chuyển động ngang mạn

TLR
yy

2
.
.
2
υρ
ξ
=

y
ξ
= 1 : hệ số thực nghiệm trong bể thử Hamburg - Đức , không phụ thuộc
vào hình dáng tàu


( )
sm
dctau
/565.0514.06.05.0 =+=+=
υυυ
Tính toán gần đúng ta có thể định công thức :

ATLz
gio
.6.9.6.16
1
ξ
+=

1
8.3 . 4.8 . ,
gio
z L T A kG
ξ
⇒ = +
d) Trường hợp 4 : Tàu di chuyển quay
d.1) Tàu quay quanh trọng tâm

Mômen quay do z
1
,z
2
gây ra là :


16

2
.
2
.
21
L
z
L
zM
z
+=
Ta coi
21
zz ≈
nên ta có
LzM
z
.
1
=
Lại có :
dxz
SLM
2
.
.
32
2

ω
υρ
β
=
в= 0,065 là hệ số momen lực cản của nuớc khi tàu quay quanh trọng tâm

L
υ
ω
2
=
: tốc độ quay của tàu
S
đx
= L.T
Tính toán gần đúng ta có :
1
4.3 . ,z LT kG
=
d.2) Tàu quay quanh mút đuôi
Chuyển động quay quanh mút đuôi của tàu được khảo sát từ chuyển động nửa
chiều dài tàu quay quanh mút đuôi . Mômen quay do tàu kéo sinh ra
LzM
z
2.
1
=
16
2
.

42
TLM
z
ω
ρ
β
=
Lực kéo khi chưa tính đến lực cản của gió có thể được tính theo công thức
TLz .7.8
1
=
Khi xuất hiện áp lực gió sẽ gây ra mômen bổ sung
M
gió
= R
gió
.L
Mômen cản do gió vào nước
LATLMMM
giogio
giogioz
.
2
.16
2
.
2
.
42
υρ

ξω
ρ
β
+=+=
ATLz
giogio
gio
4
.8
2
.
2
.
32
1
υρ
ξω
ρ
β
+=⇒
Tính toán gần đúng ta có :
1
8.7. . 4.8 . ,
gio
z LT A kG
ξ
= +
Lực kéo lớn nhất là Z = max (Z
i
),


kG

17
2.5.2.3. Xác định vận tốc của tàu kéo ở chế độ kéo
STT Đại lượng Đơn vị Giá trị tính
1 Vận tốc giả thuyết
km/h
m/s
2 Fr _
7
R
TK
(sức cản của tàu kéo)
kG
8
R
(sức cản của tàu được kéo)
kG
9
R
T
= R
TK
+ R
(Sức cản của cả đoàn)
kG
10 P
E
=

75
.
υ
R
cv
Xây dựng được đường cong sức cản và công suất kéo của cả đoàn tàu
-Từ công suất máy chính Ne, ta xác định công suất có ích Pe =Ne/η
B
η
B
– hiệu suất chung của thân tàu , chọn sơ bộ η
B
=0,6
Căn cứ vào đường cong Pe(v) ta xác định được tốc độ của tàu kéo ở chế độ kéo tàu.
2.6. KiÓm tra æn ®Þnh s¬ bé
2.6.1.ChiÒu cao t©m nghiªng ban ®Çu
+ Chiều cao tâm nghiêng ban đầu tiêu chuẩn đối với tàu kéo : h
0min
= (0.5 -0.7)m
+ Chiều cao tâm nghiêng ban đầu của tàu thiết kế
h
0
= r + Z
C
- Z
G
= ? (m)
Z
G
= k

g
.D = ? (m)

WP
B
WP B
C
Z T
C C
=
+
= ? (m)
r =
2
2 2
11,4
WP
B
C
B B
a
T C T
=
= ? (m)
k
g
= 0.7 ÷ 0.658 , đối với các tàu kéo.
So sánh:
Nếu h
o

≥ h
omin
: ổn định ban đầu của tàu được đảm bảo

18
Nu h
o
< h
omin
: n nh ban u ca tu khụng c m bo. trng hp ny ta phi
thay i phng ỏn kớch thc, c th l tng t s B/T rựi tớnh toỏn li cỏc bc trờn
2.6.2.Kiểm tra ổn định theo các yêu cầu bổ sung
a) Kiểm tra ổn định khi kéo
Theo mục 3.1.4 ,chơng III , Quy phạm phân cấp và đóng tàu sông : các tàu kéo phải
chịu đợc lực giật ngang của dây kéo nghĩa là
dchpk
MM

Trong đó:
- M
chpk
: mômen cho phép tới hạn
- M
d
: mômen động do lực giật ngang của dây kéo
Việc tính toán đợc thể hiện qua bảng
STT Đại lợng Công thức Trị số Đơn vị
1
Lợng chiếm nớc


tấn
2
Chiều cao tâm nghiêng
h
0
m
3
Góc nghiêng động cho phép

chp
độ
4
Lực kéo lớn nhất trên dây cáp kéo
Z
max
T
5
Chiều cao cột kéo ( chọn sơ bộ )
h
ck
m
6
Chiều cao từ điểm đặt lực kéo đến đờng
chuẩn đáy
Z
n
= D + h
ck
m
7

Chiều rộng tàu tại đờng nớc ứng với tải
trọng đang xét
B
S
m
8
Chiều chìm tàu tại đờng nớc ứng với tải
trọng đang xét
d m
9
Hệ số hiệu chỉnh
a
0
_
10
Mômen cho phép tới hạn
chpchpk
hDM

0087.0
0
=
Tm
11
Mômen động do lực giật ngang của dây
cáp kéo
( )
max 0
0.64 .
d n

M Z z a d=
Tm
Ta thấy nếu M
d
< M
chpk
, tàu đủ ổn định theo yêu cầu bổ sung của quy phạm
nếu M
d
> M
chpk
, tàu không đủ ổn định theo yêu cầu bổ sung của quy phạm
b) Kiểm tra ổn định khi quay vòng
Với tàu có tỉ số Ne/ >1 thì phải kiểm tra điều kiện quay vòng của tàu.
Tàu đảm bảo ổn định khi quay vòng khi :
M
qv
M
chpq
- M
qv
_mômen nghiêng khi quay vòng đợc tính theo quy phạm:

2
0
0,02
2
qv G
V
T

M Z
L


=
ữ

, (T.m)

19
Với: v
0
- tốc độ lớn nhất của tàu trớc khi quay vòng lấy bằng vận tốc lớn nhất
trên nớc yên lặng . Ta lấy vận tốc lớn nhất của tàu khi kéo
Z
G
= k
G
.D
D - chiều cao mạn, m
L - chiều dài tàu, m
T chiều chìm tàu, m
- lợng chiếm nớc của tàu, tấn
- M
chpq
_mômen nghiêng cho phép khi quay vòng đợc tính theo quy phạm:
__
M
chpq
= 0,0087.h

0
.(
chp
-
k
) = 25.3 (T.m)

chp
_ Đợc lấy bằng trị số nhỏ nhất của một trong hai góc sau: góc ứng với lúc
mép boong nhúng nớc hoặc góc xác định theo đờng nớc đi qua điểm cách
mép dới của lỗ hở là 75 mm.

k
_ góc nghiêng tĩnh định khi chịu kéo ngang (với tàu có chiều dài dới 30 m
k
không đợc lớn hơn 12
0
).


20
Phần III . Xây dựng tuyến hình lý thuyết
3.1.Lựa chọn phương pháp xây dựng tuyến hình
- Phương pháp xây dựng tuyến hình bằng phương pháp thiết kế mới
- Phương pháp xây dựng tuyến hình bằng phương pháp tính chuyển từ tàu mẫu
3.1.1.Xây dựng tuyến hình theo phương pháp thiết kế mới
- Xác định các đặc trưng hình dáng của tàu
+ hoành độ tâm nổi X
B
X

B
= 0,02.L.






±






−
5,0
15,0
65,0
.
2
sin
b
C
π
.
+ Hoành độ tâm đường nước thiết kế
x
f
= -

( )
WWW
CCC
L
−++ 15,375,1
100
2
+ Lựa chọn dạng mũi và đuôi
+ Đường cong diện tích đường sườn
Dựng hỡnh chữ nhật cú chiều dài thiết kế L ( hoặc chiều dài giữa 2 đường vuụng gúc
L
⊥⊥
)
L
ω
SG
A
B
O
G
X
B
L/2 L/2
S
o
Trong đó: X = L( 2C
p
-1 ) ; S
0
=( ω

⊗
/3){( 4 C
p
- 1)/ 2 C
p
}
ω
⊗
- diện tích sườn giữa
Sau khi dựng xong ĐCDTS tiến hành nghiệm lại ∆
m
, X
B
bằng phương pháp gần đúng
Simpson hoặc hỡnh thang với sai số trong giới hạn cho phộp.
+ Đường cong đường nước thiết kế.
Vẽ h́nh chữ nhật có kích thước L , B/2. Trên cạnh đáy đặt các đoạn:
AE = DF =
2
(1 )
3
WP
C L−
đoạn OG =
4 1
2 6
WP
WP
C
B

C
−
. Từ A và D kẻ các đường song song
với EG và FG cắt cạnh trên của h́nh chữ nhật tại M và N. Thực hiện cân bằng diện
tích để có ĐNTK

21
L
1
2
Β
A
D
O
G
X
f
L/2 L/2
FE
N
M
1
2

α
v
n
Trong đó: α
vn
– góc vào nước của đường nước thiết kế

 Nghiệm lại diện tích đường nước thiết kế và hoành độ tâm đường nước X
f
- Xây dựng sườn
Xây dựng sườn theo phương pháp I. A. Iacovlev (tham khảo bài giảng)
(Xây dựng cho lần lượt các sườn lý thuyết của tàu)
y
itb
=
ω
i
/2T tung độ trung bỡnh sườn thứ i
ω
i
, diện tích ngâm nước sườn thứ i (xác định
từ đường cong DTS)
y
i ĐNTK
– tung độ đường nước thiết kế (xác định
từ đường cong đương nước thiết kế)
3.1.2. Xây dựng tuyến hình theo phương pháp tính chuyển đồng dạng
- Các thông số chủ yếu của tàu mẫu
Chiều dài toàn bộ : L
max
= ? m
Chiều dài thiết kế : L
TK
= ? m
Chiều rộng tàu : B = ? m
Chiều chìm tàu : T = ? m
Chiều cao mạn : D = ? m

L/B = ?

22
B/T = ?
D/T = ?
Các hệ số béo :
C
B
= ?
C
M
= ?
- Tuyến hình của tàu mẫu:
Kích thước chủ yếu tàu thiết kế :
L = ? m T = ? m D = ? m C
B
= ?
B = ? m C
wp
= ? C
M
= ?
Hệ số tính chuyển
M
TK
T
M
TK
B
M

TK
L
T
T
B
B
L
L
=
=
=
λ
λ
λ
Ta cú bảng trị số tuyến hỡnh tàu thiết kế
3.2. Nghiệm lại tuyến hình
Bảng tính diện tích sườn: ( tính cho 21 sườn)
Sườn 0: Sườn i
ĐN y
i
k
i
y
i
k
i
ĐN y
i
k
i

y
i
k
i
- - 1 - - - 1 -
- - 2 - - - 2 -
- - 2 - - - 2 -
- - 2 - - - 2 -
- - 2 - - - 2 -
- - 1 - - - 1 -
Ao - Ai -
A
0
= ∆T.∑yiki = m
2
Ai = ∆T.∑yiki = m
2

Bảng tính nghiệm lại LCN và hoành độ tâm nổi

23
Sườn Ai ki Ai*ki i i*Ai*ki
0 - 1 - -10 -
1 - 2 - -9 -
2 - 2 - -8 -
3 - 2 - -7 -
4 - 2 - -6 -
5 - 2 - -5 -
6 - 2 - -4 -
7 - 2 - -3 -

8 - 2 - -2 -
9 - 2 - -1 -
10 - 2 - 0 -
11 - 2 - 1 -
12 - 2 - 2 -
13 - 2 - 3 -
14 - 2 - 4 -
15 - 2 - 5 -
16 - 2 - 6 -
17 - 2 - 7 -
18 - 2 - 8 -
19 - 2 - 9 -
20 - 1 - 10 -
Tổng - -
- Nghiệm lại LCN
- Nghiệm lại X
B
Kết luận: Các thông số của tàu thiết kế

24