1
LỜI NÓI ĐẦU
Trong những năm gần đây, ngành công nghiệp tàu thuỷ nước ta đang từng bước
phát triển và dần chiếm được vị trí trong nước và cũng như khu vực. Trước đây con
tàu đóng ra với mục đích là phương tiện vận chuyển hàng hoá là chủ yếu thì bây giờ
mục đích sử dụng của con tàu được đa dạng lên rất nhiều.
Hiện nay đội canô cao tốc đang phát triển rất mạnh trên toàn quốc và hoạt động
trong rất nhiều lĩnh vực như : du lịch, quân sự, tìm kiếm cứu nạn…
Ở Nha Trang từ khi có đội canô cao tốc hoạt động trong lĩnh vực đưa khách du
lịch đi thăm quan các hòn đảo ở ngoài khơi, phục vụ vui chơi, khám phá Đại
Dương… hàng năm đem lại nguồn thu đáng kể cho các doanh nghiệp.
Đối với canô, đặc điểm hình học bao giờ cũng là yếu tố quan trọng ảnh hưởng
đến tính năng hàng hải của canô nói chung và tốc độ của ca nô nói riêng, đặc điểm
hình học bao gồm các kích thước chính và bản vẽ đường hình.
Đặc điểm hình học ngoài yếu tố ảnh hưởng quyết định đến tốc độ, nó còn là yếu
tố quyết định tới vị trí buộc dây để kéo dù, do đó việc xác định đặc điểm hình học
của canô có vai trò và ý nghĩa quan trọng đặt ra đầu tiên phải đạt được khi thiết kế
ca nô kéo dù.
Từ các vật liệu truyền thống như : gỗ, thép, nhôm, đều là những vật liệu dùng để
đóng tàu. Tuy nhiên, đối với canô người ta ít dùng gỗ, thép mà người ta dùng nhôm
để đảm bảo được các yêu cầu của nó về tốc độ, thẩm mỹ, sức chở, khả năng chống
chịu môi trường…Với vật liệu nhôm người ta đã đóng ra những chiếc ca nô mang
những tính năng tốt. Tuy nhiên, hiện nay với sự phát triển của khoa học kỹ thuật,
vật liệu mới đã ra đời, vật liệu Composite mang những ưu điểm nổi bật như có độ
bền cao, nhẹ, trơ với môi trường nước biển, phương pháp thi công đơn giản, giá
thành rẻ… Với những ưu điểm trên, vật liệu Composite đang dần thay thế vật liệu
truyền thống, ưu điểm của vật liệu mới cũng góp phần lớn vào việc giải quyết bài
toán tốc độ.
2
Trước những yêu cầu trên, để tạo điều kiện tiếp cận thực tế, làm quen với việc
giải quyết vấn đề một cách cụ thể, sau thời gian học tập em đã được nhà trường giao
thực đề tài: Thiết kế canô kéo dù bay phục vụ du lịch trên vịnh Nha Trang.
Qua thời gian tìm hiểu được sự hướng dẫn tận t ình của thấy giáo TH.S
PHẠM THANH NHỰT , cùng với sự động viên và giúp đỡ tận tình của bạn bè và
người thân, em đã hoàn thành nội dung của đề tài.
Nội dung đề tài gồm bốn phần :
Chương 1: Đặt vấn đề.
Chương 2: Yêu cầu kỹ thuật đối với ca nô kéo dù bay và xây dựng nhiệm vụ thư
Chương 3: Tính toán thiết kế (đường hình, bố trí chung, kết cấu, ổn định, tốc độ)
Chương 4: Thảo luận và kiến nghị.
Tuy nhiên vì thời gian và kiến thức có hạn nên trong khi thực hiện không thể
tránh khỏi thiếu sót. Kính mong được sự góp ý của các thầy để em được hoàn thiện
hơn về kiến thức.
Sinh vi ên thực hiện
Tống Văn Hai
3
CHƯƠNG I
ĐẶT VẤN ĐỀ
1.1.TỔNG QUAN.
Như chúng ta đã biết trong những năm gần đây, ngành du lịch của tỉnh
Khánh Hoà phát triển rất mạnh mẽ, đặc biệt là thành phố Nha Trang, với thiên nhiên
ưu đãi nơi đây có một quần thể các đảo, những bãi tắm tuyệt đẹp với lòng biển chứa
rừng San Hô khoảng 350 loài và có hơn 350 loài sinh vật biển vịnh Nha Trang
không chỉ giàu tài nguyên, đ ẹp cảnh quan mà còn gắn liền với những nét đẹp của
văn hóa biển và những địa chỉ văn hóa - du lịch như Tháp bà Ponagar, Vi ện Pasteur
Nha Trang, bảo tàng A.Yersin, bảo tàng biển lớn nhất Đông D ương Chính vì lý
do trên nên vịnh Nha Trang được công nhận là một trong 29 vịnh đẹp của thế giới.
Khách du lịch đến Nha Trang không chỉ tắm biển mà còn muốn chinh phục
Đại Dương vươn ra các hòn đảo, chơi nhiều trò chơi với cảm giác mạnh như: đi
môtô nước, bay dù kéo bằng ca nô…
Xuất phát từ những nhu cầu thực tế trên, em đã được giao thực hiện đề tài với
nội dung: Thiết kế canô kéo dù bay phục vụ du lịch trên vịnh Nha Trang.
Thực tế nhận thấy, một trong những yếu tố quan trọng và khó khăn khi thiết kế
chế tạo ca nô là phải đạt được tốc độ cao. Về mặt lý thuyết có rất nhiều yếu tố ảnh
hưởng đến tốc độ: Đặc điểm đường hình, bố trí chung, hệ thống động lực…Do đó
thiết kế ca nô là một bài toán phức tạp và có ý nghĩa quan trọng.
Ở nước ta hiện nay ca nô chủ yếu được thiết kế dựa trên những ca nô mẫu có
tốc độ cao và có tính năng tốt được thử nghiệm.
Vì vậy trong đề tài này, chúng tôi cũng dựa trên những ca nô có sẵn nhưng có sự
phân tích và lựa chọn nhằm mục đích đưa ra mẫu ca nô phù hợp về mặt tính năng,
tốc độ, phù hợp điều kiện kinh tế- kỹ thuật- công nghệ nước ta hiện nay.
4
* Đặc điểm địa hình và khí hậu vịnh Nha Trang
Vịnh Nha Trang có diện tích khoảng 507 km
2
bao gồm 19 hòn đảo, trong đó Hòn
Tre là đảo lớn nhất, diện tích 3.250 ha; đảo nhỏ nhất là Hòn Nọc, chỉ 4 ha. Vịnh
Nha Trang có khí hậu hai mùa rõ rệt. Mùa khô kéo dài từ tháng riêng đến tháng
tám, mùa mưa từ tháng chín đến tháng mười hai, Nhiệt độ bình quân là 26 độ C,
nóng nhất 39 độ C, lạnh nhất 14,4 độ C, gió với tần suất khác nhau, mùa đông
hướng gió Tây Bắc và Bắc Đông Bắc, chiếm tới tần suất 80
90 %. Về mùa hạ
hướng gió là Tây và Tây Nam chiếm tần suất trên 50%. Tốc độ gió trung bình vào
khoảng 2 – 2,5 (km/h). Nh ững đặc điểm khí hậu trên rất thuận lợi cho tham quan du
lịch biển.
1.2. GIỚI THIỆU CÁC VẬT LIỆU DÙNG TRONG CHẾ TẠO CANÔ.
Gỗ là loại vật liệu phổ biến và từ lâu đã được sử dụng trong việc đóng tàu
thuyền ở Việt Nam cũng như trên thế giới vì dễ thực hiện cùng với nguồn cung cấp
dồi dào và giá rẻ. Ở nước ta hiện nay vẫn còn dùng nhiều gỗ để đóng và sửa chữa
đội tàu đánh cá dân gian và tàu vận tải trên sông. Ngày nay với sự phát triển về dân
số làm cho nguồn gỗ ngày càng cạn kiệt, nếu đóng nhiều tàu gỗ thì nguy cơ phá
rừng cao, gây hại cho môi trường. Thép là loại vật liệu được sử dụng rộng rãi nhất
trong đóng tàu, nhờ có những đặc tính ưu việt của thép về tính năng cơ học, giá
thành hợp lý…mà người ta có thể đóng những con tàu dài đến 500m trọng tải trên
đưới 1/2 triệu tấn trong khi đó vật liệu gỗ chỉ đóng được con tàu trên dưới 50 ÷
60m.
Tuy nhiên, cả hai vật liệu truyền thống này khi làm vỏ tàu đòi hỏi quy trình bảo
dưỡng rất nghiêm khắc. Tàu vỏ gỗ phải kéo lên bờ định kỳ, tàu vỏ thép cũng phải
đưa vào ụ hoặc lên đà để bảo dưỡng định kỳ.
Sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ hiện đại dẫn đến nhu cầu to lớn về loại
vật liệu, đồng thời có nhiều tính chất cần thiết mà các vật liệu nêu trên (kim loại,
ceramic, polymer) khi đứng riêng rẽ không thể có đ ược, mà nổi bật là loại vừa bền
lại vừa nhẹ, lại có tính ăn mòn cao. Tính chất cơ bản và cần thiết nhất của vật liệu
mà phần lớn các sản phẩm c ơ khí, chế tạo máy đòi hỏi là tính chịu nén, kéo, chịu ăn
5
mòn và nhẹ. Qua nghiên cứu, người ta đã tìm được phức hợp vật liệu gồm sợi các
bon chịu kéo và keo silicát ch ịu nén có thể bổ trợ cho nhau, cả hai c ùng nhẹ và
không bị ăn mòn hoá học, đây là vật liệu mới vật liệu Composite (FRP).
Canô là một phương tiện nhỏ dùng để phục vụ quân sự, vận chuyển hàng hoá,
hành khách, phục vụ du lịch, tuần tra, cứu nạn, trên các sông, hồ, vịnh… Vì đặc
điểm của canô là phải có tốc độ cao, có lượng dãn nước nhỏ, tính quay trở tốt, tính
năng động cao, khối lượng nhỏ dễ dàng vận chuyển….Chính những yếu tố trên nên
yêu cầu vật liệu chế tạo ca nô cũng phải phù hợp. Trước đây khi chưa có vật liệu
Composite hầu hết các canô đều được chế tạo từ hợp kim nhôm vì hợp kim này nhẹ,
độ bền cao, khả năng chống chịu môi trường lớn nên phù hợp được các yêu cầu về
độ bền, tốc độ, lượng dãn nước nhỏ, tính thẩm mỹ, phương pháp thi công…Hiện
nay với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ hiện đại, vật liệu mới cũng ra đời đó
là vật liệu Composite (FRP) vật liệu mới này có những đăc điểm sau:
* Ưu điểm:
+ Có độ bền vững cao, trọng lượng nhẹ.
+ Có độ tính hoá học tốt, tính cơ học cao.
+ Chịu được biến dạng uốn.
+ Chịu tác dụng lực liên tục.
+ Không thấm nước.
+ Ri êng nhựa pholyester có độ bền chịu nhiệt cao, chịu ẩm và xâm
thực của môi trường.
+ Ph ương thức thi công đơn giản, tuổi thọ cao.
+ Gi á thành phù hợp.
* Nhược điểm:
+ Modun đàn hồi thấp.
+ Sức chịu ma sát và chịu đập thấp.
+ B ị giòn khi nhiệt độ cao.
6
Chính những ưu điểm nổi bật của vật liệu mới nên nó thay thế dần vật liệu nhôm
trong chế tạo canô trước kia. Vì vậy, trong đề tài này tôi cũng sử dụng vật liệu
Composite trong việc chế tạo vỏ canô kéo dù bay.
1.3. VẬT LIỆU COMPOSITE.
1.3.1. Định nghĩa thành phần và phân loại.
1.3.1.1. Định nghĩa.
Vật liệu Composite hay Composite là vật liệu tổ hợp từ hai vật liệu có bản chất
khác nhau. Vật liệu tạo thành có đặc tính trội hơn đặc tính của từng vật liệu thành
phần khi xét riêng rẽ. Tuy nhiên, định nghĩa này chưa đầy đủ. Vật liệu composite
được xác định theo các tiêu chuẩn:
- Cả hai chất thành phần phải có tỷ lệ lớn hơn 5%.
- Chỉ khi các pha thành phần có cơ tính khác nhau và cơ tính của vật liệu
Composite khác một cách đáng kể với cơ tính của vật liệu thành phần.
- Trong vật liệu Composite, các vật liệu thành phần không hoà tan hẳn vào
nhau.
Về phương diện hoá học, Composite có hai pha (hoặc nhiều hơn) riêng biệt,
được phân ra bởi mặt phân cách riêng biệt. Thành phần liên tục tồn tại với khối
lượng lớn trong Composite gọi là nền. Composite có thể là nền gốm, kim loại hoặc
polymer.
Thành phần thứ hai được gọi là cốt, có tác dụng làm tăng cơ tính cho vật liệu
nền. Cơ tính của vật liệu composite phụ thuộc vào: Cơ tính của vật liệu thành phần,
luật phân bố hình học của vật liệu cốt, tác dụng tương hỗ giữa các vật liệu thành
phần,….
1.3.1.2. Phân loại.
Vật liệu Composite được phân loại theo hình dáng và theo bản chất của các vật
liệu thành phần.
* Theo bản chất vật liệu nền: Tùy thuộc vào bản chất vật liệu nền, vật liệu
Composite chia thành ba nhóm:
7
- Composite nền kim loại (như hợp kim nhôm, titan…) với vật liệu cốt dạng:
Sợi kim loại (Bo); sợi khoáng (cacbon, SiC).
- Composite nền khoáng (gốm) với cốt là các dạng: sợi kim loại (Bo); hạt gốm
(cacbua,nitơ). Hạt kim loại (chất gốm kim).
- Composite nền hữu cơ (nhựa, hạt) cùng với vật liệu cốt dạng: sợi hữu cơ
(polyamit, Kevlar ); sợi khoáng (thuỷ tinh cacbon…); sợi kim loại (Bo, nhôm )
* Theo hình dáng vật liệu cốt:
- Vật liệu Composite cốt sợi: Khi vật liệu cốt là các sợi, ta gọi là Composite cốt
sợi, sợi được sử dụng có thể dưới dạng liên tục, có thể dưới dạng gián đọan: Sợi
ngắn, vụn….Ta có thể điều khiển sự phân bố, phương của sợi để có vật liệu dị
hướng theo ý muốn. Và cũng có thể tạo ra các vật liệu có cơ lý tính khác nhau, khi
chú ý tới:
+ Bản chất của vật liệu thành phần.
+ Tỷ lệ các vật liệu tham gia.
+ Phương của sợi.
- Vật liệu Composite cốt hạt: Khi vật liệu cốt có dạng hạt, ta gọi là Composite
cốt hạt. Hạt khác sợi ở chỗ, nó không có kích thước ưu tiên. Hạt thường được sử
dụng để cải thiện một số cơ tính của vật liệu nền, chẳng hạn tăng độ cứng, tăng khả
năng chịu nhiệt, chịu mòn, giảm khả năng co ngót…
1.3.1.3. Vật liệu Composite (FRP) chế tạo canô.
Vật liệu Compositer (FRP) trong ch ế tạo canô là cốt sợi thuỷ tinh nền nhựa
polyester không no.
* Cốt là những tấm sợi thuỷ tinh băm (sau đây gọi là “tấm sợi băm”), những tấm
vải sợi thuỷ tinh thô (sau đây gọi là “vải sợi thô”), và sợi thuỷ tinh thô (sau đây gọi
là “sợi thô”), dùng làm cốt cho FRP được chế tạo từ sợi dài.
* Mát gồm các lớp sợi liên tục hoặc gián đoạn, phân bố hỗn loạn trong một mặt
phẳng. Các sợi được giữ với nhau nhờ chất liên kết có thể hoà tan hoặc không hoà
tan trong nhựa, tuỳ thuộc vào công nghệ sử dụng. Tính phân bố hỗn loạn của các sợi
làm cho “mát” có tính đẳng hướng trong mặt phẳng của nó.
8
Vải (hay băng) là một tổ hợp mặt các sợi, các mớ …vv, được thực hiện nhờ kỹ
thuật dệt. Vải gồm:
- Phương cơ bản (dọc), đó là tập hợp tất cả các sợi song song, phân bố trong
mặt phẳng theo chiều dài của vải.
- Phương ngang, đó là tập hợp tất cả các sợi bắc ngang qua các sợi dọc.
Người ta phân biệt các loại vải dựa vào loại sử dụng (sợi đơn giản, mớ…), có nghĩa
là dựa vào khối lượng dài của sợi, và vào kiểu tréo sợi dọc và ngang, bao gồm 4
kiểu: Lụa trơn, xa tanh, vân chéo, kiểu đồng phương.
* Nhựa polyester.
Nhựa polyester được sử dụng từ lâu để chế tạo các vật liệu Composite. Dựa trên
mô đun đàn hồi, người ta phân loại polyester: Nhựa nền, nhựa cứng vừa phải và
nhựa cứng. Loại nhựa cứng thường được sử dụng để chế tạo vật liệu composite.
Chúng ta có thể liệt kê một số cơ tính chính của loại nhựa cứng đã đóng rắn.
Khối lương riêng 1.200 kg/m
3
Mô đun đàn hồi kéo 2,8 đến 3,5 Gpa
Mô đun đàn hồi uấn 3 đến 4 Gpa
Ứng suất phá huỷ kéo 50 đến 80 Mpa
Ứng suất phá huỷ uấn 90 đến 130 MPa
Biến dạng phá huỷ kéo 2 đến 5 %
Biến dạng phá huỷ uấn 7 đến 9 %
Độ bền nén 90 đến 200 MPa
Độ bền cắt 10 đến 20 MPa
Nhiệt độ uấn cong dưới tải trọng (1,8 Mpa) 60 đến 100
0
C
* Nhựa polyester có ưu điểm:
- Cứng.
- Ổn định kích thước.
- Khả năng thấm vào sợi và nhựa cao.
- Dễ vận hành.
9
- Chống môi trường hoá học.
- Giá thành hạ
* Nhựa polyeste có nhược điểm sau:
- Dễ bị nứt, đặc biệt nứt do va đập.
- Độ co ngót cao (khoảng 8 – 10%).
- Khả năng chịu hơi nước, nước nóng kém.
- Bị hư hại dưới tác hại của tia cực tím.
- Dễ bắt lửa.
- Chịu nhiệt trung bình (dưới 120
0
C).
1.4. CƠ SỞ LÝ THUYẾT THUỶ ĐỘNG HỌC CA NÔ CAO TỐC .
Đa số các canô hiện nay hoạt động dựa trên lý thuyết thuỷ động học vì hoạt
động trên nguyên lý này có hình dáng, kết cấu đơn giản hơn hoạt động trên nguyên
lý khí động học.
Trong đề tài này, canô được thiết kế cũng hoạt động trên nguyên lý thuỷ động
học do đó ta cần tìm hiểu về nguyên lý thuỷ động học của canô cao tốc.
* Lực nâng và lực cản tấm phẳng .
Lực nâng và lực cản của tấm lướt ảnh hưởng rất lớn đến tốc độ của canô cao tốc,
do đó ta cần xác định các thành phần lực này để lựa chọn hình dáng đáy canô hợp lý
nhất nhằm làm nhẹ cho ca nô khi chạy.
Đối với các tàu chạy chậm hoặc tàu thuộc nhóm tàu chạy nhanh đang đứng yên
trên nước phương trình cân bằng được viết dưới dạng trọng lượng toàn tàu đúng
bằng lực nổi.
W =
.V (1.1)
Trong đó W - trọng lượng tàu (Tấn).
V - thể tích chiếm nước (m
3
).
- trọng lượng riêng của nước (T/m
3
).
Tàu đang chạy, khi sang giai đoạn quá độ lực nâng bắt đầu tham gia vào thành phần
các lực tác dụng lên tàu, phương trình cân bằng sẽ có dạng:
W =
.V
1
+ L (1.2)
10
Trong đó W- trong lượng thân tàu (tấn)
Trong đó: V
1
- thể tích chìm của phần thân tàu trong trạng thái đang chạy đủ nhanh,
trong mọi môi trường V
1
<V.
L - lực nâng (KG).
Tàu chạy càng nhanh, lực nâng L càng lớn, V
1
càng nhỏ dần, song phương trình
(1.2) luôn cân bằng.
Lực nâng xuất hiện trong quá trình thân tàu chạy lướt. Dưới tác dụng của ngoại
lực tấm đang nghiêng với góc tấn
, chuyển động với vận tốc v trong nước. khi
chuyển động tấm có tác dụng làm thay đổi hướng dòng, vận tốc dòng chảy trên tấm
chia dòng thành hai phần, phần dưới và phần trên. Điểm 0 nằm tại ranh giới giữa
hai miền đó gọi là điểm giới hạn. Từ định luật Bernoulli có thể xây dựng đường
phân bố áp lực thuỷ động, giá trị lớn nhất của đường này phải rơi đúng vào điểm 0
Hình 1.1: Phân tích lực tấm phẳng.
Từ hình ảnh vừa có người ta có thể xây dựng các cách tính xác định lực thủy
động lên tấm dạng lướt. Tổng cộng tất cả lực pháp tuyến tr ên hình 1.1 có thể quy tụ
thành lực F tác động vu ông góc với tấm. Để giúp việc tính toán thuận lợi chúng ta
sẽ tiếp tục phân F th ành các thành ph ần cấu thành mang ý nghĩa thực tế. Lực F có
thể phân thành hai thành ph ần F
y
và F
x
, theo hướng trục Oy và Ox tương ứng. Cần
giải thích ngay, trong kỹ thuật th ành phần F
x
chính là lực cản chuyển động của tấm
trong nước, thường được ký hiệu bằng R hoặc D. Thành phần F
y
thường được gọi là
lực nâng L .
11
Công suất kéo cần thiết của canô:
A = F
x
.v = R.v =F.sin.v (1 .3)
Bỏ qua năng lượng tạo sóng lúc chuyển động có thể cho rằng to àn bộ năng
lượng được dùng cho việc đẩy tấm về trước đã dành cho việc tạo các tia nước bắn
tung tóe ra sau. V ận tốc dòng dạng này phải bằng tổng vect ơ của vận tốc tấm đang
lướt và vận tốc dòng so với tấm.
V
p
= 2.v.cos(/2) (1.4)
Trong khi đó khối lượng nước bị ném về trước trong quá trình chuyển động
của tấm, tính bằng v, với - mật độ nước (kg/m
3
), - chiều dày dòng các tia
nước bị phun (m).
Động năng của d òng bị phun tung tóe (Spray) có thể tính:
A
S
= ½.mv
p
2
= ½.v.(2.v.cos (/2))
2
= 2. v
3
.cos
2
(/2) (1.5)
So sánh (1.3) với (1.5) có thể viết:
F.v.sin = 2. v
3
.cos
2
(/2) (1.6)
Từ đó:
F = v
2
.
sin
)2/(cos.2
2
= v
2
.
)2/sin().2/cos(.2
)2/(cos.2
2
(1.7)
Hoặc là F = v
2
.cotg(/2).
Lực nâng và lực cản tính theo công thức sau:
L = F
y
= F.cos = v
2
.
)2/cos(.2
cot
g
(1.8)
D = F
x
= F.sin = v
2
.
)2/sin(.2
cot
g
(1.9)
Công thức (1.8) cho phép phát biểu rằng, khi đ ã biết giá trị của v và chúng
ta có thể xác định ngay đ ược lực nâng L v à lực cản D của tấm, nếu biết r õ về chiều
dày lớp nước bị phun tung tóe. Với góc tấn nhỏ chiều d ày lớp này được tính theo
công thức:
=
2
4
l
(1.10)
12
Trong đó: l – chiều dài mặt ướt .
Hình ảnh dòng chảy dưới tấm phẳng (flat planing surface) đ ược giới thiệu tại
hình 1.3. Giới thiệu phân bố vận tốc d òng, áp lực thủy động lên tấm.
Hình 1.2. Giới thiệu phân bố vận tốc dòng áp.
Dòng nước bị bắn ngang d ưới khối trụ đáy V được minh họa tại h ình 1.3a.
Hướng dòng và vận tốc dòng được trình bày tại hình 1.3b.
Hình 1.3. Hình thể hiện hướng dòng nước.
Với tấm phẳng đang l ướt, phân bố áp suất theo chiều ngang đáy được giới
thiệu tại hình 1.4a, còn phân bố dọc của áp suất được trình bày tại hình 1.4b.
Hình 1.4. Hình phân b ố áp suất theo chiều ngang đ áy.
13
1.5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ GIỚI HẠN NỘI DUNG.
Thiết kế canô kéo dù bay là công việc khó khăn và phức tạp, đòi hỏi người thiết
kế phải có kiến thức và nhiều kinh nghiệm để đảm bảo mọi tính năng của canô một
cách tốt nhất. Do đó, lĩnh vực nghiên cứu là rất rộng và phức tạp. Nên trong đề tài
này tôi chọn phương pháp nghiên cứu theo canô mẫu vỏ Composite đã có trong
thực tế kiểm nghiệm. Tuy nhiên, trong khoảng thời gian có hạn nên đề tài này chỉ
trình bày một số nội dung sau:
1. Đặt vấn đề.
2. Yêu cầu kỹ thuật đối với canô kéo dù bay và xây dựng nhiệm vụ thư.
3. Tính toán thiết kế (Đường hình,bố trí chung, kết cấu, ổn định, tốc độ)
4. Thảo luận và kiến nghị.
14
CHƯƠNG II
YÊU CẦU KỸ THUẬT ĐỐI VỚI CA NÔ KÉO
DÙ BAY VÀ XÂY D ỰNG NHIỆM VỤ TH Ư
Theo Quy phạm phân cấp và đóng tàu thủy cao tốc TCVN 6451 – 2004 thì tàu
cao tốc được hiểu là tàu có tốc độ lớn nhất đ ược tính bằng mét/giây (m/s) ho ặc hải
lý/giờ (kn), bằng hoặc lớn h ơn trị số tính theo công thức sau đây:
V
3,70
)/(
1667.0
sm
.
V
7,1922
)(
1667.0
kn
.
Tốc độ lớn nhất củ a tàu là tốc độ thiết kế m à tàu khi hạ thuỷ lần đầu có thể đạt
được ở công suất liên tục lớn nhất của máy chính, chạy tr ên biển lặng, ở trạng thái
ứng với đường nước chở hàng thiết kế cao nhất.
Trong đó:
- Thể tích chiếm nước tương ứng với đường nước chở hàng thiết kế
(m
3
).
Tàu khách cao t ốc có thể phân th ành 3 nhóm chính:
Nhóm 1: Tàu cao t ốc cỡ nhỏ kiểu kết cấu boong hở, đ ược sử dụng để
chuyên chở hành khách hoặc các hàng bưu kiện trên sông có mớn nước cạn. Thiết
bị đẩy ở đây thường là chân vịt hoặc là thiết bị phụt nước. Lượng chiếm nước của
nhóm tàu này thư ờng không vượt quá 3 tấn. Sức chở khách cỡ 12 ng ười. Công suất
động cơ cỡ 107 HP, tốc độ cỡ 32 hl/h. Ngo ài ra, trên những tàu nhỏ hoạt động trên
sóng lớn, hồ chứa nước và các vùng biển gần bờ có thể sử dụng thiết bị đẩy l à chân vịt.
Nhóm 2: Canô. Đây là loại tàu cao tốc chở khách được sử dụng phổ biến
trên các tuyến khác nhau. Lượng chiếm nước của chúng có thể đạt tới 25 tấn, với
sức chở khoảng 100 khách v à tốc độ
22 hl/h.
Nhóm 3: Canô chạy biển. Đây là loại tàu cao tốc cỡ lớn nhất. Có l ượng
chiếm nước 60 – 70 tấn và lớn hơn, công suất động cơ có thể đạt 825 HP.
15
2.1. YÊU CẦU KỸ THUẬT ĐỐI VỚI CA NÔ KÉO D Ù BAY.
2.1.1. Yêu cầu về tốc độ.
Yêu cầu về tốc độ, đối với ca nô kéo d ù bay là vấn đề quan trọng h àng đầu khi
thiết kế đòi hỏi phải đạt được. Đặc điểm hình học là một trong các yếu tố l àm ảnh
hưởng lớn đến tốc độ v à tính năng hàng h ải của ca nô, đặc điểm h ình học bao gồm
các kích thước chính và bản vẽ đường hình (hình dạng hình học). Đối với ca nô kéo
dù bay, tốc độ của ca nô yêu cầu đạt được là rất lớn, khi kéo dù thì vận tốc của canô
yêu cầu đạt được phải rất nhanh từ 0 cho đạt đến vận tốc cực đại để kéo cất chiếc dù
lên, khi hạ dù canô chuyển nhanh từ vận tốc cực đại về vận tốc nhỏ để đảm bảo
chiếc dù đang ở vị trí góc lệch lớn nhất được rơi xuống như tự do theo phương
thẳng đứng. Do đó, việc nghiên cứu xác định hợp lý giữa máy và đặc điểm hình học
có vai trò và ý ngh ĩa quan trọng.
2.1.2. Các yêu cầu đối với kích th ước chính của canô kéo d ù.
- Với nhiệm vụ của canô thiết kế d ùng để kéo dù bay, kiêm chở khách phục vụ
du lịch vì thế phải đảm bảo được diện tích và khoảng không gian cần thiết để bố trí
chỗ ngồi của hành khách và các thành phần tải trọng có mặt tr ên canô như hành lý
và trang thiết bị, các dự trữ khác…
- Các kích thước chính của canô n ên có giá trị nhỏ nhất nhằm đảm bảo đ ược
trọng lượng và giá thành canô.
- Tỷ số giữa các kích th ước chính nằm trong giới hạn cho phép nhằm đảm bảo
tính năng hàng h ải và tốc độ cuả ca nô.
Chiều dài L có ảnh hưởng quyết định đến m ọi công việc nh ư bố trí trên canô và
ảnh hưởng tới trọng lượng vỏ được thiết kế. Chiều d ài L lớn thì việc bố trí trang
thiết bị trên canô dễ dàng hơn. Tuy nhiên, sẽ tăng khối lượng vỏ ca nô ảnh h ưởng
tới tốc độ của canô. Nếu chiều d ài L của canô nhỏ thì sẽ làm cho việc bố trí trên
canô gặp khó khăn nh ưng đổi lại khối lượng vỏ giảm. V ì vậy, cần phải lựa chọn
chiều dài L của canô một cách hợp lý, phải đảm bảo kết hợp h ài hoà giữa sức chở
và tốc độ.
16
Chiều rộng B của canô có ảnh h ưởng quyết định tới tính năng của canô. Chiều
rộng B quá lớn th ì làm cho việc cân bằng dễ dàng hơn, ổn định động khá tốt, tuy
nhiên ổn định dọc sẽ giảm. Chiều rộng B nhỏ đ ưa đến những điều không tốt cho
phương tiện, B quá nhỏ không đảm bảo ổn định ban đầu nh ư mong đợi, ổn định
động của canô rất kém. Canô với B quá hẹp sẽ l àm lực nâng đáy khi canô chạy
không đủ độ lớn và hậu quả là canô không nâng n ổi mình lên mặt nước dù cố chạy
nhanh. Canô không nâng n ổi mình không thể chuyển sang chế độ l ướt. Tuy nhiên,
ưu điểm của dạng n ày là ổn định dọc khá tốt, tính êm cũng khá tốt. Đồng thời tỷ lệ
L/B có ảnh hưởng lớn đến chọn chiều rộng B. Nh ư vậy, có thể thấy được rằng chọn
chiều rộng B cho canô là công vi ệc mang tính chất dung ho à, theo đó B đư ợc chọn
trên cơ sở thoả mãn rất nhiều điều kiện ng ược nhau.
Tỷ lệ B/T theo lý thuyết có ảnh h ưởng lớn đến sức cản d ư trong giai đoạn đầu
của chuyển động ca nô. Đối với canô cao tốc th ì điều này ảnh hưởng đến thời gian
và độ dài quãng đường để ca nô chuyển sang chế độ l ướt. B/T lớn đưa ca nô nhanh
chóng chuyển sang chế độ l ướt, mặc dù cấu hình này dẫn đến tình trạng xấu nếu xét
về mặt lắc. Tỷ lệ L/H có ảnh h ưởng đến độ bền chung.
Tỷ lệ H/T ảnh hưởng đến tính ổn định v à sức cản của canô. Lựa chọn tỷ số H/T
phải đảm bảo đủ mạn khô theo y êu cầu của quy phạm, phải đủ lực nổi dự trữ do vậy
phải cần lựa chọn H/T hợp lý v ì:
Nếu mớn nước T không thay đổi v à chiều cao mạn H tăng l ên, trường hợp này
thì tính ổn định canô tăng, giảm bớt t ình trạng sóng hắt lên boong, làm tăng chi ều
cao kiến trúc thượng tầng, lực cản do gió tác dụng v ào ca nô tăng, không có l ợi về
tốc độ.
Nếu mớn nước T không thay đổi, giảm chiều cao mạn H th ì lúc này trọng tâm
canô tương đối thấp, ổn định ban đầu của canô được tăng lên, lực cản do gió tác
dụng vào canô giảm, tuy nhiên ổn định động của canô giảm, sóng hắt l ên boong.
Khi chiều cao H không thay đổi, giảm mớn n ước T thì sức cản của canô giảm,
tốc độ canô tăng lên, tuy nhiên tính ổn định cũng như tính lắc của ca nô sẽ giảm
nhanh. Điều này không có lợi.
17
Khi chiều cao H không thay đổi v à tăng mớn nước T, trường hợp này thì sẽ có
lợi về mặt ổn định v à tính lắc của canô, nh ưng lại không có lợi cho tốc độ do phần
chìm ca nô tăng làm diện tích tiếp xúc n ước của vỏ tăng n ên lực cản lớn.
Các hệ số hình dáng canô c ũng ảnh hưởng đến tính năng của canô:
Hệ số diện tích mặt đường nước có quan hệ đến tính ổn định, tốc độ v à tính hàng hải.
Hệ số diện tích mặt đường nước
có ảnh hưởng nhiều đến một số tính năng của
canô. Nếu hệ số
lớn, bán kính ổn định ngang ban đầu r
0
sẽ lớn, lúc này tính ổn
định của canô sẽ tăng l ên. Nếu
lớn diện tích mặt đường nước lớn, lúc này mặt
boong sẽ được mở rộng thuận tiện cho việc thao tác v à đi lại trên canô.
Nếu
quá bé, nguy hi ểm nhất là tính ổn định của canô giảm, điều n ày không
cho phép.
Hệ số thể tích chiếm n ước
có ảnh hưởng lớn đối với các tính năng của canô.
Nếu hệ số
lớn thì sức cản tác dụng v ào canô sẽ lớn, công suất có ích của canô bị
giảm nhưng bù lại sức chở của canô lại lớn,
lớn cũng làm giảm bán kính ổn định
ngang của canô, đồng thời làm giảm cao độ tâm nổi Z
C0
. Điều này làm cho chiều
cao tâm ổn định ban đầu h
0
giảm dẫn đến tính ổn định canô bị giảm. Ngược lại nếu
hệ số
nhỏ, lúc này tính ổn định của canô được tăng lên, đồng thời sức cản giảm
nên tốc độ canô được cải thiện, đáp ứng đ ược yêu cầu thiết kế.
Như vậy trong quá trình thiết kế canô thì ta cần phải chọn các kích th ước chính,
tỷ số giữa các kích th ước chính và các hệ số hình dáng của canô một cách hợp lý
sao phải đảm bảo các yêu cầu về kỹ thuật đối với canô. Trong phạm vi đề t ài thì các
kích thước chính, các hệ số h ình dáng của canô sẽ được lựa chọn trên cơ sở sử lý số
liệu thống kê các canô mẫu đang hoạt động có hiệu quả, đồng thời phân tích các ưu
nhược điểm của canô mẫu.
* Các yêu cầu đối với đường hình canô.
Yêu cầu kỹ thuật đối canô, đ ường hình phải tạo được lực nâng lớn khi chạy để
có thể chuyển sang chế độ l ướt nhanh chóng và đường hình canô phải đơn giản để
quá trình chế tạo vỏ dễ dàng.
18
Đường hình ảnh hưởng rất lớn đến tính năng h àng hải của canô, đặc biết l à tính
năng tốc độ. Vì vậy, việc quan trong của ng ười thiết kế là phải phân tích để lựa
chọn được đường hình phù hợp.
Trước khi thiết kế canô chạy nhanh cần thiết thấy rằng không phải c anô nào đạt
được số Froude F
nV
3 cũng chuyển sang chế độ l ướt. Trong khi đó , nhiệm vụ
người thiết kế là phải đưa canô sang chế độ lướt nhằm giảm bớt công suất máy đẩy
canô. Một trong những cách l àm đó là chọn đường hình thoả đáng, có khả năng
“bay” khi canô ch ạy nhanh. Muốn “bay” canô phải hết sức nhẹ, công suất máy đẩy
canô phải đủ mạnh. Cách l àm nhẹ canô lúc “bay” l à sử dụng đường hình có khả
năng tạo lực nâng lớn khi chạy.
Hiện nay, có rất nhiều mẫu canô để ng ười thiết kế phân tích và lựa chọn, mỗi
mẫu có những ưu nhược điểm về lực nâng cũng nh ư các tính năng hàng h ải khác.
Tuy nhiên, để lựa chọn các mẫu canô sao cho ph ù hợp với yêu cầu của nhiệm vụ
thư cũng như đảm bảo các yêu cầu kinh tế - kỹ thuật thì người thiết kế cần ph ải
phân tích đặc điểm của các mẫu.
Để xác định được các mẫu canô có lực nâng khi chạy lớn đồng thời đảm bảo tốt
các yêu cầu kỹ thuật đối với canô, ta cần phân tích một số mẫu canô có hiện nay.
Hình 2.1 trình b ày canô cỡ nhỏ, chạy nhanh đ ơn giản nhất và thường gặp nhất.
Đường hình canô có một đường gẫy khúc, tạo góc gẫy đột ngột tại mạn. Đáy canô
phẳng, góc vát rất nhỏ. Vách đuôi kiểu transom chiếm gần hết chiều rộng v à chiều
chìm canô, đáy canô không có bậc tạo điều kiện d òng chảy thông từ mũi đế n lái.
Đường dòng bị ngắt tại hai vị trí gẫy đột ngột nh ư nguyên lý nêu trên. Vùng g ạch
chéo trên hình, ghi b ằng chữ S là vùng sẽ lướt trên nước khi canô chạy.
Hình 2.1: Mẫu canô 1
19
Với mẫu canô hình 2.1, đường hình canô thuộc dạng đơn giản nên thuận lợi cho
việc chế tạo vỏ tàu đồng thời với đáy chữ V rộng n ên lực nâng tấm tạo ra lớn khi
canô chạy dễ dàng đưa canô sang chế độ lướt và khi lướt thì diện tích nước nhỏ,
điều này có lợi cho tốc độ canô.
Hai mẫu tiếp theo hình 2.2 và 2.3 cùng c ỡ với canô trên hình 2.1, song đáy canô
và mạn được cải biến nhằm tăng tính ngắt d òng. Canô tại hình 2.2 có một bậc gẫy
khúc tại đáy, đánh số 3, tạo mọi điều kiện thuận lợi cho ngắt d òng tại đây. Khi canô
“bay” đáy canô chỉ chạm nước tại hai vùng S
A
và S
F
.
Hình 2.2:Mẫu canô 2
Với mẫu canô hình 2.2, đáy dạng chữ V nên lực nâng tấm khi canô chạy l à
lớn, dễ dàng đưa canô sang ch ế độ lướt, đồng thời khi canô chạy ở chế độ l ướt thì
diện tích tiếp xúc n ước của vỏ canô nhỏ n ên có lợi về tốc độ. Tuy nh iên, canô lại có
một bậc gẫy khúc tại đáy n ên tạo cho việc chế tạo vỏ canô gặp khó khăn h ơn.
Hình 2.3 Trình bày một cách tăng cường bậc nhảy được đặt ra là làm thêm
phần phao nối mạn. Phao mạn tr ên thực tế là phần không tách rời của phần thân
canô song khi kéo dài kho ảng 1/3 chiều dài canô. Thân phao hình g ẫy khúc. Như
thế thì khi chạy chỉ phần diện tích S
A
và S
F
chấm nước.
20
Hình 2.3: Mẫu canô 3
Mẫu canô này có lợi về mặt sức cản khi canô chạy ở chế độ l ướt vì diện tích
tiếp nước của canô lúc này nhỏ, tuy nhiên kết cấu canô rất phức tạp v ì có phần kết
cấu phao mạn hai b ên, nên công việc chế tạo vỏ phức tạp h ơn nhiều.
Hình 2.4. Giới thiệu đường hình canô dạng xe trượt tuyết. Trong những canô dạng
này chiều rộng canô không đổi song đáy canô đ ược chế tạo lõm vào nhằm nâng cao
khả năng làm việc.
Hình 2.4: Mẫu canô 4
Mẫu ở hình 2.4, có tính n ăng hàng hải tốt đặc biệt là rất có lợi về mặt tốc độ
khi canô lướt, vì khi đạt tốc độ lướt thì diện tích tiếp xúc n ước của bề mặt vỏ canô
giảm. Tuy nhiên, kết cấu cũng hơi phức tạp không có lợi trong quá tr ình thi công
chế tạo vỏ canô.
Hình 2.5. Giới thiệu hai kiểu canô đặc tr ưng, hình 2.5a là canô “ba nêm”, đáy
gẫy khúc. Hình 2.5b được gọi là xe trượt của Fox, gồm ba thân n ên còn có tên g ọi là
trimaran.
21
Hình 2.5: Mẫu canô 5
Với hai mẫu canô ở tr ên, thì cùng có l ợi về mặt tốc độ vì khi canô lướt thì
phần diện tích tiếp xúc n ước của vỏ canô nhỏ, sức cản giảm. Tuy nhi ên kết cấu cũng
hơi phức tạp, nên khi chế tạo vỏ canô cũng gặp khó khăn.
Canô với đường hình đơn giản (hình 2.6). Đường hình đơn giản ngăn cản
nước bắn theo phương ngang, đi ều này tạo lợi thế so với canô c ùng nhóm là: Lực va
đập vào mũi, đáy không quá lớn, lắc dọc không lớn khi canô chạy trên sóng. Điều
bất lợi của loại n ày là mặt ướt vỏ rộng, sức cản canô không giảm nhiều nếu so với
dạng vỏ canô hiện có.
H ình 2.6: Mẫu canô 6 H ình 2.7: Mẫu canô 7
Canô với đường hình lõm (hình.2.7): Ngược với cách làm việc của canô đáy
phẳng, đáy chữ V, đường hình lõm cản trở dòng chảy ngang đáy canô của n ước.
Tình hình này làm t ăng lực nâng thuỷ động tại phần giữa v à phần lái canô. Điều n ày
tạo ra thuận lợi, canô ít bị chúi lái h ơn nếu so với canô đáy phẳng. Đ ường hình dạng
này cho phép hạ lực cản canô ở vận tốc cao, đặc biệt trong giai đoạn quá độ để
chuyển sang “lướt”. Hình dạng với các đường lõm đặc trưng của sườn canô làm cho
22
canô có sức cản chuyển động ngang khá lớn. Nhờ có tính chất n ày canô giữ được
tính ổn định khá cao trong quá tr ình chạy lướt, tính ăn lái và giữ hướng đi của canô
cũng khá tốt. Dạng đ ường hình này hoạt động tốt trên nước tĩnh song tính năng của
canô trên sóng kém hơn đư ờng hình khác. Canô b ị lắc nhiều. Nh ìn chung canô có
đường hình lõm cần trang bị máy có công suất nhỏ, chỉ nên hoạt động vùng nước
tĩnh. Điều này không phù hợp với nhiệm vụ th ư.
Canô với đường sườn lồi (hình 2.8). Đặc điểm của dạng đáy không “phẳng”
mà còn lồi này là không hề cản trở dòng chảy ngang đáy. Trong những chừng mực
nhất định, đáy lồi n ày vô tư với tác động của dòng chảy khi canô chạy với tốc độ
chưa cao. Lực nâng canô trong giai đoạn đầu của chế độ chạy nhanh rất thấp song
tính năng này thay đ ổi rất nhiều khi canô chuyển sang chế độ chạy l ướt. ổn định
hướng của canô có đ ường sườn lồi khi chạy lướt trên nước tĩnh hoặc tr ên sóng là rất
thấp so với các đ ương hình khác. Các s ườn ở mũi canô đ ược chế tạo dưới dạng
sườn lồi đảm bảo cho ca nô cắt sóng tốt. Những đặt tính vừa n êu làm cho ca nô có
đường sườn lồi thích hợp với trang bị máy công suất mạnh , tốc độ canô lớn, hoạt
động trong vùng có sóng nước vừa phải.
Hình 2.8: Mẫu canô 8 Hình 2.9: Mẫu canô 9
Canô với đường sườn lồi và lõm (hình. 2.9). Khu vực gần với sống chính
đường sườn thuộc dạng “lồi”, ra xa hơn cho đến tận mạn sườn chuyển sang dạng
“lõm”. Canô với đường sườn dạng tổng hợp n ày mang ưu đi ểm của cả hai dạng
sườn lồi và lõm đồng thời khắc phục đ ược các khuyết điểm của hai dạng s ườn lồi và
lõm. Đường sườn dạng này đảm bảo cho canô có tính giữ hướng khá tốt, trong khi
đó tính quay trở không tồi. Canô l ướt trên sóng nhẹ nhàng, các tia nước bắn từ dưới
thân canô ra ngoài ít hơn nh ững kiểu khác. Canô với đ ường sườn lồi – lõm được
dùng cho canô ch ạy nhanh trang bị máy công suất lớn cũng nh ư lắp công suất vừa
phải. Canô có khả năng hoạt động trong v ùng sóng khá cao.
23
Đường hình trimaran đường hình (hình 2.10), nhóm tàu ba thân này trong
thực tế có cấu hình khá phong phú. D ạng thông thường trông không khác xe tr ượt
tuyết, ngoại trừ hai đ ường hầm đối xứng qua sống dọc. Nhờ kết cấu kỳ lạ n ày canô
tránh được nguy cơ lật trên nước khi lướt, tăng tính ổn định v à ổn định hướng đi của
canô. Tuy nhiên, đường hình kiểu này rất phức tạp gặp khó khăn trong giai đoạn tạo vỏ.
Hình 2.10: Mẫu canô 10 Hình 2.11:Mẫu canô11
Kiểu dạng trượt (hình 2.11), trong th ực tế là một trong các dạng canô ba
thân. Canô có đư ờng hình dạng này thì khi làm vi ệc trên sóng rất hiệu quả, cắt sóng
rất tốt trong bất cứ ho àn cảnh nào và tại bất cứ góc sóng nào. Tuy nhiên, đư ờng
hình quá phức tạp ảnh hưởng nhiều trong quá tr ình chế tạo vỏ. Nếu xét về y êu cầu
kinh tế - kỹ thuật thì sử dụng đường hình này không h ợp lý.
Canô hai thân (catamaran): Canô hai thân c ỡ nhỏ khác nhiều so với canô hai
thân thông dụng, một trong các đ ường hình canô hai thân được trình bày tại hình
2.12. Canô hai thân không phát huy kh ả năng cao trong miền tốc độ thấp, tuy nhi ên,
khi chạy ở tốc độ cao canô hai thân phát huy đến mức tốt nhất tính năng h àng hải và
các đặc tính thuỷ động. Tính ổn định của canô rất cao, tính giữ h ướng tốt. Tính quay
trở canô luôn nằm trong phạm vi thoả m ãn yêu cầu của quy phạm.
Hình 2.12: Mẫu canô12 Hình 2.13: Mẫu canô 13
24
Đối với canô còn rất nhiều các mẫu tuyến hình khác tuy nhiên, canô kéo dù
bay, kiêm chở khách phục vụ du lịch vịnh Nha Trang trong phạm vi đề t ài này ta
nên chọn kiểu đường hình đơn giản nhất, đáy chữ V l à phù hợp vì nó có những tính
năng phù hợp với yêu cầu thiết kế.
2.1.3.Tính ổn định.
Canô kéo dù bay làm việc trong điều kiện ch ịu lực rất phức tạp, n ên đòi hỏi phải
thoả mãn đầy đủ các tiêu chuẩn về ổn định trong quy phạm.
- Ổn định về mặt tốc độ, tính quay chở.
- Ổn định về mặt kết cấu.
- Ổn định về nghiêng ngang, nghiêng dọc.
2.1.4. Tính thẩm mỹ.
Tính thẩm mỹ là một yếu tố mà bất kì sản phẩm nào khi thiết kế ra cũng
mong muốn có được nó, tính thẩm mỹ phụ thuộc h ình dáng canô, ch ất lượng của
vật liệu, phương pháp thi công, tay ngh ề công nhân. Nếu sản phẩm làm ra đẹp thì sẽ
thu hút được khách hàng. Chiếc canô phải nhỏ gọn , hình thức và mẫu mã đơn giản
đẹp mắt nhưng đạt hiệu quả cao trong sử dụng, thuận tiện trong việc chế tạo vận
chuyển và bảo dưỡng.
2.2. XÂY DỰNG NHIỆM VỤ TH Ư
2.2.1. Công dụng :
Ca nô được thiết kế để kéo dù bay, kiêm chở khách phục vụ du lịch Vịnh Nha Trang.
2.2.2. Vùng hoạt động:
Ca nô thiết kế cho phép hoạ t động trong vùng hạn chế cấp SI, can ô hoạt động
trong sông, hồ, vịnh kín.
2.2.3.Quy phạm áp dụng:
Canô được đóng theo tiêu chuẩn Việt Nam. (TCVN 6282:2003 . Quy phạm
kiểm tra và chế tạo các tàu làm bằng chất dẻo cốt sợi thủy tinh ) và kiểm tra ổn định
theo tiêu chuẩn Việt Nam. (TCVN 6541:2004 . Quy phạm phân cấp và đóng tàu
thuỷ cao tốc).
2.2.4. Vật liệu chế tạo canô:
Canô kéo dù được đóng bằng vật liệu Composite (FRP)
2.2.5. Tốc độ canô:
Ca nô thiết kế phải đạt vận tốc V = 3 0 - 35 (hl/h).
2.2.6. Ngoài ra:
Trang bị cho ca nô phương tiện tín hiệu, trang thiết bị h àng hải, trang thiết bị cứu
sinh, cứu hoả đầy đủ….
25
CHƯƠNG III
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ (ĐƯỜNG HÌNH, BỐ
TRÍ CHUNG, KẾT CẤU, ỔN ĐỊNH, TỐC ĐỘ)
3.1. PHÂN TÍCH L ỰA CHỌN CANÔ MẪU.
Dựa vào các thông số của các canô mẫu trong các tài liệu, kết hợp với việc thống
kê các mẫu canô được đóng mới đang hoạt động có hiệu quả trong những năm gần
đây, ta có thể thống kê được một số canô cao tốc cỡ nhỏ theo bảng 3.1 cho dưới
đây:
Bảng 3.1. Một số mẫu canô cao tốc .
TT
Loại ca nô
L
max
(m)
L
tk
(m)
B
(m)
D
(m)
d
(m)
Cw
C
b
W
(tấn)
N
(HP)
V
(hl/h)
1
Canô sinh thái
4,45
3,87
1,80
0,68
0,32
1,18
40
27
2
Canô công vụ
5,20
1,95
0,80
1,0
65
30
3
Canô du lịch
6,00
5,13
2,00
0,8
0,34
1,5
23
4
Canô công tác
6,06
2,34
0,90
135
25
5
Canô Viking
7,10
2,3
1,30
2,1
130
30
6
Canô tuần tra
7,00
5,88
2,20
1,27
0,41
2,35
200
7
Canô vỏ FRP
6,00
2,35
1,00
40
8
Canô sườn Deep Vee
5,04
2,20
0,95
25
9
Alma
9.09
2.85
0.55
1.2
200
10
Phòng trữa cháy 3
6,20
5,12
2,35
1,00
0,48
2,43
135
25
11
Hải quan Quảng Ngãi
6,20
5,12
2,35
1,00
0,48
2,43
220
32
12
Kiểm ngư Bình Thuận
6,70
5,48
2,15
1,20
0,36
1,79
90
13
Hải quan Bình Định
7,00
5,88
2,20
1,27
0,71
2,35
200
14
Canô du lịch
6,30
5,50
2,08
1,10
0,42
0,75
0,43
2,5
200
15
Canô du lịch
6,6
6,00
2,20
1,10
0,41
1,5
170
16
Canô du lịch
6,8
5,40
2,20
1,10
0,50
1,5
60
25
17
Canô du lịch
7,00
5,88
2,20
1,27
0,40
0,75
0,43
18
Tàu tuần tra biển
8,00
2,80
0,75
1,8
200
31
19
Tàu tuần tra sông
8,50
8,10
3,05
1,35
0,70
240
30
20
Tàu tuần tra biển
9,00
200
30
21
Tàu tuần tra
10,08
8,25
3,50
2,50
0,90
4,5
400
30
22
Tàu du lịch cao tốc
12,0
11,0
2,90
1,20
0,65
0,82
0,65
23
Tàu du lịch cao tốc
14,4
4,7
1,20
21
1600
30
24
Tàu du lịch cao tốc
14,5
4,23
2,3
0,70
1000
38
25
HVS
7,10
6,06
2,35
1,00
0,42
2,50
200
25
26
Bunkjo
10.10
2.8
0.6
1.6
250