thiết kế sơ bộ tàu lưới vây khai thác xa bờ, kế thừa kinh nghiệm của ngư dân khánh hòa

Mục tiêu: - Sắp xếp và cơ cấu lại tàu thuyền, cơ cấu nghề Khai Thác một cách hợp lý, phù hợp với khả năng nguồn lợi, trên cơ sở ưu tiên phát triển tàu có công suất lớn khai thác xa bờ;

BỘ MÔN TÀU THUYỀN

ađb

CAO VĂN HÙNG

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ SƠ BỘ TÀU LƯỚI VÂY KHAI THÁC XA BỜ, KẾ THỪA KINH NGHIỆM CỦA NGƯ DÂN KHÁNH HÒA CHUYÊN NGÀNH: CƠ KHÍ TÀU THUYỀN

GVHD: PGS-TS NGUYỄN QUANG MINH

NHA TRANG, 06 - 2006

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

Họ tên sinh viên: Cao Văn Hùng Lớp : 43TT Ngành : Cơ Khí Tàu Thuyền Mã ngành:18.06.10 Tên đề tài : “Thiết Kế Sơ Bộ Tàu Lưới Vây Khai Thác Xa Bờ, Kế Thừa Kinh Nghiệm Của Ngư Dân Khánh Hòa”

Số trang: …95… Số chương: …3… Số tài liệu tham khảo: …11

Hiện vật:………

………

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ………

………

………

………

………

………

………

………

………

Kết Luận:………

………

………

Nha Trang, ngày……tháng……năm 2006

CÁN BỘ HƯƠNG DẪN

PGS-TS Nguyễn Quang Minh

Họ tên sinh viên : Cao Văn Hùng Lớp : 43TT Ngành : Cơ Khí Tàu Thuyền Mã ngành : 18.06.10 Tên đề tài : “Thiết Kế Sơ Bộ Tàu Lưới Vây Khai Thác Xa Bờ, Kế Thừa Kinh Nghiệm Của Ngư Dân Khánh Hòa”

Số trang: …95… Số chương: …3… Số tài liệu tham khảo: …11…

Hiện vật:………

………

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN ………

………

………

………

………

………

………

Đánh giá chung:………

………

………

Nha trang, ngày……tháng……năm 2006 CÁN BỘ PHẢN BIỆN

Nha Trang, ngày…….tháng… năm 2006 CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

ĐIỂM CHUNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY SẢN

Cán bộ hướng dẫn : PGS–TS Nguyễn Quang Minh Sinh Viên thực hiện : Cao Văn Hùng

Thời gian thực hiện: từ ngày 06/03/2006 đến 17/06/2006

1 Hiện tại khai thác hải sản ở Khánh Hòa

2 Nội dung chiến lược phát triển khai thác thủy sản Tỉnh Khánh Hòa đến

2010, định hướng phát triển đến năm 2020

3 Thực trạng của công tác thiết kế và tính năng kỹ thuật nói chung đối với đội tàu đánh bắt hải sản ở Khánh Hòa

4 Mục đích và các mục tiêu của đề tài

5 Giới hạn nội dung:

5.1:Chương 1: Đặt vấn đề

5.2: Chương 2: Thiết kế tối ưu đường hình và bố trí chung

5.3: Chương 3: Kiểm tra tính năng cho tàu thiết kế

Chương 2: Thiết kế tối ưu đường hình và bố trí chung:

1 Xây dựng nhiệm vụ thư

2 Các phương pháp thiết kế tàu

3 Cơ sở lý thuyết thiết kế tối ưu tàu đánh cá xa bờ theo kinh nghiệm của ngư dân Khánh Hòa

4 Tính toán các yếu tố đường hình lý thuyết của tàu

5 Tính và vẽ đồ thị tĩnh thủy lực, Bonjean

8 Bố trí chung buồng máy

Dự kiến thời gian thực hiện:

Từ ngày 14/03/2006 đến ngày 22/03/2006 hoàn thành đề cương chi tiết và nghiên cứu tài liệu

Từ ngày 23/03/2006 đến ngày 15/04/2006 hoàn thành nội dung chương 1

Từ ngày 16/04/2006 đến ngày 14/05/2006 hoàn thành nội dung chương 2

Từ ngày 15/05/2006 đến ngày 23/05/2006 hoàn thành nội dung chương 3

Từ ngày 24/05/2006 đến ngày 14/06/2006 hoàn thành nội dung đề tài

BCN KHOA DUYỆT Ý KIẾN CỦA CBHD SINH VIÊN

PGS-TS Nguyễn Quang Minh Cao Văn Hùng

M ỤC LỤC

Trang LỜI NÓI ĐẦU: 01

CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ 1 Hiện trạng nghề khai thác hải sản ở Khánh Hòa 07

1.1 Số lượng tàu thuyền, công suất và năng suất khai thác 07

1.2 Cơ cấu nghề nghiệp và ngư trường khai thác 07

1.3 Về lực lượng lao động: 07

1.4 Về tiêu thụ và hậu cần nghề cá 08

1.5 Chất lượng tàu thuyền và trang thiết bị 08

2 Nội dung chiến lượt phát triển khai thác Thủy sản Tỉnh Khánh Hòa đến năm 2010, định hướng phát triển đến năm 2020: 09

2.1 Mục tiêu của chiến lượt khai thác hải sản đến năm 2010 09

2.1.1 Mục tiêu tổng quát: 09

2.1.2 Mục tiêu cụ thể 10

2.2 Nội dung thực hiện chiến lược 10

2.3 Một số giải pháp để triển khai thực hiện chiến lược: 13

2.4 Định hướng phát triển khai thác Thủy sản đến năm 2020 14

3 Thực trạng của công tác thiết kế và tính năng kỹ thuật nói chung đối với đội tàu đánh bắt hải sản ở Khánh Hòa: 14

4 Mục đích và các mục tiêu của đề tài: 15

5 Giới hạn nội dung 16

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ TỐI ƯU ĐƯỜNG HÌNH THIẾT KẾ BỐ TRÍ CHUNG 1 Xây dựng nhiệm vụ thư: 18

1.1 Nhiệm vụ chung: 18

1.2 Các yêu cầu khi xây dựng nhiêm vụ thư 18

1.3 Nhiệm vụ thiết kế: 18

1.4 Khảo sát thực tế một số tàu đánh cá ở Tỉnh Khánh Hòa 18

2 Các phương pháp thiết kế: 20

2.1 Phương pháp thiết kế truyền thống: 20

2.2 Phương pháp thiết kế theo tàu mẫu 20

3.1 Mục tiêu thiết kế theo quan điểm tối ưu 22

3.2 Hệ phương trình thiết kế theo quan điểm tối ưu 24

3.3 Trình tự tính toán thiết kế tối ưu tàu cá 28

3.4 Thuật toán thiết kế tàu cá xa bờ theo quan điểm tối ưu 29

3.4.1 Lựa chọn mớn nước T: 29

3.4.2 Lựa chọn một số yếu tố hình học cơ bản của tàu: 29

3.4.3.Lựa chọn các kích thước cơ bản của tàu theo điều kiện ổn định 32

3.4.4 Lựa chọn các kích thước cơ bản của tàu theo điều kiện lắc 33

3.4.5 Lựa chọn tỷ số B/H cho tàu thiết kế: 35

3.4.6 Lựa chọn chiều dài L cho tàu thiết kế: 35

3.4.7 Kiểm tra phương trình trọng lượng 36

3.4.8 Kiểm tra phương trình tốc độ: 38

3.5 Xác định các yếu tố hình học cho tàu thiết kế 38

3.5.1 Lựa chọn mớn nước T 38

3.5.2 Lựa chọn tỷ số H/T 38

3.5.3 Lựa chọn hệ số diện tích mặt đường nước a 39

3.5.4 Chọn hệ số b 39

3.5.5 Lựa chọn hệ số béo d: 39

3.5.6 Tính, chọn các hệ số a, d, tỷ số B/H và chiều dài tàu: 40

3.6 Thiết kế đường hình tàu: 47

4 Tính toán các yếu tố đường hình lý thuyết của tàu 48

4.1 Diện tích mặt đường nước S: 48

4.2 Thể tích chiếm nước V 48

4.3 Diện tích mặt cắt ngang w: 48

4.4 Các hệ số hình dáng vỏ tàu 48

4.5 Hoành độ trọng tâm diện tích MĐN Xf: 49

4.6 Tọa độ tâm nổi Zc, Xc: 49

4.6.1 Cao độ tâm nổi Zc: 49

4.6.2 Hoành độ tâm nổi Xc: 49

4.7 Bán kính ổn định ngang r0 49

4.8 Bán kính ổn định dọc R0: 50

5 Tính và vẽ đồ thị tĩnh thủy lực, Bonjean: 50

5.1 Tính và vẽ đồ thị tĩnh thủy lực: 50

5.2 Tính và vẽ đồ thị Bonjean: 53

6 Thiết kế bố trí chung: 56

6.1 Đặc điểm bố trí tàu cá 56

6.2 Bố trí và phân chia các khoang 56

6.3 Kết cấu chung toàn tàu: 57

6.4 Trang bị hàng hải: 57

7 Tính sức cản, chân vịt, chọn máy: 58

7.1 Tính sức cản chân vịt: 58

7.2 Tính chân vịt và lựa chọn máy 61

7.2.1.Tính toán chân vit: 61

7.2.2 Tính toán chân vịt, chọn máy: 63

7.2.3 Xây dựng đồ thị thủy động chân vịt trong nước tự do 68

7.2.4 Xây dựng đồ thị lực kéo giới hạn tàu 71

7.2.5 Xây dựng đồ thị đặc tính vận hành tàu 73

8 Bố trí chung buồng máy: 76

CHƯƠNG 3: KIỂM TRA TÍNH NĂNG CHO TÀU THIẾT KẾ 1 Tiêu chuẩn ổn định: 78

1.1 Khái niệm 78

1.2 Tiêu chuẩn Vật lý: 78

1.3 Tiêu chuẩn Thống kê 78

2 Tính toán tay đòn ổn định cho tàu thiết kế 79

2.1 Các trường hợp tải trọng của tàu: 80

2.2 Tính nghiêng dọc và ổn định ban đầu 82

2.3 Tính toán và vẽ đồ thị tay đòn ổn định tĩnh, động 83

2.4 Kiểm tra ổn định theo yêu cầu cơ bản 90

2.4.1 Tính diện tích và chiều cao tâm hứng gió 90

2.4.2 Tính các giá trị ổn định khi có gió tác động: 91

2.4.3 Bảng tổng hợp các thành phần ổn định 92

2.4.4 Kiểm tra và kết luận ổn định cho tàu thiết kế: 93

2.4.4.1 Kiểm tra ổn định tàu: 93

2.4.4.2 Kết luận ổn định tàu thiết kế: 93

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 94

TÀI LIỆU THAM KHẢO 95

LỜI NÓI ĐẦU

Việt Nam có bờ biển trải dài theo suốt chiều dài của đất nước, nó mang lại cho con người nguồn tài nguyên biển dồi dào Song để tận dụng nguồn tài nguyên sẵn

có này đòi hỏi phải có những công cụ và phương tiện đánh bắt tương thích Ngày nay cùng với sự phát triển của đất nước, nhu cầu của con người ngày càng cao Vì vậy những công cụ, phương tiện khai thác cùng phát triển theo để đáp ứng được những nhu cầu đó Khi nói đến những công cụ, phương tiện khai thác trên biển, không thể không kể đến những con tàu, đặc biệt là những con tàu có tính năng tốt

là hết sức quan trọng trong quá trình khai thác

Tôi được nhà trường, khoa cơ khí và bộ môn tàu thuyền tin tưởng giao cho đề tài: “Thiết kế sơ bộ tàu lưới vây khai thác xa bờ, kế thừa kinh nghiệm của ngư dân Khánh Hòa” Đề tài áp dụng một phương pháp thiết kế mới của Thầy PGS–TS Nguyễn Quang Minh đó là: “ Phương pháp thiết kế tối ưu tàu dựa trên cơ sở kinh nghiệm dân gian” Phương pháp thiết kế này sẽ kế thừa và phát huy những ưu điểm của tàu mẫu đồng thời khắc phục những nhược điểm còn tồn đọng

Đề tài được trình bày trong 3 chương

Chương 1 : Đặt vấn đề

Chương 2 : Thiết kế tối ưu đường hình và thiết kế bố trí chung

Chương 3 : Kiểm tra tính năng cho tàu thiết kế

Trong quá tình thực hiện đề tài, nhờ sự giúp đỡ tận tình của Khoa Cơ Khí,

Bộ Môn Tàu Thuyền trường Đại Học Thủy Sản, Thầy giáo hướng dẫn PGS – TS Nguyễn Quang Minh và các bạn sinh viên lớp 43TT, đến nay tôi đã hoàn thành xong đề tài

Tôi xin chân thành cảm ơn

Do trình độ chuyên môn còn hạn chế, tài liệu còn ít và thời gian có hạn nên thiếu sót là điều khó tránh khỏi Rất mong quý thầy cô đánh giá phê bình và sự đóng góp của các bạn

Nha Trang, ngày 15 tháng 6 năm 2006 Sinh viên thực hiện

Cao Văn Hùng

- 2 -

1 Danh mục các bảng Trang

Bảng 1 : Thống kê các tàu mẫu đánh cá ở khu vực Khánh Hòa :……… 18

Bảng 2 : Bảng tọa độ đường hình :……… 46

Bảng 3 : Bảng trị số các yếu tố thủy tĩnh :……… 50

Bảng 4 : Bảng kết quả tính Bonjean :……… 52

Bảng 5 : Bảng giá trị đường cong sức cản :………58

Bảng 6 : Bảng tính chân vịt để chọn máy :……… 64

Bảng 7 : Bảng tổng hợp các thông số để chọn máy chính cho tàu :………66

Bảng 8 : Bảng tính đặc tính thủy động học chân vịt trong nước tự do :………… 68

Bảng 9 : Bảng giá trị đường lực kéo giới hạn tàu :……… 70

Bảng 10 : Bảng giá trị vận hành tàu :……… 72

Bảng 11 : Bảng giá trị các trường hợp tải trọng của tàu :………79

Bảng 12 : Bảng tính các giá trị nghiêng dọc và ổn định ban đầu :……… .82

Bảng 13 : Giá trị các hàm f1(θ), f2(θ), f3(θ), f4(θ) phụ thuộc góc nghiêng tàu θ:… 83 Bảng 14 : Bảng tính các giá trị hình học quy đổi :……… 84

Bảng 15: Bảng tính cánh tay đòn ổn định tĩnh,động ứng với các trường hợp tải trọng :……… 84

Bảng 16 : Bảng tính diện tích và chiều cao tâm hứng gió :……… 89

Bảng 17 : Bảng tính các giá trị ổn định khi có gió tác động :……… 91

Bảng 18 : Bảng tổng hợp các thành phần ổn định:……… 91

2 Một số ký hiệu dùng trong đề tài:

L ºLtk : Chiều dài thiết kế của tàu

B ºBtk : Chiều dài thiết kế của tàu

H : Chiều cao mạn

T ºTtk : Chiều chìm thiết kế của tàu

α : Hệ số đầy diện tích mặt đường nước

δ : Hệ số đầy thể tích chiếm nước (hệ số béo)

β : Hệ số đầy diện tích mặt cắt ngang

V : Thể tích chiếm nước của tàu

τ : Chu kỳ lắc của tàu

ho : Chiều cao tâm ổn định ban đầu của tàu

λp : Hệ số tiến của chân vịt

DS : Diện tích hiệu đính ở lái và mũi

DT : Khoảng cách các mặt đường nước

DL : Khoảng cách giữa các sườn lý thuyết

m : Số mặt đường nước

n : Số sườn lý thuyết

w : Diện tích mặt cắt ngang của tàu

yi : Tung độ sườn thứ i

Xf : Hoành độ trọng tâm diện tích mặt đường nước

MSioy : Momen tĩnh của diện tích đối với trục oy

DMSioy : Momen tĩnh hiệu đính

Zc : Cao độ tâm nổi

Xc : Hoành độ tâm nổi

MVĩxoy : Momen tĩnh của thể tích Vi đối với mặt phẳng xoy

MViyoz : Momen tĩnh của thể tich Vi đối với mặt phẳng yoz

r0 : Bán kính ổn địng ngang

Ix : Momen quán tính của diện tích MĐN đối với trục x

DIx : Phần hiệu đính ở mũi và lái

R0 : Bán kính ổn định dọc

Iy : Momen quán tính của diện tích MĐN đối với trục y

DIy : Phần hiệu đính ở mũi và lái

Td : Chiều chim đuôi

Dmax : Đường kính lớn nhất của chân vịt

Dcv : Đường kính chân vịt

W : Hệ số dòng theo

t : Hệ số dòng hút

P : Lực đẩy chân vịt

m’ : Hệ số khả năng quá tải chân vịt

dmax : Độ dày chân vịt ở bán kính tương đối

hK : Hiệu suất thân tàu

hR : Hiệu suất xoáy

hmt : Hiệu suất môi trường

ht : Hiệu suất đường trục

hhs : Hiệu suất hộp số

a : Hệ số ảnh hưởng thân tàu

Kdt : Hệ số dự trữ

Ne : Công suất định mức của động cơ

Neycdc : Công suất yêu cầu của động cơ

å Nk : Tổng công suất máy phụ do máy chính lai

i : Số xylanh

n : Hệ số an toàn

Mgh : Momen nghiêng giới hạn

Mng : Momen nghiêng do gió tác động

h0 : Chiều cao tâm ổn định ban đầu

30

l q : Cánh tay đòn ổn định tĩnh tại 300

30 d

l q : Cánh tay đòn ổn định động tại 300

40 d

l q : Cánh tay đòn ổn định động tại 400

max

q : Góc ứng với cánh tay đòn ổn định tĩnh cực đại

Zc0, Zc90 : Cao độ tâm nổi ứng với góc nghiêng q =0 0 , q =90 0

r0, r90 : Bán kính ổn định ngang của tàu khi q =0 0 , q =90 0

Kc : Hệ số thể tích dưới boong

( )q

i

f : Các hàm phụ thuộc vào góc nghiêng q của tàu

Zg : Độ cao trọng tâm của tàu

Xg : Hoành độ trọng tâm của tàu

H0 : Chiều cao ổn định dọc

q : Góc nghiêng ngang của tàu

Y : Góc nghiêng dọc của tàu

Zch : Tay đòn hứng gió cách chuẩn

F1r : Biên độ lắc khi không có vây giảm lắc

F2r : Biên độ lắc khi có vây giảm lắc

AK : Diện tích tổng của các vây giảm lắc

lcp : Cánh tay đòn ổn định cho phép

MCN : Mặt cắt ngang MĐN : Mặt đường nước PGS-TS : Phó Giáo Sư-Tiến Sĩ

- 6 -

CHƯƠNG 1

ĐẶT VẤN ĐỀ

1 HIỆN TRẠNG NGHỀ KHAI THÁC HẢI SẢN TỈNH KHÁNH HÒA 1.1 Số lượng tàu thuyền, công suất và năng suất khai thác:

Theo số liệu thống kê của Chi cục Bảo vệ Nguồn lợi Thủy sản Khánh Hòa tính đến tháng mười năm 2005, số tàu thuyền khai thác Thủy Sản ở tỉnh Khánh Hòa là

5479 chiếc với tổng công suất 219.125 CV, so với năm 2000 tăng 11,5 % về số

năng khai thác xa bờ là 369 chiếc Năm 2004, sản lượng khai thác của Khánh Hòa là 66.000 tấn, năng suất đánh bắt trung bình chỉ đạt 0,64 tấn/mã lực/năm (năm 2000 năng suất đánh bắt trung bình đạt khoảng 0,61tấn/mã lực/năm và giảm dần qua từng năm) Một trong những nguyên nhân dẫn đến năng suất đánh bắt giảm là do nguồn lợị Thủy Sản ngày càng giảm do khai thác lạm sát và ý thức bảo vệ nguồn lợi thủy sản của cộng đồng ngư dân còn thấp

1.2 Cơ cấu nghề nghiệp và ngư trường khai thác:

Nghề khai thác cá biển ở Khánh Hòa rất đa dạng, bao gồm nhiều loại nghề như lưới lê, giã cào (đơn, đôi), nghề kết hợp ánh sáng (mành, trủ, lưới quét, pha xúc…), nghề câu các loại khai thác ở tất cả các tuyến: Ven bờ, tuyến lộng, tuyến khơi Trong đó nghề khai thác tuyến khơi gồm 4 loại nghề khai thác chính sau: Nghề cản khơi, nghề câu cá ngừ đại dương, nghề lưới vây, nghề lưới kéo

Ngư trường hoạt động của tàu cá tương đối rộng từ Khánh Hòa đến Kiên Giang, trong đó nhiều thuyền nghề hoạt động xa bờ như nghề Lưới Kéo (ngư truờng chính

từ Ninh Thuận đến Bà Rịa -Vũng Tàu), nghề Lưới Cản (ngư trường chính ở Bà Rịa –Vũng Tàu, Kiên Giang, Cà Mau), nghề Vây (ngư trường chính ở Khánh Hòa, Ninh Thuận, Bình Thuận) và nghề câu cá ngừ đại dương (Ngư trường kéo dài từ quần đảo Hoàng Sa đến quần đảo Trường Sa)

Tỷ lệ tàu thuyền hoạt động ở ngư trường Khánh Hòa không đáng kể, thường chỉ

là những nghề khai thác nhỏ Đây cũng là một yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả khai thác do phải di chuyển xa, tiêu hao nhiên liệu nhiều hơn, chi phí đầu vào nhiều hơn

so với địa phương có ngư trường trọng điểm

1.3 Về lực lượng lao động:

Hiện có khoảng 20.500 lao động làm nghề khai thác Hải Sản trong tổng số gần

- 8 -

80.000 lao động nghề cá, chiếm khoảng 25,6% tổng số lao động làm việc ở các lĩnh vực khai thác trong ngành Thủy Sản Nhìn chung năng lực lao động khai thác Hải Sản chiếm tỷ trọng đáng kể về số lượng song trình độ thì còn hạn chế và thấp hơn

so với các lĩnh vực khác, trong đó đại đa số ngư dân chỉ mới biết đọc, biết viết và chưa tốt nghiệp phổ thông cơ sở (cấp 2)

Trình độ nghề nghiệp phần lớn được đào tạo theo phương pháp “ cha truyền con nối” Đội ngũ thuyền trưởng, máy trưởng hầu hết thiếu các kiến thức cơ bản để có thể sử dụng hiệu quả các thiết bị máy móc Hàng Hải, thiết bị khai thác Thiếu các kiến thức về luật Hàng Hải để có thể hoạt động khai thác ở những ngư trường xa

bờ

1.4 Về tiêu thụ và hậu cần nghề cá:

Thực hiện chương trình phát triển kinh tế thủy sản giai đoạn (2001¸2005) của ngành Thủy Sản Khánh Hòa, các cơ sở nghề cá đã được nâng cấp và đầu tư mới như bến cá Cù Lao, bến cá Vĩnh Trường và xây dựng mới bến cá Hòn Rớ Trong thời gian tới tiếp tục đầu tư cung cấp các Cảng cá Đá Bạc, Hòn Khói, … Khu Dịch

vụ hậu cần nghề cá Bắc Hòn Ông, vv… Tuy nhiên nhìn chung Cơ sở hậu cần nghề

cá tỉnh Khánh Hòa còn lạc hậu, thiếu đồng bộ chưa đáp ứng được yêu cầu thực tế hiện nay

Việc tiêu thụ sản phẩm đánh bắt đánh bắt tại Khánh Hòa có nhiều thuận lợi vì

có nhiều nhà máy chế biến Hiện nay sản lượng đánh bắt trong tỉnh không đủ cung ứng cho ngành chế biến, và một số nhà máy phải mua thêm nguyên liệu từ các tỉnh ngoài

1.5 Chất lượng tàu thuyền và trang thiết bị :

b Máy tàu:

Do nguồn vốn hạn chế nên hầu hết các tàu cá Khánh Hòa đều lắp máy cũ đã qua

sử dụng Việc lắp máy cũ đã tiết kiệm được số vốn đầu tư đáng kể, nhất là đối với các tàu đánh cá xa bờ có công suất lớn Tuy nhiên lại luôn tiềm ẩn nguy cơ mất an toàn cho tàu thuyền, nhất là tàu khai thác xa bờ hoạt động dài ngày trên biển và giảm hiệu quả khai thác do chủng loại máy không đảm bảo yêu cầu kỹ thuật so với nghề hoạt động

c Trang thiết bị trên tàu:

- Thiết bị Hàng Hải:

Hiện nay tại Khánh Hòa, đa số có công suất từ 45 CV trở lên đều trang bị các máy định vị, máy thông tin liên lạc tầm gần như Super star, Onwa, Galaxy để liên lạc giữa các tàu với nhau, ngoài ra một số tàu còn trang bị bộ đàm tầm xa hiệu ICOM, Alinco, vv, để liên lạc từ ngư trường về đất liền thông qua các đài Duyên Hải để nắm thông tin về giá cả, thời tiết các thông tin về cứu nạn, cứu hộ khi các tàu gặp nạn trên biển

Ngoại trừ các tàu được đóng mới trong chương trình khai thác xa bờ được trang

bị đầy đủ về phao cứu sinh, còn phần lớn các tàu đều thiếu phao cứu sinh và trang thiết bị an toàn hàng hải

- Thiết bị khai thác:

Hiện nay đa số các tàu khai thác xa bờ như các tàu lưới kéo, lưới rê, lưới vây và câu đều được trang bị thời tu, thả lưới, nhưng nhìn chung các thiết bị khai thác vẫn còn thô sơ, chưa đáp ứng được yêu cầu sản xuất

- Hệ thống bảo quản sau thu hoạch:

Hiện tại công việc bảo quản nguyên liệu khai thác của ngư dân vẫn chủ yếu bằng nước đá cây xay nhỏ và ướp cá trong khoang tàu, các loại cá thường ướp nguyên con, riêng nghề câu cá ngừ đại dương thì cá được mổ bụng, bỏ nội tạng… Các thiết bị bảo quản hiện đại như: Thiết bị làm lạnh nước biển hoặc thiết bị làm đá vẩy đang thử nghiệm ở một số tỉnh, song giá mua của các thiết bị này còn quá cao, ngư dân chưa có điều kiện về vốn để đầu tư

2 NỘI DUNG CHIẾN LƯỢC PHÁT TRIỂN KHAI THÁC THỦY SẢN TỈNH

- 10 -

KHÁNH HÒA ĐẾN NĂM 2010-ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐẾN NĂM

2020 2.1 Mục tiêu của chiến lược khai thác Hải Sản đến năm 2010

Khai thác Hải Sản Khánh Hòa đến năm 2010 phấn đấu đạt các chỉ tiêu sau:

w Tổng sản lượng khai thác Hải Sản: 114.563 tấn

w Giá trị kim ngạch xuất khẩu: 300 triệu USD

2.2 Nội dung thực hiện Chiến Lược:

2.2.1 Điều chỉnh cơ cấu nghề Khai Thác Hải Sản ven bờ, xa bờ một cách hợp lý

trên cơ sở bảo vệ và phát triển nguồn lợi Thủy Sản

Mục tiêu:

- Sắp xếp và cơ cấu lại tàu thuyền, cơ cấu nghề Khai Thác một cách hợp lý, phù hợp với khả năng nguồn lợi, trên cơ sở ưu tiên phát triển tàu có công suất lớn khai thác xa bờ; có kế hoạch giảm dần số lượng tàu nhỏ khai thác ven bờ đảm bảo hài hòa giữa khai thác và bảo vệ nguồn lợi thủy sản, chuyển đổi nghề nghiệp đối với ngư dân ven bờ bị dư thừa

- Bảo vệ và duy trì tốt nguồn lợi, tăng hiệu quả khai thác đảm bảo nâng cao mức sống cho ngư dân

- Xây dựng hệ thống cơ sở dữ liệu nguồn lợi Thủy Sản, trên cơ sở đó xây dựng kế hoạch phát triển ngành Thủy Sản hàng năm: 5năm ; 10 năm

Nội dung triển khai:

- Thống kê, đánh giá thực trạng nghề cá gần bờ và xa bờ về các mặt: Số lượng tàu thuyền, cơ cấu nghề nghiệp, cơ sở hạ tầng và các vấn đề kinh tế xã hội

của cộng đồng ngư dân ven biển tỉnh Khánh Hòa

- Đề xuất các cơ chế chính sách phù hợp trong quản lý nhằm sắp xếp lại cơ cấu nghề nghiệp và giảm cường lực khai thác vùng gần bờ, phát triển khai thác Hải Sản xa bờ trên cơ sở sử dụng hợp lý và bảo vệ nguồn lợi

- Thiết lập các khu vực hạn chế đánh bắt, cấm đánh bắt; Phát triển và quản

lý có hiệu quả các khu bảo tồn biển trong tỉnh

- Triển khai các mô hình quản lý dựa vào cộng đồng và các biện pháp quản

lý nghề cá hợp với điều kiện kinh tế - xã hội nghề cá của từng địa phương trong tỉnh góp phần quản lý tốt nghề cá, bảo vệ nguồn lợi, nâng cao đời sống ngư dân và giải quyết các vấn đề môi trường sinh thái

- Xây dựng phần mềm cơ sở dữ liệu nguồn lợi Thủy Sản

2.2.2 Xây dựng cơ sở hậu cần, dịch vụ, chế biến và tiêu thụ sản phẩm khai thác

a) Mục tiêu:

- Xây dựng hệ thống hậu cần - dịch vụ nghề cá phù hợp với yêu cầu phát triển tàu thuyền khai thác Hải Sản trong tỉnh

- Tạo sự liên kết giữa khai thác với các cơ sở chế biến, tiêu thụ sản phẩm

b) Nội dung triển khai:

- Đầu tư và nâmg cấp các cơ sở hậu cần nghề cá, các bến cá, chợ cá, điểm tránh trú bão, đảm bảo đủ số lượng tàu thuyền cập bến tiêu thụ sản phẩm, nhận nhiên vật liệu và đảm bảo vệ sinh công nghiệp, xây dựng và ban hành quy chế quản

lý sử dụng các công trình Thủy Sản như: Cảng cá, bến cá, cơ sở hậu cần - dịch vụ nghề cá, vv

- Từng bước hình thành hệ thống chợ cá, bán đấu giá, mở rộng hình thức ký kết hợp đồng bao tiêu sản phẩm giữa đơn vị khai thác và đơn vị tiêu thụ

- Nghiên cứu xây dựng mô hình Khai Thác Hải Sản xa bờ có hiệu quả, thành lập các tổ hợp tác để hỗ trợ giúp nhau trong quá trình khai thác và tiêu thụ sản phẩm, tạo sự liên hoàn giữa các tàu khai thác, dịch vụ, thu mua trên biển, hệ thống tiêu thụ và chế biến cho phù hợp với điều kiện cụ thể của từng nghề, từng địa phương

- 12 -

2.2.3 Đào tạo nguồn nhân lực phục vụ nghề khai thác Thủy Sản

a) Mục tiêu:

Đào tạo tốt nguồn nhân lực cho nghề khai thác Thủy Sản bao gồm cán bộ quản

lý, kỹ thuật và đội ngũ công nhân có tay nghề giỏi, trong đó có chú trọng việc đào tạo-nâng cao trình độ khoa học kỹ thuật cho ngư dân trực tiếp lao động trên biển

b) Nội dung khai thác:

- Đào tạo đội ngũ cán bộ quản lý, cán bộ nghiên cứu có chuyên môn sau đáp ứng yêu cầu ngày càng cao của công tác quản lý, công tác nghiên cứu khoa học phục vụ quản lý phát triển nghề khai thác quản lý trong Tỉnh

- Đào tạo lực lượng thuyền trưởng thuyền viên có đủ kiến thức chuyên môn

về kĩ thuật Hàng Hải, kỹ thuật khai thác, đáp ứng nhu cầu về lao động có kỹ thuật cao phục vụ cho khai thác Hải Sản, nhất là nghề khai thác xa bờ

2.2.4 Áp dụng khoa học công nghệ tiên tiến vào nghề cá của tỉnh

Mục tiêu :

Ứng dụng có hiệu quả các thành tựu khoa học kỹ thuật, công nghệ tiên tiến phù hợp với điều kiện thực tế của ngư dân trong tỉnh

Nội dung triển khai :

- Phối hợp với các trường, các viện và các cơ quan nghiên cứu, đào tạo chuyên ngành Thủy Sản thực hiện các đề tài nghiên cứu liên quan đến điều tra nguồn lợi, dự báo ngư trường và chuyển giao các kết quả nghiên cứu áp dụng vào thực tiễn, chủ động thực hiện một số đề tài điều tra nguồn lợi một số đối tượng quan trọng tại địa phương từ đó có chính sách điều chỉnh cơ cấu nguồn lực khai thác Thủy Sản phù hợp với nguồn lợi Hải Sản hiện có tại địa phương

- Tăng cường du nhập những nghề khai thác Thủy Sản tiến bộ, khai thác Thủy Sản có chọn lọc, ứng dụng công nghệ và trang thiết bị ngư cụ tiên tiến của các nước phù hợp với nghề cá địa phương nhằm tăng hiệu quả khai thác, giảm bớt cường độ lao động và bảo vệ nguồn lợi Thủy Sản

- Ứng dụng công nghệ vật liệu mới trong việc xây dựng các khu rạn nhân tạo để tập trung các loại thủy sản chủ động trong việc khai thác, giảm thiểu chi phí, nâng cao hiệu quả chất lượng sản phẩm phục vụ du lịch tạo nên các nguồn thu nhập

thay thế khác thủy sản

2.3 Một số giải pháp để triển khai thực hiện chiến lược:

- Triển khai tốt công tác đăng ký, đăng kiểm tàu cá, thực hiện việc cấp, và thu hồi giấy phép khai thác thủy sản cho tàu thuyền đánh cá nhằm điều tiết cường lực khai thác hợp lý, quản lý được mật độ khai thác tàu thuyền tại ngư trường trong tỉnh

- Tăng cường công tác thông tin trường, đẩy mạnh các hoạt động xúc tiến thương mại để mở rộng thị trường xuất khẩu cho các doanh nghiệp, tuyên truyền khuyến khích tiêu thụ các sản phẩm Hải Sản tại thị trường nội địa Khuyến khích phát triển các hình thức liên kết liên doanh, tăng cường tiêu thụ sản phẩm với đơn

vị khai thác Hải Sản

- Triển khai tốt các chương trình khuyến ngư trong đó chú trọng đến nội dung chuyển giao các thành tựu khoa học kỹ thuật, công nghệ khai thác mới, công tác kỹ thuật bảo quản sản phẩm sau khai thác kiến thức sử dụng các thiết bị điện tử Hàng Hải và thông tin liên lạc hiện đại, vv… nhằm nâng cao hiệu quả khai thác cho ngư dân

- Cần có sự phối hợp, hợp tác với nước ngoài như thuê tàu trần, thuê chuyên gia, để nâng cao tay nghề của ngư dân, đàm phán với các nước trong và ngoài khu vực để ký kết các hiệp định hợp tác đánh cá, từng bước đưa tàu của nước

ta đi khai thác Hải Sản ở vùng biển các nước khác

- Phối hợp với các lực lượng Biên Phòng, Hải Quân, Cảnh Sát biển trong việc triển khai tốt công tác cứu hộ, cứu nạn cho ngư dân khi gặp tai nạn rủi ro trên biển, đồng thời ngăn chặn kịp thời các hành vi xâm phạm trái phép của tàu thuyền nước ngoài, bảo đảm chủ quyền, quyền chủ quyền của nước ta

2.4 Định hướng phát triển khai thác Thủy Sản đến năm 2020:

- Chấm dứt tình trạng khai thác Thủy Sản bằng các nghề cấm mang tính hủy diệt nguồn lợi và môi trường sống của các loài Thủy Sản trên vùng biển Khánh Hòa Hình thành và quản lý có hiệu quả hệ thống các khu vực: Cấm khai thác,hạn chế khai thác khu bảo tồn biển nhằm bảo vệ và phát triển nguồn lợi Thủy Sản trên vùng biển Khánh Hòa

- Xây dựng quy hoạch, chương trình khai thác Thủy Sản phù hợp với quy

- 14 -

hoạch phát triển ngành theo hướng cơ khí hóa hiện đại hóa Hợp tác du nhập các công nghệ và trang thiết bị kỹ thuật của các nước tiên tiến trên thế giới tiến tới tổ chức được các đội tàu đủ mạnh để có thể tiến hành hợp tác đánh cá viễn dương

- Có giải pháp hạn chế đóng tàu cá loại nhỏ, tiến tới cấm đóng mới các loại tàu khai thác Thủy Sản có công suất < 90 CV vào năm 2020, khuyến khích đầu tư đóng mới tàu vỏ thép, vỏ composic, loại tàu có công suất > 150 CV cùng với việc đầu tư đòng bộ cho nghề khai thác Hải Sản xa bờ

- Giáo dục cộng đồng để mọi người dân khi tham gia hoạt đọng nghề cá đều

có ý thức chấp hành tốt Luật Thủy Sản, Luật Biển và các công ước quốc tế cũng như luật pháp Việt Nam

3 THỰC TRẠNG CỦA CÔNG TÁC THIẾT KẾ VÀ TÍNH NĂNG KỸ THUẬT NÓI CHUNG ĐỐI VỚI ĐỘI TÀU ĐÁNH BẮT HẢI SẢN Ở KHÁNH HÒA

Ngành đóng tàu nghề cá nước ta là một ngành truyền thống có từ lâu đời, kế thừa kinh nghiệm của ông cha để lại nên trình độ về kỹ thuật về tính toán còn rất hạn chế Cơ sở vật chất còn thiếu, những tài liệu phục vụ cho công tác thiết kế và chế tạo còn thiếu nên việc thiết kế chủ yếu dựa vào tàu mẫu Phương pháp có ưu điểm là rút ngắn được thời gian thiết kế nhanh chóng xác định các thông số và kích thước chủ yếu của tàu được thiết kế, kế thừa được những ưu điểm của tàu mẫu, có

độ tin cậy cao Tuy nhiên không tránh khỏi là không tạo ra được một dạng tàu hoàn toàn mới, tiếp nhận số liệu của tàu mẫu một cách dễ dãi, thiếu chính xác dẫn đến phương pháp thiết kế chưa phải là hoàn chỉnh

Vấn đề thiết kế một cách chủ động để có được các thông số kỹ thuật của tàu một cách hợp lý, dựa vào các phương trình thiết kế đã và đang là vấn đề nóng bỏng của các nhà thiết kế Điều khó khăn nhất khi thiết kế là người ta ràng buộc các thông số

kỹ thuật của tàu theo tính năng kỹ thuật của tàu Sự ràng buộc đó phải được xác lập trên các phương trình toán học, diễn tả một bên là chỉ tiêu tính năng cần cho con tàu hoạt động được và các kích thước cơ bản, trong số đó hầu hết các chỉ tiêu tính năng đều được xác lập thành biểu thức toán học như: Phương trình trọng lượng, phương trình nỗi, phương trình sức chứa, phương trình tốc độ,… và tính năng quan trọng là tính ổn định lại khó khăn trong việc phương trình hóa Điều này nói rằng việc nghiên cứu ổn định tàu biển, đặc biệt là tàu cá là một vấn đề hết sức khó khăn

Hàng năm số lượng tàu thuyền ở tỉnh Khánh Hòa không ngừng gia tăng, tuy nhiên công việc thiết kế vẫn chủ yếu dựa vào tàu mẫu, thậm chí có những tàu đóng theo kinh nghiệm mà không cần thiết kế Tuy nhiên trong suốt thời gian nghiên cứu khoa học của mình PGS–TS Nguyễn Quang Minh đã đưa ra được công trình nghiên cứu khoa học đó là: “Giải thuật toán ổn định theo phương pháp mới”

Phương pháp này phù hợp với điều kiện biển và dạng tàu nghề cá nước ta là một phương tiện lớn cho các nhà thiết kế, khắc phục được những nhược điểm của phương pháp thiết kế cũ Theo phương pháp này thì bổ sung thêm hai phương trình

là Phương trình ổn định và Phương trình lắc Hai phương trình này ra đời phù hợp với điều kiện biển và dạng tàu cá nước ta nói chung và Khánh Hòa nói riêng, là phương tiện lớn cho các nhà thiết kế khắc phục được những nhược điểm của phương pháp cũ

4 MỤC ĐÍCH VÀ CÁC MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI :

Khánh Hòa là một tỉnh có tiềm năng kinh tê lớn về biển Hiện nay trước nhu cầu của cuộc sống về các loại hải sản biển đòi hỏi phải có một đội tàu đánh bắt công suất lớn, hoạt động xa bờ Chính vì vậy mà tàu thuyền nghề cá ngày một nhiều, ngày càng phong phú và đa dạng cả về số lượng lẫn chất lượng Những điều đó đặt lên ngành đóng tàu phải làm thế nào có được một con tàu thích nghi với những chuyến biển dài ngày, hoạt động xa bờ ở những vùng biển khác nhau

Hiện nay các con tàu đóng mới theo kinh nghiệm dân gian ở nước ta đặc biệt ở Khánh Hòa đã đạt đến trình độ khá hoàn hảo, nhưng trước một thực tế của chương trình đánh bắt xa bờ hiện nay thì khó lòng đáp ứng nỗi nhất là đối với những con tàu có kích thước lớn và hoạt động dài ngày trên biển Những khó khăn này đã đặt lên vai những người làm công tác kỹ thuật, công tác thiết kế vì cần sự tính toán chính xác tối ưu của mọi con tàu

Với mong muốn mọi con tàu đóng mới đảm bảo các tính năng cấu tạo hợp lý nhất, để tàu ra khơi hoạt động an toàn và có hiệu quả và mang lại hiệu quả kinh tế cao nhất Vì vậy mà mục đích của đề tài này là làm sao ta có được một con tàu đảm bảo hoạt động tốt nhất, an toàn nhất và mang lại hiệu quả kinh tế cao nhất Để đạt được điều đó đề tài này được xây dựng trên cơ sở lý thuyết được trang bị tại trường Đại Học Thủy Sản, áp dụng các công thức toán học và phương pháp tính toán thiết

kế tối ưu của thầy PGS–TS Nguyễn Quang Minh và bên cạnh đó kế thừa kinh

- 16 -

nghiệm quý báu của dân gian ở khu vực tỉnh Khánh Hòa

5 GIỚI HẠN NỘI DUNG: Đề tài này được trình bày trong 3 chương:

5.1 Chương 1 : Đặt vấn đề 5.2 Chương 2 : Thiết kế tối ưu đường hình và thiết kế bố trí chung 5.3 Chương 3 : Kiểm tra tính năng cho tàu thiết kế

CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ TỐI ƯU ĐƯỜNG HÌNH

VÀ THIẾT KẾ BỐ TRÍ CHUNG

- 18 -

1 Xây dựng nhiệm vụ thư:

1.1 Nhiệm vụ chung: Nhiệm vụ thư thiết kế là tài liệu đầu tiên do người

thiết kế xây dựng dựa trên các yêu cầu chủ yếu của khách hàng và đảm bảo các tính năng của tàu thiết kế Các nội dung chính của nhiệm vụ thư thường được qui định cụ thể trong qui phạm bao gồm: các vấn đề như công dụng, vùng hoạt động, qui phạm áp dụng,…, một số các yếu tố cần đảm bảo như trọng tải, tốc độ…

1.2 Các yêu cầu khi xây dựng nhiệm vụ thư: Khi xây dựng nhiệm vụ thư

cần phải dựa trên cơ sở mục đích công tác thiết kế

+ Căn cứ vào yêu cầu khách hàng

+ Căn cứ vào đặc điểm các ngư trường nguồn và đối tượng đánh bắt

+ Căn cứ vào công dụng và cỡ loại

+ Căn cứ vào yêu cầu qui phạm hiện hành

- Bố trí buồng máy: Phần đuôi tàu

- Quy phạm đóng tàu: Theo quy phạm đóng tàu vỏ gỗ TCVN3003-1984 của đăng kiểm Việt Nam xuất bản năm 1996

- Quy phạm phân cấp và đóng tàu biển vỏ thép: Đăng kiểm Việt Nam ban hành

- Trang thiết bị khai thác: phù hợp với nghề lưới vây hiện nay ở Tỉnh Khánh Hòa

1.4 Khảo sát thực tế một số tàu đánh cá ở Tỉnh Khánh Hòa:

Qua thời gian đi thực tế tìm hiểu mẫu tàu đánh cá lưới vây ở Tỉnh Khánh Hòa Sau đây là một số tàu điều tra có được từ thực tế

Bảng 1: Thống kê tàu cá ở khu vực Khánh Hòa

KH tàu

KH96

464 BTS

KH96

446 BTS

KH90

55 BTS

KH90

36 BTS

KH90

64 BTS

KH91

17 BTS

KH90

68 BTS

KH90

68 BTS

KH91

36 BTS

KH90

16 BTS

-20-

2 Các phương pháp thiết kế tàu : 2.1 Phương pháp thiết kế truyền thống:

2.1.1 Nội dung: Theo phương pháp này, người ta tiến hành thiết lập và giải hệ

phương trình thiết kế thể hiện mối quan hệ giữa tính năng và yếu tố hình học của tàu, nhằm xác định các thông số kỹ thuật cho tàu thiết kế Hệ phương trình thiết kế gồm 4 phương trình đó là:

+ Thiết kế được nhiều loại tàu mới

+ Là phương pháp thiết kế mang tính chất khoa học, có cơ sở phân tích lựa chọn được khoa học công nhận, kết quả đưa ra có độ tin cậy cao

phương pháp hiện đại

2.1.3 Nhược điểm:

+ Việc giải hệ phương trình thiết kế để xác định các yếu tố hình học của tàu còn gặp nhiều khó khăn do số ẩn nhiều hơn số chương trình thiết lập được

+ Phương trình thiết lập hết sức phức tạp đòi hỏi người thiết kế phải có trình

độ chuyên môn cao, tốn nhiều thời gian và công thức giải quyết

+ Giá thành của con tàu tương đối cao

2.2 Phương pháp thiết kế theo tàu mẫu

2.2.1 Nội dung: Sử dụng một hay nhiều tàu mẫu có thông số kỹ thuật gần với các

yêu cầu của con tàu được thiết kế Theo phương pháp thiết kế này thì sau khi nhận nhiệm vụ thư thiết kế, tiến hành lựa chọn nhiều tàu mới có tính năng kỹ thuật và yêu cầu kỹ thuật tương tự các yêu cầu đặt ra trong nhiệm vụ thư thiết kế kết hợp lý thuyết

và kinh nghiệm của người thiết kế để phân tích lựa chọn các kích thước cơ bản phù hợp với tàu thiết kế

2.2.2 Ưu điểm:

+Phương pháp này khá đơn giản và dễ thực hiện, không yêu cầu người thiết phải

có trình độ chuyên môn cao

+Rút ngắn thời gian thiết kế

+Áp dụng rất phổ biến vì giá thành của tàu hạ, phù hợp với trình độ và cơ sở vật chất kỹ thuật hiện nay của ngành

2.2.3 Nhược điểm:

không có cở sở lý luận chặt chẽ, thiếu phân tích, thiếu phê phán, đưa đến kết luận không chính xác và nhất là đưa đến nhữmg phương án không tối ưu trong điều kiện thiết kế tàu cho phép

+ Đây là phương pháp thiết kế thiếu khoa học, độ tin cậy của con tàu mới hoàn toàn phụ thuộc độ tin cậy của tàu mẫu

2.3 Phương pháp thiết kế tối ưu:

2.3.1 Nội dung: Phương pháp thiết kế tối ưu được ra đời dựa trên cơ sở của

phương pháp thiết kế tàu truyền thống, bằng cách bổ sung thêm vào hệ phương trình thiết kế hai phương trình mới do thầy PGS–TS Nguyễn Quang Minh tìm ra đó là: Phương trình ổn định và phương trình lắc Hệ phương trình thiết kế tàu là phương pháp tối ưu được ra đời đã góp phần tháo gỡ những lúng túng lâu nay trong phương pháp thiết kế tàu Theo phương pháp để xác định các yếu tố đường hình lý thuyết tàu

ta căn cứ vào các yêu cầu đặt ra trong nhiệm vụ thư, sau đó dựa vào đồ thị lựa chọn các kích thước cơ bản cho tàu tối ưu thỏa mãn điều kiện ổn định và điều kiện lắc của tàu

Điều kiện ổn định:

10

B 2 29 H

B H

-úû

ù êë

Z q ³ q =

Để có kết quả tối ưu, sau khi lựa chọn các kích thước cơ bản có tàu thiết kế thỏa mãn điều kiện ổn định và điều kiện lắc ta phải kiểm tra lại một số tính năng của tàu dựa vào phương trình trọng lượng, phương trình tốc độ…

2.3.2 Ưu điểm:

+ Là phương trình thiết kế mang tính khoa học sâu sắc

đường hình mà lâu nay chưa có

+ Kết quả đưa ra có tính thuyết phục cao

2.3.3 Nhược điểm:

áp dụng trong thiết kế cũng như thi công còn hạn chế

- 22 -

+ Yêu cầu người thiết kế tàu phải có chuyên môn cao

® Lựa chọn phương pháp thiết kế cho tàu:

Trong các phương pháp thiết kế trên tôi thấy:

v Phương pháp thiết kế tàu theo truyền thống còn rất nhiều hạn chế, khó khăn trong việc giải quyết các phương trình để xác định các thông số cơ bản cho tàu thiết kế

v Phương thiết kế tàu theo tàu mẫu thì việc tiếp nhận con tàu mẫu một cách máy móc , thiếu khoa học

v Còn phương pháp thiết kế tối ưu khắc phục được các nhược điểm trên chính vì vậy mà tư tưởng thiết kế tối ưu là vô cùng cần thiết

Do đó tôi chọn phương pháp thiết kế tối ưu làm cơ sở thiết kế tối ưu cho tàu

3 Cơ sở lý thuyết thiết kế tối ưu tàu đánh cá xa bờ theo kinh nghiệm của dân gian:

3.1 Mục tiêu thiết kế theo quan điểm tối ưu:

Theo quan điểm tối ưu đặt ra, thì do tàu là một công trình nổi, thường xuyên phải làm việc trong điều kiện nắng gió phức tạp vì vậy để tàu không bị lật và tránh những nguyên nhân dẫn đến lật, tính ổn định là điều kiện đầu tiên đặt ra Việc lựa chọn các kích thước cơ bản của tàu có tính ổn định tốt nhất là điều kiện cần thiết nhưng chưa đủ vì điều kiện làm việc, sinh hoạt trên tàu không cho phép điều đó, bởi tàu lắc quá mạnh Do đó mục tiêu của quan điểm thiết kế tối ưu là tìm cách dung hòa mâu thuẫn này Tàu vừa có tính ổn định hợp lý để đảm bảo hoạt động an toàn trên biển, lại vừa có tính lắc phù hợp để việc sinh hoạt sản xuất trên tàu được thuận tiện nhất nhằm nâng cao hiệu quả phục vụ của con tàu

Với mục tiêu như trên, ta tiến hành tính toán lựa chọn các kích thước cơ bản cho tàu thõa mãn đồng thời điều kiện ổn định và điều kiện lắc Phương pháp tính toán sẽ dựa vào đồ thị

Từ điều kiện ổn định của tàu ta tìm cách lập mối quan hệ giữa B\H và T

B\H ³ F1 (T) Sau đó biểu diễn quan hệ này lên đồ thị (B\H;T) Trong đó : +Trục tung biểu thị tỷ số B\H

+Trục hoành biểu thị chiều cao mớn nước T Căn cứ vào đồ thị này, ta sẽ xác định được các kích thước cơ bản của tàu thỏa mản điều kiện ổn định

Từ điều kiện lắc của tàu ta cũng lập một mối quan hệ B\H và T Sau đó biểu diễn lên

hệ trục tọa độ (B\H;T), phối hợp hai đồ thị này để lựa chọn các kích thước cơ bản cho tàu thiết kế Miền lựa chọn là miền được lựa chọn bởi các hàm:

B\H ³ F1 (T) và B\H ³ F2 (T )

Dựa vào mớn nước T của tàu được chọn trước tỷ số B/H của tàu thiết kế được chọn thỏa mãn vùng lựa chọn nói trên

Sau khi lựa chọn được tỷ số này thì chiều dài của tàu sẽ được xác định dự vào phương trình nổi Con tàu có các kích thước được lựa chọn thỏa mãn đồng thời hai điều kiện: điều kiện ổn định và điều kiện lắc là con tàu tối ưu cần tìm Với con tàu này

- 24 -

ta sẽ tiến hành kiểm tra lại một số tính năng của nó dựa vào hệ phương trình thiết kế: Phương trình trọng lượng, phương trình tốc độ,…

3.2 Hệ phương trình thiết kế theo quan điểm tối ưu:

Hệ phương trình thiết kế tàu theo phương pháp truyền thống chỉ bao gồm 4 phương trình đó là: Phương trình trọng lượng, phương tình nổi, phương trình sức chứa và phương trình tốc độ Đối với phương trình thiết kế này thì chúng ta tiến hành một cách “mò mẫm”, thời gian thiết kế rất dài và khó thực hiện Chính vì vậy mới nảy sinh

ra phương trình thiết kế theo phương pháp tối ưu.Theo phương pháp này bổ sung thêm vào phương trình thiết kế hai phương trình mới đó là: phương trình ổn định và phưương trình lắp Hệ phương trình thiết kế tàu theo quan điểm tối ưu được ra đời là khắc phục được những hạn chế của phương pháp thiết kế cũ Theo phương pháp này

ta chỉ khẳng định kết quả ổn định chứ không cần kiểm tra, nếu có kiểm tra thì cũng chỉ để khẳng định lại

+ Pnl : Trọng lượng nhiên liệu

+ Plttp : Trọng lượng lương thực , thực phẩm ( kể cả nước ngọt)

+ Ptt : Trọng lượng thủy thủ đoàn

+ Pbt : Trọng lượng dầu bôi trơn

+ Pl : Trọng lượng của lưới

Tất cả các trọng lượng thành phần đều được tính bằng tấn (T)

+ V : Thể tích khối nước mà tàu chiếm chổ (m3)

+ g: Trọng lượng riêng của nước biển (T/m3)

+ g V: Được gọi là lực nổi của tàu, lực này được cân bằng với trọng lượng của con tàu D Điểm đặt của lực này nằm tại trọng tâm của khối nước bị chiếm chổ (tâm nổi Co) hướng từ dưới lên

3.2.3 Phương trình sức chứa: Sức chứa của con tàu được biểu thị bằng tổng

thể tích của các khoang trên tàu

V = S Vi = Vm + Vc +Vp Trong đó:

ổn định Tiêu chuẩn ổn định là thứơc đo cần thiết về ổn định, mà ổn định cần thiết với tàu đang xét Có nhiều tiêu chuẩn ổn định khác nhau như: Tiêu chuẩn vật lý (điển hình

là tiêu chuẩn thời tiết của Liên Ban Nga ), Tiêu chuẩn thống kê (Điển hình là tiêu chuẩn của tổ chức liên biển quốc tế IMO-1974), Tiêu chuẩn ổn định của Đăng Kiểm Việt Nam… Tất cả các con tàu thiết kế chế tạo đều phải tuân theo các tiêu chuẩn này Trong số các tiêu chuẩn trên thì tiêu chuẩn của tổ chức liên biển quốc tế IMO-1974 được áp dụng phổ biến nhất Trên cơ sở kết quả thống kê của gần 100 tàu bị lật vào những năm 60, đem so sánh các đồ thị ổn định của các tàu bị lật với đồ thị của các tàu tốt cùng rút ra được đồ thị tối thiểu với 6 điều kiện:

+ Độ tin cậy khá cao

+ Áp dụng cho tất cả các tàu có boong

Nhược điểm:

+ Lạc hậu do chổ là kinh nghiệm

+ Bảo thủ không phát huy tính sáng tạo

đã khắc phục được những rắc rối nói trên

Đối với tập hợp tàu nghề cá Việt Nam, sau khi tiến hành so sánh 6 tiêu chuẩn nói trên thì nhận thấy rằng tiêu chuẩn số 2: lq30 ³ 0,2m là tiêu chuẩn gay gắt nhất Điều

đó có nghĩa là trên tập hợp thì tàu đang xét, chỉ riêng tiêu chuẩn là bao hàm tất cả các

tiêu chuẩn còn lại Tàu nghề cá thỏa mãn tiêu chuẩn này thỏa mãn tất cả các tiêu chuẩn định ra trong hệ tiêu chuẩn IMO-1974

Từ tiêu chuẩn này qua một loạt tính toán, PGS-TS Nguyễn Minh Quân đã rút ra được kết quả:

10

B 2 29 H

B H

-úû

ù êë

-úû

ù êë

Đặc điểm thống kê của tàu thuyền nghề cá Việt Nam

Các tác hại do lắc gây ra:

+ Nếu biên độ của lắc ngang quá lớn thì có thể gây lật tàu

+ Vỏ tàu phải luôn luôn chịu tải trọng động, nên giảm độ bền thân tàu

- 28 -

+ Tạo cảm giác khó chịu cho người làm việc trên tàu

+ Giảm tốc độ tàu

+ Phủ nước lên mặt boong làm ướt hàng hóa

Yêu cầu đặt ra cho các tàu là:

+ Gia tốc chuyển động không lớn

+ Không bị lật khi tàu chạy trên sóng đuổi hoặc cắt chéo hướng sóng

Biện pháp khắc phục: Lắc là một thuộc tính của tàu nên không đặt vấn đề là xóa bỏ hoàn toàn Để hạn chế hậu quả của dao động lắc thì chie có thể tìm cách dung hào hợp

lý các mâu thuẩn, bằng cách tạo ra các mômen ngược với chiều lắc như: Dùng các thiết bị thụ động sẵn có trên tàu (vây giảm lắc, két nước giảm lắc ) dùng các thiết bị tích cực hoạt động nhờ bộ phận dẫn động riêng chuyên dùng

Ta có thể làm cho tàu lắc êm hơn bằng cách tăng chu kỳ lắc của tàu lớn lên nhưng

vì tính ổn định của tàu không cho phép Vì vậy nhiệm vụ của người thiết kế là làm sao dung hòa được mâu thuẩn này Theo lý tuyết của tàu thì chu kỳ lắc của tàu được xác định.theo công thức:

+ ho : Độ cao tàu ổn định ban đầu

3.3 Trình tự tính toán thiết kế tối ưu tàu cá xa bờ:

1 Lựa chọn mớn nước T

2 Phân tích tính lựa chọn sơ bộ một số thông số cơ bản của tàu như:

, , , b d

T

H

3 Dựa vào điều kiện ổn định lựa chọn kích thước cho tàu

4 Dựa vào điều kiện lắc lựa chọn kích thước cho tàu

5 Lựa chọn tỷ số

H

B cho tàu thiết kế

6 Lựa chọn chiều dài L cho tàu

7 Kiểm tra phương trình trọng lượng

8 Kiểm tra phương trình tốc độ

9 Kết luận

3.4 Thuật toán thiết kế tàu cá xa bờ theo quan điểm tối ưu:

Qua thực tế tìm hiểu đội tàu nghề cá xa bờ tỉnh Khánh Hòa, và theo số liệu của chi cục Bảo Vệ Nguồn Lợi Thủy Sản Khánh Hòa cung cấp thì tàu cá Khánh Hòa tương đối hoàn chỉnh, những năm vừa qua không có một tai nạn nào xảy ra trên biển do tàu không đạt chỉ tiêu về mặt an toàn điều đó chứng tỏ rằng kinh nghiệm dân gian trong việc sử dụng và đóng mới tàu thuyền nghề cá tại Khánh Hòa đã đạt tới trình độ khá hoàn hảo

Nhằm nâng cao chất lượng của con tàu được thiết kế và để tiếp nhận những ưu điểm của tàu mẫu dân gian hiện nay ta tiến hành chọn một số thông số cho tàu thiết kế dựa vào tàu mẫu, một số thông số khác sẻ được xác định dựa vào cơ sở lý luận Với cách tiến hành này tàu thiết kế ra sẽ khắc phục được những nhược điểm vốn có đồng thời phát huy được những ưu điểm của tàu mẫu Đó chính là con tàu tối ưu được trình bày trong đề tài này

Trước hết ta tiến hành lựa chọn một số thông số cơ bản của tàu, việc lựa chọn này

sẽ dựa vào hệ thống tàu mẫu của tập hợp tàu nghề cá lưới vây ở tỉnh Khánh Hòa đồng thời kết hợp với những lý luận mang tính chất lý thuyết

Sau đây là phần trình bày cơ sở lý thuyết để lựa chọn các yếu tố cơ bản cho tàu

3.4.1 Lựa chọn mớn nước T:

Mớn nước T là một trong những kích thước cơ bản của tàu Mớn nước T phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong đó điều kiện tự nhiên nơi mà tàu sẻ hoạt động là yếu tố quan trọng nhất

Qua tìm hiểu thực tế được biết hầu hết các luồng lạnh, cảng cá tại Khánh Hòa có độ sâu trung bình từ (1,00 ¸1,20)m ứng với lúc thủy triều xuống thấp nhất Tại luồng đường đi của tàu có độ sâu khoảng từ: (1,6 ¸ 1,8)m

Như vậy để phù hợp với nhiệm vụ thư thiết kế là tàu cá lưới vây, hoạt động xa bờ thì chọn mớn nước T nằm trong khoảng từ (1,6 £ T £ 1,8) (m)

3.4.2 Lựa chọn một số yếu tố hình học cơ bản của tàu

+ Giảm bớt tình trạng nước phủ boong tàu

cho tàu về tốc độ và ổn định

+ Trọng tâm của tàu bị nâng cao, ảnh hưởng đến tính ổn định ban đầu của tàu

+ Gây khó khăn trong thao tác khai thác, đặc biệt khi kéo lưới

® Nếu giữ nguyên mớn nước T, giảm chiều cao mạn H

+ Trọng tâm của tàu tương đối thấp, ổn định ban đầu của tàu được tăng lên

+ Lực cản do gió tác dụng vào tàu giảm

+ Thuận tiện trong khai thác đánh bắt

vì tàu hoạt động xa bờ trong điều kiện sóng gió hết sức phức tạp

® Nếu giữ nguyên H, giảm mớn nước T của tàu

+ Sức cản tác dụng vào tàu giảm, tốc độ của tàu tăng lên Tuy nhiên tính ổn định cũng như tính lắc của tàu sẽ giảm mạnh Điều này rất nguy hiểm không thể chấp nhận được

® Nếu giữ nguyên H, tăng mớn nước T của tàu sẽ có lợi về cả hai mặt ổn định và lắc Nhưng mớn nước T của tàu bị khống chế bởi điều kiện tự nhiên nơi mà tàu hoạt động Theo số liệu thống kê một số tàu mẫu ở Khánh Hòa, thì tỷ số

T

H có giá trị nằm

trong khoảng 1,27 £ T £ 1,40 (m)

Hệ số a được xác định theo công thức : a =

LB S

Trong đó :

+ S : Diện tích mặt đường nước (m2)

+ L : Chiều dài tàu (m)

+ B : Chiều rộng tàu (m)

Hệ số a có ảnh hưởng nhiều đến một số tính năng của tàu

- Nếu a lớn thì bán kính ổn định ngang ban đầu ro (ro =

T 12

2 2

d

b

ổn định của tàu sẽ tăng

- Nếu a lớn thì dẫn tới diện tích S sẽ lớn, lúc này mặt boong được mở rộng thuận tiện cho thao tác làm việc và đi lại trên tàu

- Nếu a lớn thì tính ổn định hướng của tàu sẽ giảm

3.4.2.3 Lựa chọn hệ số diện tích mặt cắt ngang b:

Hệ số diện tích mặt cắt ngang b của tàu được tính theo công thức :

T B

w

b =

+ w : Diện tích mặt cắt ngang (m2)

+ B : Chiều rộng của tàu (m)

+ T : Chiều chìm của tàu ( m)

Hệ sốb ít ảnh hưởng đến tính ổn định cũng như tính lắc của tàu, nên ở đây hệ

sốb được chọn dựa theo hệ thống tàu mẫu ở Khánh Hòa

khoảng: 0,9 £ b £ 0,945 Chọn giá trị phổ biến nhất hiện nay là: b = 0,92

Hệ số d được xác định theo công thức: d =

T B L V

Trong đó:

+ V : Thể tích chiếm nước của con tàu (m3)

+ L : Chiều dài của tàu (m)

+ B : Chiều rộng của tàu(m)

+ T : Chiều chìm của tàu (m)

Cũng như hệ số a, hệ số d có ảnh hưởng lớn đến các tính năng của tàu, đặc biệt đối với tàu cá

- 32 -

- Nếu như hệ sốd lớn thì sức cản tác dụng vào tàu sẽ lớn, công suất có ích của tàu sẽ giảm, tốc độ của tàu sẽ giảm nhiều, nhưng bù lại sức chở của tàu tăng lên tương đối lớn

- Nếu hệ sốd lớn thì cũng làm giảm bán kính ổn định ngang của tàu đồng thời làm

d a

a

+

đầu ho giảm : (h0 = r0 +Zc0 – Zg) Điều này làm cho tính ổn định của tàu xấu đi không cho phép

Ngược lại:

- Nếu hệ số d bé thì tính ổn định của tàu được tăng lên, đồng thời sức cản của tàu giảm nên tốc độ của tàu được cải thiện, nhưng sức chở của tàu bị hạn chế, có thể không đáp ứng được yêu cầu thiết kế

- Đối với tàu lưới vây, do đặc điểm là tàu hoạt động trên biển dài ngày, do đó cần sức chở tương đối lớn để có thể chứa đủ lương thực, thực phẩm nước ngọt, nhiên liệu, dầu bôi trơn … kèm theo một chuyến biển Vì vậy hệ số d được chọn tương đối lớn Để

bù lại việc tính ổn định của tàu bị giảm, người ta sử dụng các biện pháp khác như tăng a hoặc tăng chiều rộng B của tàu

Theo số liệu thống kê một số tàu mẫu ở Khánh Hòa, thì hệ số d có giá trị nằm trong khoảng : 0,59£ d £ 0,67

3.4.3 Lựa chọn các kích thước cơ bản của tàu theo điều kiện ổn định

10

B 2 29 H

B H

-úû

ù êë

H H

B 2 29 H

B 1

÷ ø

ö ç è

æ

÷ ø

ö ç è

æ -

³

T T

H 2 10

29 H

B

÷ ø

ö ç è

æ +

³ Þ

Xét hàm số :

X T

H 2 10

29

y 1

÷ ø

ö ç è

æ +

Trong đó : X : Là biến số ;

T

H : Là tham số