Sổ tay hàng hải - T2 - Chương 32

Sổ tay hàng hải - Tập 2 - Chương 32: Mớn nước của tàu

32 MON NUGC CUA TAU

32.1 Mén nuéc va thước đo mớn nước

32.1.1 Mớn nước mũi, mớn nước lái, mớn nước giữa

Nhiều tính năng hàng hải của tàu có liên quan đến mớn nước (draft)

Một con tàu có các số đo mớn nước như sau, xem hình 32.01

đường vuông dung ving ˆ đường vuông

1 Mớn nước mũi đ;( draft forward),

Là chiểu cao mớn nước trên đường vuông góc mũi (Perpendicular Forward-FP) của tàu, đo

từ đường nước WL đến đường cơ bản (base line, keel line)

2 Mớn nước lái d; (draft afterward)

Là chiéu cao mớn nước đo trên đường vuông góc lái (Perpendicular Afterward-AP), từ

đường nước WL đến đường cơ bản

3 Mớn nước giữa do (draft midships)

Là chiều cao mớn nước đo trên đường thẳng đứng tại điểm giữa hai đường thẳng đứng mũi

và lái, từ đường nước WL đến đường cơ bẩn

Đường thẳng đứng lái và đường thẳng đứng mũi là hai đường thẳng giả định không nhìn thấy được, trùng với mép trước trụ đứng mũi và mép sau trụ đứng lái

Trong khai thác, tàu có thể nghiêng dọc, nghiêng ngang, hoặc có thể bị võng hoặc vông làm

cho mớn nước hai bên mạn không giống nhau

32.1.2 Hiệu mớn nước

Hiệu mớn nước (Trim), ký hiệu t, là hiệu số giữa mớn nước mũi và mớn nước lái của tàu,

còn gọi là chênh lệch mớn nước Nếu mớn nước lái lớn hơn mớn nước mũi t mang dấu (-) và gọi là tàu chứi 14¡ (Trim by stern); ngược lại, mớn nước mũi lớn hơn mớn nước lái thì t mang

dấu (+) và gọi là tau chui mii (Trim by head) Mớn nước mũi và lái bằng nhau thì gọi là cần

bang doc (Even keel)

32.13 Thước đo mớn nước

SO TAY HANG HAI 262

Các tàu chạy biển xa đều có thước đo mớn nước (draft scales) trước mũi, sau lái và giữa ở

cả hai bên mạn tàu Ñói chung thước đo mớn nước déu lấy đơn vị theo hệ mét, tuy nhiên cũng có một số quốc gia cdn ding hé “feet”

Hình 32.02a là thước đo mớn nước theo hệ mét, dùng chữ

số A rập, chiểu cao chữ số 10cm, khoảng cách giữa hai

chữ số 10cm Có một số tàu, giữa hai chữ số cm mớn nước

được chia theo đơn vị nhỏ hơn Các con số biểu thị số đo

của mớn nước tại mép chân của con số đó

Hình 32.02b là thước đo mớn nước theo hệ “feet°, dùng

chữ số La Mã, chiểu cao của chữ số 6 inch , khoảng cách

'giữa hai chữ số 6 inch Có một số tàu, mớn nước giữa hai

chữ số 6 inch được chia ra đơn vị nhỏ hơn Các con số biểu

thị số đo của mớn nước tại mép chân của con số đó

Cần chú ý, thước đo mớn nước mũi phải và trái đều vẽ ở

phía sau, cách đường thẳng đứng mũi một khoảng cách

nhất định chừng 3 mét trổ lại Thước đo mớn nước lái phải

và trái vế ở phía trước đường thẳng đứng lái một khoảng IÌItltunlillinhuluntlunltlhlunliu|

cách nhất định, chừng trên đưới 6 mét Thước đo mớn nước a) Hệ mét b} Hệ feet Anh giữa có thể kể ở phía trước hoặc phía sau đường thẳng

đứng giữa, cách chừng 1 mét Hình 32.02

32.1.4 Các loại hình mớn nước

1 Món nước quan sắt ( observed draft)

Là mớn nước đọc được bằng quan sát Tàu có thể nghiêng ngang, nghiêng dọc, võng hoặc

vông cho nên các giá trị mớn nước đọc ở hai bên có thể không giống nhau Món nước quan

sát mũi, lái, giữa không phải là mớn nước đo ngay tại các đường thẳng đứng mũi, lái và giữa

Món nước đường hình (draft moulded)

Là mớn nước mũi, lái, giữa đo trên đường thẳng đứng mũi, lái và giữa khi tàu cân bằng phải

trái không bị oằn (võng hoặc vỗng) Từ mớn nước quan sát thông qua tính toán có thể tìm được mớn nước đường hình, đây là một con số gần đúng, độ chính xác phụ thuộc vào cách

quan sát và cách tính toán :

Món nước thực tế (real draft)

Món nước đường hình cộng thêm độ dày của tôn sóng đáy tàu là mớn nước thực tế Tôn

sóng đáy có độ dày chừng 10mm đến vài mươi mm, tuỳ theo mỗi con tàu, độ dày của tôn sóng đáy có trong hổ sơ tau

Mớn nước bình quân

Trên cơ sở các số liệu mớn nước mũi lái giữa, tuỳ theo yêu cầu độ chính xác, áp dụng một

phương pháp tính toán nào đó để có được một giá trị trung bình cộng của mớn nước gọi l mớn nước bình quân

32.1.5 Kỹ năng đọc mớn nước

SO TAY HANG HAI 263

Độ chính xác của việc đọc mớn hước chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố như độ chính xác của

thước đo mớn nước, mức độ sóng biển, độ cong vỏ tàu nơi có thước đo mớn nước, ánh sáng khi quan sát, kỹ thuật và kinh nghiệm người đọc mớn nước : Để nâng cao độ chính xác của việc đọc mớn nước, cần chú ý những điểm sau đây, `

1 Đọc Khi tước yên đủ, :

Có gắng đến càng gin thước đo mớn càng tốt

- Tam nhìn càng tấy xuống mặt nước càng tốt

* Dang! thước dây để, hỗ trợ khi đo (nước phải tuyệt đối yên tĩnh)

«: Khi, đọc mớn nước: ‘trong điểu kiện ánh sáng kém (ban đêm) thì phải áp dụng ruột số biện pháp sau đây để nâng cao độ chính xác, ném một viên đá cuội để tạo sóng chỗ

vùng gần thudc do: ‘thon nước, hoặc thả vật nhẹ trên mặt nước, mục đích là làm cho đường nước nhấp nhô nhẹ tại thước đo, đằng đèn pin cường độ ánh sáng mạnh để đọc

2 Khi có sóng

« Khi có sóng tốt nhất là đứng trên câu tàu hoặc dùng canô để đọc mớn nước Tuy nhiên khi dùng canô cần chú ý không chạy quá gần tau sao cho.để có thể vừa nhìn thấy thước

đo] mớn mà không tạo sóng lớn hơn gây khó khăn cho việc quan sát.»

«ồ Mỗi lân quan sát cố đọc số đo tại điểm giữa của đỉnh sóng và đáy sóng Đọc nhiều lần lấy giá Ti trung bình

Nói chung, bất kỳ trong trường hợp nào khi đọc mớn nước đều phải nới lỏng xích neo và

diéu chỉnh dây buộc tàu để chúng không ảnh hưởng đến mớn nước thực của tàu

32.16 Thiết bị đo mớn nước

Trên ñmột số tàu hiện đại đã bắt đâu có trang bị đồng hỗ đo mớn

nước, nguyên lý hoạt động của nó mô tả trên hình 32.03 Ở đáy tàu

đặt bộ cảm biến nhận tín hiệu áp lực của nước Áp lực nước tại bộ

cảm biến biến đổi theo tỷ lệ thuận với độ sâu của nó Nhờ bộ cảm

biến, tín hiệu áp lực nước chuyển thành tín hiệu điện và truyền về

thiết bi chỉ báo trến buồng lái:

“Thông thường thì ở đáy t tàu đặt 6 bộ cảm biến ở 6 vị trí khác nhau,

mũi trái/phải, giữa trái/phải, lái trái/phải; tín hiệu từ 6 bộ cảm biến ~ này đều chuyển vào máy vi tính Máy vi tính xử lý các tín hiệu, tính Hình 32.03

toán và hiển thị các tham số mớn nước mũi, mớn nước lái, mớn

mước giữa, độ chúi, các, số liệu về độ oằn (võng hoặc vỗng), góc nghiêng ngang, góc

nghiêng dọc Các tham số này được truyền về các vị trí cần thiết như buồng lái, buồng thuyén trưởng, đại phó

Thiết bị

[TC ển thị

32.1.7 Yêu cầu hiệu mớn nước t (trim) khi tàu chạy biển

.lầu,eó mớn chúi mũi hoặc chúi lái quá lớn nói chung đều ảnh hưởng đến hoạt động và an toàn của nó, cho nên khi tàu hành trình trên biển cần đầm bảo tàu có-hiệu mớn nước thích hợp

1 Kinh nghiệm thực tế cho thấy, tàu hàng cỡ lớn trên vạn tấn chạy biển cần đầm bảo hiệu mớn chúi lái như sau,

SO TAY HANG HAI 264

Khi day tdi t=-0,3~-0,5m

Khi nửa tải t= - 0,6 ~ - 0,8 m

Khi tải nhẹ t= - 0,9 ~ - 1,9m

Khi không có tải t= -2,5% lay

Có một số loại tàu cao tốc khi bắt đầu hành trình đòi hồi tàu phải ở trạng thái chúi mũi, sau khi tàu chạy với trạng thái cao tốc bình thường, nhờ hiện tượng lún lái tàu vẫn đảm bảo chúi lái

.,Tàu không tải nếu không dần balát đủ và thỏa đáng thì mớn nước của tàu quá nhỏ, khi chạy biển điện tích thân tàu chịu gió quá lớn, chân vịt, bánh lái đều lộ trên mặt nước khiến cho,

khi chạy trong sóng gió, ổn tính và trạng thái chịu lực của thân tàu bị biến đổi, tính năng điểu động, tính năng hàng hải đều trở nên kém đi Vì vậy, | khi chạy không tải cần phải dần balát hợp lý, mục đích là không những phải thỏa mãn yêu cầu TT TT

về hiệu mớn nước mà còn phải thỏa mãn yêu cầu mớn nước

trung bình tối thiểu cũng như mớn nước lái tối thiểu của tàu

Cho D là đường kính chân vịt, J là độ sâu của tâm trục chân

vịt xem hình 32.04, để đảm bảo hiệu suất chân vịt , cần dẫn

tau sao cho độ sâu của tâm trục chân vịt Jï ngập trong nước ©

không dưới 50~60% đường kính chân vịt D,

đẩy của chân vịt sút kém

Nếu cho dạ là mớn nước bình quân khi chạy không tải, d; là mớn nước đây tải mùa hè, thì

tàu viễn đương khi chạy không tải cố gắng đầm bảo dẫn balát sao cho,

d; > 50~ 55% đụ,

Nói chung, theo khuyến nghị của IMO, để đảm bảo an toàn cho các thương thuyền chạy viễn đương khi chạy không tải, mớn nước mũi d; và mớn nước trung bình d„ phải thỏa mấn các yêu cầu sau đây:

i) Tau dai Ly, $150 m thi, dị > 0,025E¿p (m)

dạ > 0,02L¿p + 2 (m) ii) Tau daiLyp2150mthi = d; 2 0,012 Ly, + 2 (m)

dm 2 0,02 Lipp + 2 (m) Với các hiệu số mớn nước khác nhau, hình dáng các đường hình của thân tầu ngập trong

nước cũng biến đổi khác nhau rất nhiều và ảnh hưởng trực tiếp đến lực cẩn của tàu trong nước, ảnh hưởng đến ổn tính và kết cấu của tàu

Để có một hiệu mớn nước tối ưu, thuyền trưởng phải thông qua hàng loạt điểu chỉnh thực

nghiệm dưới điều kiện công suất máy và lượng chiếm nước cửa tàu không đổi để chọn lựa hiệu mớn nước phù hợp sao cho với hiệu mớn nước đó tàu có tốc độ lớn nhất, lực cẩn nhỏ

nhất và ổn tính tốt nhất, sức bén thỏa đáng

SO TAY HANG HAI 265

Hiện nay trong các tư liệu của tàu có đưa ra các số liệu tham khảo (thông qua các đồ thị) về nghiêng đọc ( hiệu mớn nước) được thiết lập thông qua các thực nghiệm trên mô hình tàu

Kết quả thí nghiệm trên mô hình tàu so sánh với các số liệu trong khai thác thực tế cho thấy, trạng thái nghiêng dọc ( hiệu mớn nước) tối ưu phụ thuộc vào tốc độ và lượng chiếm

nước của tàu, điều chỉnh hiệu mớn nước hợp lý có thể tăng tốc độ, tiết kiệm nhiên liệu, mang lại lợi ích khai thác tàu

32,2, Tính toán mớn nước mũi, Hi và hiệu mớn nước khi xếp đỡ hàng hóa

32.2.1 Số tấn cần để biến đổi một centimét mớn nước — TPC

'§ố-tấn để biến đổi 1cm mớn nước là số tấn hàng cần thiết xếp lên tàu hoặc đỡ khỏi tàu sao cho mỡn nước tăng lên hoặc giảm đi 1cm, ký hiệu TPC (Tonne Per Centimetre immersion) Theo hình 32, 05, "A la diện tích mặt đường nước (mặt phẳng giới hạn bởi đường mớn nước quanh tau) của tàu trong nước có khối lượng riêng 2, x là lượng biến đổi mớn nước Khi x =

1cm ta có thể coi diện tích hai mặt nổi bằng nhau

100

Vậy thể tích của khối nước có diện tích mặt nổi A và dày lem có thể tính bằng :

Ax= Al

100 Khối lượng cân thiết để dim Lem mớn nước đúng bằng khối lượng của khối nước nói trên

A TPC =—4_p (14

TPC (TPD biến đổi theo mớn nước, đối với nước biển, mối quan hệ này được biểu thị bởi

đường cong “Số tấn dìm 1cm mớn nước” (hay số tấn dìm 1 inch mớn nước) trên bản vẽ các

đường cong thủy tĩnh trong tư liệu tàu (xem hình 30.12, 30.15, Chương 30)

Muốn xác định T.P.C trong nước ngọt hay nước lợ phải làm một phép tính đơn giản theo công thức sau ;

TPC, =TPC.L

,

Trong đó,

/ø, -_ Khối lượng riêng nước lợ (hay nước ngọQ

ø - Khối lượng riêng nước biển

TPC, - TPC nuéc lợ (hay nước ngọt)

7 TPC, -_TPC nước biển

32.22 Mômen cần để thay đổi tem hiệu mớn nước MCT

Xét tới ổn tính dọc với góc nghiêng dọc nhỏ, giống như đã trình bày ở phần ổn tính ngang, mémen héi phục nghiêng đọc là Mạụ, được tính như sau,

Nếu lấy t= Tạ (m) (tức 1cm), công thức trên có thể viết:

_ A-GM, 100-Z,,

RL

Đối với vận tải thương thuyền, nghiên cứu ổn tính dọc là chỉ để xác định hiệu mớn nước của

tàu Vì chiều cao bán kính tâm nghiêng dọc rất lớn, có thể xem GM,BM, (khoảng cách thẳng đứng từ tâm nghiêng dọc đến tâm nổi) Do đó, công thức trên trở thành công thức

mômen cân thiết để làm thay đổi lcm mớn nước MTC (Moment to change trìm one centimeter),

_ A BM,

~ 100+ Lip

Từ trực quan quan sát công thức trên cũng dễ nhận thấy, MCT có nghĩa là số mômen hổi

phục dọc cần thiết để làm thay đổi 1 cm hiệu số mớn nước cho một con tàu nhất định MCT không phụ thuộc vào KG mà chỉ biến thiên theo lượng chiếm nước A Dựa vào công thức trên, các nhà thiết kế đã tính sẵn và vẽ thành đổ thị biểu diễn quan hệ hàm số giữ MCT

va A dé ding khi tính toán hiệu số mớn nước Đồ thị hoặc bảng tính sẵn được đựa vào tư liệu của mỗi con tàu ( xem đường cong MCT trên hình 30.12, Chương 30)

32.2.3 Công thức cơ bản để tính hiệu mớn nước và mớn nước

=MCT(A) (9,81x kN.m/em)

RU

Từ công thức cơ bẩn ở mục trên, dưới tác dụng của mômen hổi phục nghiêng dọc Mạ: khiến

cho tàu từ trạng thái cân bằng dọc (t=0) biến đổi đến vị trí có hiệu số mớn nước t, thì hiệu

mớn nước biến đổi được một đại lượng tính bằng centimét là 100(t-0) ( đơn vị của ¡ tính bằng mét) Với mômen hồi phục nghiêng dọc cần để thay đổi 1cm hiệu mớn nước là MTC, thì căn

cứ vào nguyên lý mômen hổi phục ( 100 x t x MTC) bằng mômen nghiêng đọc Mr có thể

tìm ra công thức cơ bản để tính hiệu mớn nước như sau,

100 x tx MCT=My

100x MCT

6 trạng thái tải trọng bất kỳ của tàu, mômen nghiêng dọc Mr gây nên hiệu mớn nước là

tổng đại số mômen trọng lực tàu đối với điểm giữa tàu ( EP.X,) và mômen lực nổi đối với điểm giữa tàu (— Á x Ä„), vì ngược chiều với trọng lực nên lấy dấu âm)

Vậy, công thức tính hiệu mớn nước thực tế như sau,

SO TAY HANG HAI 268

Ax (xX, -#,)

“nghe (m)

100x MCT Trong đó,

t - Hiệu mớn nước (m)

>P.X,- Tổng đại số cửa các mômen của tải trọng trên toàn tàu đối với điểm giữa

tàu (t.m)

X;_- Khoảng cách từ tâm nổi đến điểm giữa tàu (m)

X;¿ - Khoảng cách từ trọng tâm tàu đến điểm giữa tàu (m)

A_ - Lượng chiếm nước của tàu (tấn)

MCT - Mômen cần để tạo ra lcm hiệu mớn nước (tấn.m/cm)

Biết rằng trọng tâm của tàu và tâm nổi khi tàu cân bằng dọc không trùng nhau trên một đường thẳng đứng C, # X,) làm cho tàu có một hiệu mớn nước t Khi nghiệng dọc con tàu lấy đường đi qua tâm mặt đường nước E làm trục quay (không phải qua điểm giữa tàu), vì

vậy hiệu mớn nước phân phối trên phía mũi (ô„) và phía lái (,) không bằng nhau Theo

Giống như vậy có thể viết hiệu mớn nước phân phối phía lái,

Hiệu mớn nước phân phối phía mũi là,

SO TAY HANG HAI 269

đ„ - Mớn nước bình quân của tàu (m)

ˆ &†„ - Hiệu món phân phối phía mũi

đi, - Hiệu mớn phân phối phía lái

L¿y - Chiều dài tàu giữa hai đường vuông góc (m)

Xr - Khoảng cách tâm mặt nổi đến điểm giữa tàu (m)

Để đơn giản cách tính mớn nước, có thể thay đổi công thức trên như sau, cho TFFE (Trỉim Factor Fore) là hệ số hiệu mớn nước mũi, TEA ( Trim Factor Aft) là hệ số hiệu mớn nước lÁi

( TEF, TEA đều là hàm số của A)

Từ hai công thức tính mớn nước mũi và lái d;, dạ ở trên có thể SUY Ta,

mm

TFF +TFA dịr= du„+TEF@X,-Xu)

du= d„+TEFAQX,-Xu)

Trên một số tàu, quan hệ hàm số giữa TFF và TFA với lượng chiếm nước A được lập thành

đồ thị hoặc biểu bảng, ding các đồ thị này để tra TEF ,TFA và tính mớn nước mũi lái bằng

hai công thức trên sẽ tiện lợi rất nhiều

Chọn điểm đặt hệ tọa độ ở đường vuông góc sau khi tính toán như sau,

Khi tính toán, chọn điểm đặt hệ toạ độ ở đâu là tùy thói quen của sĩ quan hàng hải Tuy

nhiên, có thể nhận xét, đặt hệ tọa độ ở điểm giữa tàu (như công thức nói trên) có ưu điểm là con số tính toán tương đối nhỏ, ít nhầm lẫn nhưng phải chú ý lấy đúng dấu

Khi đặt hệ tọa độ tại đường vuông góc sau (AP) của tau thi con số tính toán khá lớn, nhưng

không cần quan tâm về dấu Khi tính hiệu món nước mới sau khi vừa đỡ hàng vừa xếp hàng

thì sử dụng hệ tọa độ ở sau lái rất thuận tiện Trong trường hợp đó, khi xếp lô hàng nào lên tầu thì P24; của lô hàng đó mang dấu (+), ngược lại khi đỡ lô hàng nào khỏi tàu thì PịÿX; mang dấu (-) (Xem các ví đụ sau)

Trong hệ tọa độ này, X;, Xụ, X¿ là các khoảng cách của G, B,E đến đường vuông góc sau

AP, không mang đấu Một số ví dụ trong quyển sách này cũng như tư liệu của nhiễu tàu

dùng các ký hiệu sau đây,

-_ LG đongitudinal centre of gravity) biểu thị tọa độ dọc của G (X,)

- _LCB (longitudinal center of bouyancy) biéu thi toa doc cha B (X)

- LCF (longitudinal center of flotation) bi€u thi toa dgc cilia F (Xp)

Khi hệ tọa độ đặt tại đường vuông góc sau AP thì công thức tính mớn nước mũi, lái như

sau:

Ly, -+) t

op

I đạ= dụ + ——-É

‘bp Trong đó, 1- LCF, là khoảng cách từ F đến đường vuông góc sau AP

Ví dụ,

Tàu Q lập kế hoạch xếp hàng từ cảng Sài gòn đi Châu Âu Khối lượng hàng hóa thống kê

theo bảng 32.A dưới đây Hảy tính toán hiệu mớn nước t, mớn nước mũi d;, mớn nước lái dạ

(giả sử trọng tâm hàng hóa trong các hầm hàng nằm trùng với tâm thể tích hầm hàng) Nếu sau 10 ngày chạy biển lượng nhiên liệu và nước ngọt tiêu thụ như sau: Két FO số 1 phải trái,

mỗi bên tiêu thụ 125 t, két lắng DO tiêu thụ 20 t, két nước ăn tiêu thụ hết 60 t, hỏi lúc ấy hiệu mớn nước tị, mớn nước mũi dạ, mớn nước lái dạ; là bao nhiêu? (Tàu Q có chiều dài

Luy=148,00 m)

Giải,

(Theo cách đặt tọa độ tại điểm giữa tàu)

1) Tính hiệu mớn nước t và mớn nước dị, d„ theo kế hoạch xếp hàng:

SO TAY HANG HAI 211

a) Theo thống kê trong bảng A, tính lượng chiếm nuéc A, mémen trong ive doc P;, Xi,

khoảng,cách trọng tâm tàu đến điểm giữa tàu Xụ,

L 565.0

4= 19 710.0

b) Tra trong bảng tham số thủy tĩnh của tàu có mớn nước đường hình 9,20 m Mớn nước

trung bình thực tế d„= 9,20+0,03 = 9,23 m Tra được TPC = 25,78 (t.cm) , Xy = -1,29 m, X;= -5,89 m, MCT = 231,2 (9,81kN.m/cm)

c) Tính hiệu mớn nước:

SO TAY HANG HAI 2712

bự 148,00

2) Tìm hiệu mớn nước tị và mớn nước mũi lái đạ và d,¡ sau 10 ngày hành trình trên biển

a) Tính lượng biến đổi hiệu mớn nước of sau 10 ngày :

32.2.4 Tinh mớn nước và hiệu mớn khi thay đổi tải trong nhé trén tau

Phương pháp nêu ra ở đây chỉ thích hợp cho việc thay đổi tải trọng 5P, (tổng đại số) trên tàu thỏa mãn điều kiện 5P,<10% A (lượng chiếm nước hiện tại của tàu) Giả sử hiệu mớn nước

trước mũi và sau lái sau khi thay đổi tải trọng là tụ và tị, lượng biến đổi hiệu mớn nước sau

M khi thay đổi tải trọng là #', y đối tải trọng là áp dụng p dụng công công thức chung về chỉ ê hiệu mớn nước t= ——T—— hiệ C 100x MCT

X;- Khoảng cách tâm mặt nổi đến giữa tàu, một cách gần đúng cổ thể xem X; bằng

khoảng cách từ tâm nổi của SA đến giữa tau (m)

Mà - Mômen nghiêng dọc gây nên hiệu mớn nước ty trước khi biến đổi tải trọng

Trén day là công thức tính hiệu mớn sau khi thay đổi nhỏ tổi trọng của tàu Cũng dễ nhận

thấy khi thiết lập công thức trên đã bỏ qưa sự biến đổi MTC khi tải trọng thay đổi và đã dùng X: để thay thế khoảng cách tâm nổi đến giữa tàu của ổA Vì vậy, nếu 35 (ôA) càng lớn thì sai số tính toán càng lớn

góc lái góc giữa góc mũi

Để lập công thức đơn giản tính mớn nước mũi lái dạ và d„ sau khi có biến đổi nhỏ tải trọng

SP, của tàu, thông thường giả thiết rằng, trước tiên biến đổi tải trọng 5P, được đặt tại một

điểm nào đó trên đường thẳng đứng qua tâm mặt nổi f gây nên sự biến đổi mớn nước là,

=

Tư (chú ý: không gây nên hiệu món nước),

sau đó cho biến đổi tải trọng >P, dịch chuyển tới vị trí thực tế của nó Theo hình 32.08

nhận thấy, sau khi dịch chuyểi tải trọng, mớn nước mi lái được tính theo công thức

=P i dai= deo + i00xTPC 1, *

'Trong đó,

dạ - Mớn nước mũi sau khi điểu chỉnh tải trọng

dạ; - Mớn nước lái sau khi điểu chỉnh tải trọng

dụ - Mớn nước mũi trước khi điểu chỉnh tải trọng

đạo - Mớn nước lái trước khi điều chỉnh tải trọng

1 - LCF, khoảng cách từ F đến đường vuông góc sau AP

Vi du I,

Tau Q chiéu dai Ly, =148,00m, tại cảng xếp, hàng đã xếp lên tau, tàu có.mớn nước trung bình d„=5,85m, mớn nước mũi d,=5,78m, mớn nước lái d,=6,50m, còn lại 240 tấn hàng chưa

xếp Trên hành trình tàu phẩi vượt qua một bãi cạn, cần phải xếp số hàng còn lại ở chỗ nào

để cho mớn nước lái không đổi Sau khi xếp thêm số hàng còn lại thì mớn nước mũi lái là

bao nhiêu? Biết rằng, căn cứ mớn nước trung bình tra trong bắng các tham số thủy tĩnh của

tàu có TPC=22,88 t/cm, MCT=175,23x9,81kNm/cm, X,=-0,68 m

Giải,

1) Giả sử rằng lô hàng P= 240 tấn đặt tại vị trí cách trước tâm mặt nổi một khỏang cách X thì giữ được mớn nước lái của tàu không đổi Vì theo yêu cầu d,=d,:, căn cứ công thức tính mớn nước lái (khi thay đổi nhỏ trọng tải) và công thức tính biến đổi mớn nước,

2) Tính mớn nước dị; và dại sau khi xếp lô hàng 240 tấn:

SÔ TAY HÀNG HẢI 2715

Tang mén dd = ee 24,2cm

A Biến đổi hiệu mớn of = 12470 = 84,3cm

148

Biến đổi mớn lái dd, = —— 84,3 = 45cm

120

Biến đổi mớn mũi âi, = 39,3cm

Món ban đấu : Mũi 9,840m Lái 10,620m ,

32.2.5 Tính mớn nước và hiệu mớn nước khi xếp hoặc đỡ một tải trọng khá lớn

Tải trọng >P khá lớn được để cập trong để mục này là một khối lượng bằng khoảng 8%

đến 10% trở lên của trọng tải tàu tức là »> 8~10% của lượng chiếm nước A, hién thời Với tải trọng như vậy được xếp lên tàu (hoặc đỡ khỏi tàu) thì cách tính toán vừa nói trên (nh toán cho tải trọng nhỏ) không còn phù hợp, bởi vì khi tàu thay đổi mớn nước tương đối

lớn thì vị trí của tâm mặt nổi F, TPC và MTC đều biến đổi không nhỏ và không thé bd qua được Vì vậy, phải thay đổi cách tính toán, cụ thể tiến hành theo các bước sau,

1 Tìm mớn nước bình quân bằng cách lấy mớn nước trung bình cộng mũi lái hiệu chỉnh cho

iX, một lượng hiệu chỉnh od = T (m)

‘bp

Nếu F nằm ngay giữa tàu thì lượng hiệu chỉnh này bằng không i”

Căn cứ mớn bình quân tìm lượng chiếm nước ban đẫu trong tư liệu của tàu Dựa vào lượng

chiếm nước cuối cùng (lấy lượng chiếm nước ban đầu cộng với khối lượng hàng dự định xếp

lên tàu), tìm mớn nước trung bình cuối cùng trong tư liệu tàu

2 Tìm vị trí của tâm mặt đường nước F và MTC đối với mớn nước cuối cùng trong các đường

cong thủy tĩnh của tàu Từ mômen gây lệch mớn, tính biến đổi độ lệch mớn nước

1800 tấn cách F 2m vé phia trước; và 1400 tấn cách F 31m về phía sau Hãy tìm mớn nước mới sau khi xếp hàng

Giải,

Tọa độ đặt tại đường vuông góc lái

5,56 + 5,6 Món nước trung bình cộng 2 = 5,58m

Tra trong tư liệu thủy tĩnh của tàu, với mớn nước này thì F nằm ở giữa tàu, vì vậy mớn trung

bình (mớn tại F) cũng bằng 5,58m Tra lượng chiếm nước tương ứng với mớn trung bình

(iấn) đến F (m) trước F sau F

Lượng chiếm nước mới Á= 9702 + 3800 = 13 502 tấn

Tra tư liệu của tàu được,

Món nước bình quân mới (tương ứng với lượng chiếm nước 13.502 tấn) = 7,32m

MCT (tương ứng với mớn 7,32m) = 196,9 tấn.m/cm

LLCF (tương ứng với mớn 7,32m) = 68,3m (khoảng cách F đến AP, tức cách 1,7m phía

Biến đổi hiệu mớn = 196 9 = 95cm (chúi lái vì F ở sau giữa tàu)

Vì ban đầu tàu có hiệu mớn = 5,60~ 5,56 = 0,04m = 4cm

- Vậy hiéu mớn mới , t=95+4 =99cm

Tính hiệu mớn cho mũi và lái:

Mớn nước bình quân mới (tại F) 7,32m 7,32m

SO TAY HANG HAI 218

Biến đổi mớn — 0,51m + 0,48m

32.2.6 Xếp hàng hóa đến dấu chuyên chở cho phép

Xác định số hàng cần phải xếp bao nhiêu để tàu có thể nổi ở dấu chuyên chở cho phép trong

nước biển, cần tiến hành các bước sau đây,

1 Tìm mớn nước trung bình hoặc mạn khô trung bình hiện tại của tàu Khi tàu nghiêng, thì mớn

nước hoặc mạn khô ở hai bên mạn sẽ khác nhau, cũng phải lấy giá trị trung bình ở hai phía

2 Tính lượng hiệu chỉnh nước lợ và hiệu chỉnh vào mớn nước biển hoặc mạn khô nước biển cần thiết Bằng phép tính đó sẽ có mớn nước hoặc mạn khô cho phép mà tàu có thể xếp hàng trong nước lợ ở bến cảng

3 Lấy hiệu số giữa mục 1 và 2 ở trên ta được mức tăng mớn cho phép để xếp hàng trong nước

lợ bến cảng

4 Hiệu chỉnh TPC theo tỷ trọng nước lợ bến cắng

5 Lấy mức tăng mớn cho phép nhân với TPC đã hiệu chỉnh ta được số hàng cần xếp hoặc xếp tiếp để dìm mớn nước đến dấu chuyên chở tương ứng khi đi vào nước mặn

6 Can suy xét, sau khi tàu rời cầu và trước khi đến vùng nước biển, tàu sẽ tiêu hao một lượng nhiên liệu, nước ngọt nhất định, điều đó sẽ làm giảm mớn nước cho phép Để tận đụng khả năng chuyên chở của tàu cần bổ sung một lượng hàng hóa bằng khối lượng nhiên liệu, nước

Dưới đây đưa ra một số ví dụ điển hình các phép tính về việc tận dụng xếp hàng đến dấu

chuyên chở cho phép

Vi dy I,

Một chiếc tàu xếp hàng ở cảng sông nước lợ, ở đó khối lượng riêng của nước lợ là

1,006t/m? Chiểu cao mạn khô biện tại mạn trái 1832mm, mạn phải 1978mm Mạn khô mùa

hè pháp định là 1856mm Lượng hiệu chỉnh nước ngọt EWA 148mm, TPC 18,62 tấn/cm

Hành trình sau khi tàu rời cảng chạy đến vùng nước biển dự kiến tiêu thụ 24 tấn nhiên liệu,

5 tấn nước ngọt và dự trữ Hãy tính tàu cần phải xếp bao nhiêu hàng nữa để dìm mớn đến

dấu chuyên chở mùa hè trong nước biển?

Mạn khô cho phép (trong nước lợ cầu cảng) = 1744mm

Mạn khô hiện tại (trong nước lợ cầu cảng) = 1905mm

Mức tăng mớn cho phép (trong nước lợ cầu cảng) 161mm = 16,lcm

SO TAY HANG HAI 279

6, TPC trong nui6c ld ben cang TPC, = 3 TPC =

1,006 x 18,62 = 18,27t

Số hàng xếp thêm để thay vào nhiên liệu,

nước ngọt tiêu thụ khi đi ra đến biển = 29 tấn

Tổng số hàng phải xếp thêm : = 323 tấn

Ví dụ 2,

Một chiếc tàu có lượng rẽ nước dấu chuyên chổ mùa

hè 30 000 tấn, mớn nước chuyên chở mùa hè 11,5m , Tf

TPC 30,6t/cm Nếu tàu đang nổi ở mớn nước 11,6m

trong vùng nước lợ ổ, khối lượng riêng 1,020 tấn/m”

ở khu vực nhiệt đới, theo phân vùng trong Công ước _Ílử9m : Vÿ

quốc tế (LLC) về dấu chuyên chở, thì cần phải xếp \ T thêm bao nhiêu hàng nữa để đạt tới mớn nước của

dấu chuyên chở mùa hè khi chạy trong nước biển?

1) Hiệu mớn nước giữa đấu chuyên chở mùa hè và

dấu chuyên chở nhiệt đới,

Một chiếc tàu sắp kết thúc việc xếp hàng ở trong khu vực mùa hè và dự định chạy vào khu

vực mùa đông sau khi hành trình 10 ngày Trong 10 ngày đó dự kiến tiêu thụ mỗi ngày 30 tấn nhiên liệu và 15 tấn nước ngọt

Tàu hiện đang nổi ở trong vùng nước lợ có khối lượng riêng 1,013 Um? với mớn nước 9, 00m Mớn nước đấu chuyên chở mùa hè 9,475m, FWA 203mm, TPC 30t/cm Tìm ,

(a) Mớn nước cho phép lớn nhất sau khi hoàn thành việc xếp hàng

(b) Số lượng hàng có thể xếp lên tàu

(Chú ý, tàu chạy từ khu vực mùa hè đến khu vực mùa đông hoặc từ khu vực nhiệt đới tới khu

vực mùa hè, khi đến đường giới hạn của khu vực nào thì mớn nước của tàu phải tương ứng với mớn nước quy định cho khu vực đó)

Giải,

a) Hiệu mớn giữa dấu chuyên chở mùa hè và dấu chuyên chở mùa đông:

[ Mớn nước mùa hè] / 48 = = 0,197m = 197mm

DWA =Fwa OE =*) =23 See) = 97mm

Tinh toán biến đổi mớn nước khi tàu chạy từ cng x€p hang dén đường giới hạn của khu vực mùa đông do tiêu thụ nhiên liêu và nước ngọt như sau bằng cách lấy trọng lượng nhiên liệu

Và nước ngọt tiêu thy chia cho TPC,

Biến đổi mớn 10 ngày chạy biển = (+) 0,150m

Món nước lớn nhất có thể xếp hàng = 9,525m

Việc tính toán ở trên chỉ xác định được rằng tàu có thể được xếp hàng đến món nước 9,525m

trong cảng sao cho khi chạy tới đường giới hạn của khu vực mùa đông giữ được mớn nước

SO TAY HANG HAI 281

tương ứng với khu vực đó Tuy nhiên, cần phẩi xem xét tới một giới hạn khác, vì vùng cảng

đang xếp hàng thuộc khu vực mùa hè (như trong để bài), vậy liệu sau khi xếp hàng đến mớn

9,252m thì có vượt quá giới hạn của mớn mùa hè trong vùng nước cảng hay không (mớn mùa

hè trong nước lợ bến cẳng bằng mớn mùa hè ở nước biển hiệu chỉnh với lượng hiệu chỉnh

nước lợ DWA)

Nhận xét : 9,525m nhỏ hơn 9,572m, vì vậy, rõ ràng 9,525m là mớn giới hạn có thể xếp hàng

trong cắng, tức là mớn nước cho phép lớn nhất mà ta cần tìm

b) Dé tim số lượng hàng hóa có thể xếp thêm, đầu tiên cần hiệu chỉnh TPC tương ứng với nước lợ,

1 TPC, = TPC.fL = 30x 1013 = 29,65 tấn/cm (xem ví dụ trên)

Vậy số lượng hàng cần xếp thêm là,

[Mức tăng mớn nước] x TPC¡ = 52,5 x 29,65 = 1556,6 tấn với món nước lớn nhất 9,525m

Mớn hiện tại (trong nước biển) = 7,532m

Món nước cần giảm bằng cách dỡ hàng = 0,105m = 10,5cm

Số lượng hàng hóa cần dỡ bớt = 10,5 x 22,54

32.3 Điều chỉnh mớn nước

237 tấn

Dùng công thức để tính toán chênh lệch mớn nước và món nước mũi lái thường không hoàn

toàn giống như thực tế sau khi xếp hàng trên tàu, nguyên nhân chủ yếu là vì, khi-tính toán lấy khoảng cách của trọng tâm của các tải trọng đến giữa tàu, thường vì nhiệu nguyên nhân, các đại lượng đó khác khá xa so với thực tế Trường hợp sau khi xếp hàng mà nhận thấy

mớn nước và hiệu mớn nước không đạt yêu cầu thì có thể dùng cách dịch chuyển một lượng hàng hóa theo chiêu đọc hoặc chọn vị trí hầm hàng nào đó xếp thêm một lượng nhỏ hàng

SO TAY HANG HAI 282

hóa để điều chỉnh mớn và hiệu mớn

32.3.1 Điều chỉnh mớn nước bằng cách dịch chuyển tải trọng theo chiều dọc

Trước khi điều chỉnh cần phải xác định hiệu mớn nước phải điều chỉnh đ

Of = ty - to (trong đó, to là hiệu mớn nước trước khi điều chỉnh, tị là hiệu mớn nước mong muốn sau khi điểu chỉnh)

Để điều chỉnh, cho dịch chuyển một tải trọng P tấn theo chiều dọc một khoảng cách X (m) tạo ra mômen nghiêng dọc P.X,

Trong khai thác tàu thường điều chỉnh hiệu mớn nước bằng cách chọn két thích hợp để bơm

vào hoặc bơm bỏ nước dần balát Nói chung lượng điều chỉnh đều nằm trong phạm vi tải

trọng nhỏ Giống như công thức P.X = 100 x ổ xMCT: vừa nói trên, đầu tiên giả thiết đặt trọng tâm của tải trọng tăng/giảm tại một điểm bất kỳ trên trục tâm mặt đường nước, lúc này

hiệu mớn nước không hể thay đổi, sau đó cho tải trọng dịch chuyển đến vị trí đặt thực tế Vì

cự ly dịch chuyển của tải trọng là (X-X;) cho nên,

P.Œ%-X¿ = 100 x # xMCT

Nếu tăng tải trọng thì lấy P dấu (+), giảm tải trọng lấy P (-) Khi tăng giảm tải trọng gồm

nhiều hạng mục thì thay >P;ŒX.-X¿ vào bên trái công thức trên

Theo các cách tính nói trên, việc điều.chỉnh hiệu mớn nước có nghĩa là phân bố lại tải trọng theo chiều dọc, như vậy sẽ làm ảnh hưởng đến khả năng chịu lực chiều dọc của tàu, cho nên khi lập phương án điều chỉnh mớn nước phải xem xét việc điểu chỉnh như vậy có thỏa mắn yêu cầu sức bẩn chiêu đọc thân tàu hay không Bảng dưới đây tổng hợp các nguyên tắc dich

chuyển hàng để điều chỉnh mớm nước có xem xét tới sức bền chiều đọc dọc của tàu để tham

Chúi mũi Tau vồng Từ khu vực trước => khu vực giữa

Chúi mũi Tàu võng Từ khu vực giữa —> khu vực sau

Chúi lái Tau vong Từ khu vực sau — khu vực giữa

Chúi lái Tau vong Từ khu vực giữa > khu vực trước

SO TAY HANG HAI 283

32.3.3 Các ví dụ tính toán điểu chỉnh mớn và hiệu mớn trong một số trường hợp đặt biệt

Thay đổi mớn nước khí dịch chuyển hàng hóa, nước, nhiên liệu trên tàu

Ví dụ 1

Một chiếc tàu nổi ở mớn nước mũi 5,12m, mớn nước lái 4,96m T.P.C 14,4 tấn/cm, MCT 102 tm/em, F ở ngay giữa tàu Sau khi bơm bỏ 98 tấn nước ra khỏi két mũi cách giữa tàu 52 m thì mớn nước mới là bao nhiêu?

Biến đổi độ lệch mớn of = an) = 50cm

Vì F ở ngay giữa tàu nên biến đổi mớn nước mũi dd, va bién đổi mớn nước lái ẩ, đúng

bằng một nửa của biến đổi độ lệch mớn_ Zữ

Biến đổi mớn lái od, a

Hình 32.11

Vi du 3,

Một chiếc tàu muốn vào một cảng sông phải vượt qua một bãi cạn ngâm có độ sầu khi nước

lớn là 9,20m Khi di qua bãi ngầm cân phải chừa chân hoa tiêu 0,5m Tàu đang nổi ở mớn

mũi 8,40m; mớn lái 9,00m; kết sau lái có chứa nước Tính xem phải bơm bỏ bao nhiêu nước

ở két sau lái (LCG từ AP là 7m) để tàu có thể qua bãi ngầm?

Giải,

Độ sâu bãi ngâm 9,20m

Chân hoa tiêu - 050m

Mớn tối đa của tàu 8,70m

Mớn hiện tại (lái) 900m

Khoảng cách từ trọng tâm két nước đến giữa tàu

TPC 25 tấn/cm; MCT 125 tấn.m/cm; LCF 110m (ở giữa tàu); chiều dài tàu Lp 220m

[ Tăng mớn lái dd, lay d&u (+), gidm mén 14i d&u (-); ting tai trong P dau (+), giảm tải trọng

P dấu (-); kết nước ở trước giữa tàu X dấu (+), ở sau X dấu (-)]

Dùng công thức này giải ví dụ trên:

cáp a, 2.10, 103.7

25 220 125

Giải phương trình trên được P= 66,4tấn (là khối lượng nước phải bơm bỏ)

Dùng kết quả P = 66,4 tấn dự định bơm bỏ để kiểm tra bằng cách tính lại mớn nước mũi và

mớn nước lái sau khi bơm bỏ :

Biển đổi hiệu mớn oa = 66,4 «103 = 54,7cm

125

220 Biến đổi mũi đi, = 54,7-27,4m =27,3cm

Bước kiểm tra này rất cần thiết vì rằng sau khi tính toán mớn nước lái tối đa của tàu có khả

năng làm cho mớn nước mũi vượt qua giới hạn chỏ phép Trong trường hợp trên mớn nước

mỗi vẫn còn nhỏ hơn mớn nước lái sau khi bơm bổ 66,4 tấn nước ở két sau lái

Xếp hàng đảm bảo hiệu mớn theo dự định

Ví dụ 1

Một chiếc tàu nổi ở mớn mũi 6,00m; mớn lái 7,00m; MCTC tương ứng 150 tấn.m/cm cần

phải bơm bao nhiêu nước vào két có trọng tâm cách tâm mặt nổi E (phía trước) 50m để cho

hiệu mớn nước của tàu còn 20cm chúi lái?

Giải

Độ lệchmớnbanđầu t

Độ lệch mớn yêu cầu t£

Œ- t) Đặt P là khối lượng nước cần bơm vào,

Một chiếc tàu sắp kết thúc việc xếp hàng có mớn mũi 7,56m; mớn lái 7,72m; MCT là 118 tm/cm Tầu còn phải xếp 360 tấn hàng cuối cùng được phân phối vào hầm I (LCG 45m trước F) và hầm 4 (LCG 25m sau F) Hãy tính mỗi hầm phải xếp bao nhiêu hàng để cuối cùng đạt hiệu mớn 50cm chúi lái?

Giải,

Hiệu mớn ban đầu t =7,72 - 7,58 = 14cm (chúi lái)

Hiệu mớn yêu cầu U = 50cm (chứi lái)

Hiệu mớn cẩn biến đổi (t-) = of = 36cm (chứi lái)

Đặt P là số tấn xếp vào hầm 1

Số tấn xếp vào hầm 4 sẽ là (360 — P)

Mômen gây hiệu mớn hầm (1) = 45.P (tấn.m) (trước F)

Mômen gây hiệu mớn hầm (4) = 25 (360 — P) (tấn.m) (sau F)

Để tăng hiệu mớn mớn về phía lái thì mônen gây hiệu mớn hầm (4) phải lớn hơn

tăng mớn đử sẽ làm cho mớn lái tăng, nhưng mặt khác do biến đổi hiéu mén of sé lam cho mén lái giảm Như vậy có thể tính toán để tìm một vị trí nào đó trước tâm mặt nổi F thích

hợp để xếp một lô hàng sao cho phẩn tăng mớn và phần giảm mớn nói trên bằng nhau,

nghĩa là mớn nước lái không đổi

Đặt P là khối lượng lô hàng, X là khoảng cách trước F, Lạy là chiều đài của tàu, 1 là khoảng

cách F đến đường thẳng góc lái (AP)

SO TAY HANG HAI 281

a) Phân phối hàng như thế nào để giữ mớn lái không thay đổi (8,00m)

b) Tìm mớn mũi sau khi xếp hàng

Biết rằng, TPC 23 tấn/cm; MCT 180 tấn.m/cm;'LCF= | = 92m ; chiểu dài tau Ly, 180m

Để cho mớn lái không thay đổi thì khoảng cách X tính từ trọng tâm 5 chung của a hai lô hàng

đến F.được tính như sau,

_MCTxL,, _ 180x180 IPCxl — 92x23

Trọng tâm g đến AP = 107,3m

Trọng tâm lô hàng thứ nhất g¡ đến g = 107,31 — 75 32,31m (sau g)

Trọng tâm lô hàng thứ hai gạ đến g = 107,31 — 130,00 = 22,69m (trước g) II

Biến đổi mớn lái = Tog x51= 26cm

Biến đổi mớn mũi =51—26 =25cm

4 Xếp hàng theo mớn nước lái dự định

Svan dé này có thể tính toán bằng cách sửa chút ít các công thức ở mục trên (Xép hang sa sao cho mớn nước lái không thay đổi)

Như đã nói, khi xếp một lô hàng lên tàu sẽ vừa làm tăng mớn vừa làm cho hiệu mớn biến đổi Sự biến đổi hiệu mớn có thể khiến cho mớn lái tăng hay giảm là tùy thuộc vào hàng được xếp sau hay trước tâm mặt đường nước F Vậy có thể tìm vị trí xếp hàng để biến đổi

hiệu mớn sao cho tổng đại số của các biến đổi mớn lái đạt được một giá trị theo yêu cầu nhờ

đó đạt tới mớn lái dự định

Ví dụ,

Một chiếc tàu có mớn lái 5,14m, Lip 120m, TPC 15,1 tấn/cm; MCT 102 tấn.m/cm; F ở phía

trước điểm giữa tàu 2,00m Phải xếp P = 90 tấn hàng còn lại ở đâu để tàu có thể chạy với mớn lái 5,00m?

SO TAY HANG HAI 289