Ly thuyet thiet ke tau Chg MODAU

 Mặt phẳng đối xứng là mặt phẳng dọc thẳng đứng chia đôi chiều rộng tàu còn gọi là mặt phẳng dọc tâm  Mặt phẳng sờn giữa vuông góc với mặt phẳng đối xứng và chia đôi chiều dài tính toá

Chơng mở đầu

Bài 1 Khái niệm và phân loại tàu

chạy hoặc không tự chạy, chuyên dùng để hoạt động trên biển và các vùng liên quan đến biển

*, Theo mục đích sử dụng ta có thể có các loại tàu:

1 Tàu khách:

Tàu khách là tàu biển chở nhiều hơn 12 hành khách

Hành khách là bất kì ngời nào có mặt trên tàu, trừ thuyền tr-ởng, thuyền viên, hoặc những ngời làm việc trên tàu và trẻ em dới 1 tuổi

2 Tàu hàng:

Tàu hàng là các tàu biển trừ các tàu khách

3 Tàu chở hàng lỏng (tanker)

Tàu chở hàng lỏng là tàu hàng đợc đóng mới hoặc đợc hoán cải

để chở xô hàng lỏng dễ cháy, trừ các tàu chở xô khí hóa lỏng hoặc các tàu chở xô hóa chất nguy hiểm

4 Tàu chở xô khí hóa lỏng:

Tàu chở xô khí hóa lỏng là tàu hàng đợc đóng mới hoặc đợc hoán cải để chở xô khí hóa lỏng

5 Tàu chở xô hóa chất nguy hiểm:

Tàu chở xô hóa chất nguy hiểm là tàu đợc đóng mới hoặc hoán cải để chở xô các hóa chất nguy hiểm

6 Tàu công nghiệp hải sản:

Tàu công nghiệp hải sản là tàu dùng để đánh cá và chế biến cá hoặc chỉ để chế biến cá và các loại hải sản khác, có số nhân viên chuyên môn ở trên tàu nhiều hơn 12 ngời (tàu chế biến cá, tàu đánh cá thu, tàu đánh cá voi, đánh cá mòi, tàu ớp lạnh, trạm nổi chế biến cá hộp, chế biến bột cá, chế biến cá voi, tàu chở nhân viên chế biến cá, công nhân đánh cá voi, công nhân công nghiệp đồ hộp và các tàu tơng tự)

7 Tàu đánh cá:

Tàu đánh cá là tàu đợc dùng trực tiếp để đánh bắt cá hoặc

đánh bắt và chế biến cá (gồm các loại cá kể cả cá voi, hải báo, hải mã và các loại hải sản khác)

Tàu có công dụng đặt biệt là có trang bị các thiết bị chuyên dùng liên quan tới công dụng của tàu, có số nhân viên chuyên môn nhiều hơn 12 ngời (gồm những tàu nghiên cứu khoa học, tàu thám hiểm, tàu thủy văn, tàu cứu hộ và các tàu tơng tự)

9 Sà lan

Sà lan là tàu biển, không tự chạy, đợc dự định để chở hàng trong các khoang hàng, trên boong, và/ hoặc trong các két liền với kết cấu thân tàu và tuân theo các quy định của quy phạm này

*, Theo khu vực hàng hải ta có thể có các loại tàu nh sau:

hở hạn chế cách xa bờ hoặc nơi trú ẩn không quá 200 hải lý

biển hạn chế cách xa bờ hoặc nơi trú ẩn không quá 50 hải lý

ven biển hạn chế cách xa bờ hoặc nơi trú ẩn không quá 20 hải lý

cao sóng lớn nhất là 2.0m

cao sóng lớn nhất là 1.2m

*, Theo vật liệu đóng tàu ta có thể có các loại tàu nh: tàu gỗ, tàu thép, tàu xi măng lới thép, tàu hợp kim nhôm, tàu chất dẻo,…

*, Theo hệ thống động lực ta có thể có các loại tàu nh: tàu chạy bằng hơi nớc, tua - bin khí, nguyên tử, động cơ đốt trong, diezel,

…

*, Theo thiết bị đẩy ta có thể có các loại tàu nh:

*, Theo tốc độ ta có thể có các loại tàu nh: tàu chạy chậm (9 - 12 hải lý), trung bình, nhanh (tàu lớt, tàu cánh ngầm, tàu đệm khí)

Bài 2 Hệ trục tọa độ khảo sát tàu

Trong quá trình tính toán đối với thân tàu ngời ta đa ra hai hệ thống các mặt phẳng tọa độ với gốc tọa độ O là giao của các mặt phẳng toạ độ Một là hệ thống tọa độ Oxyz; hệ thống này gắn liền với tàu, hai là hệ thống tọa độ Oxyz quay quanh trục Ox

 Mặt phẳng đối xứng là mặt phẳng dọc thẳng đứng chia đôi chiều rộng tàu (còn gọi là mặt phẳng dọc tâm)

 Mặt phẳng sờn giữa vuông góc với mặt phẳng đối xứng và chia

đôi chiều dài tính toán của tàu

 Mặt phẳng cơ bản là mặt phẳng nằm ngang vuông góc với hai mặt phẳng trên và đi qua điểm thấp nhất của đáy tàu Đối với tàu

đáy bằng thì mặt phẳng này trùng với đáy tàu

*, Trục Ox là giao tuyến giữa mặt phẳng đối xứng và mặt phẳng cơ bản, chiều dơng hớng về mũi tàu

*, Trục Oy là giao tuyến giữa mặt phẳng cơ bản và mặt phẳng sờn giữa, chiều dơng hớng về bên phải

*, Trục Oz là giao tuyến giữa mặt phẳng đối xứng và mặt phẳng sờn giữa, chiều dơng hớng lên trên

Trong hệ thống tọa độ thứ hai Oxyztrục Oz có phơng lên trên và vuông góc với mặt phẳng đờng nớc nghiêng Còn trục Oy thì song song với vết mặt phẳng đờng nớc nghiêng và chiều dơng về phía mạn phải

Hệ thống tọa độ này quay quanh trục Ox một góc  so với hệ toạ độ cố

định

Công thức để tính chuyển từ hệ toạ độ cố định sang hệ quay Oxyz có dạng :

y = y.cos + z.sin

ở đây y mang dấu của nó Đối với điểm ở mạn phải thì dấu dơng, còn ở mạn trái thì dấu âm

Hình 1 Hệ trục tọa độ khảo sát tàu

Bài 3 Bản vẽ tuyến hình tàu

Các tính năng của tàu phụ thuộc vào kích thớc và hình dáng vỏ bao tàu Bởi vậy, trớc khi tính toán các tính năng của chúng cần mô tả hình dáng vỏ bao tàu Việc mô tả hình dáng vỏ bao tàu bằng công thức, bằng

số hay đồ thị cũng chỉ là gần đúng vì tàu có hình dáng vỏ bao rất phức tạp (hiện nay với sự trợ giúp của máy vi tính có thể nâng cao độ chính xác trong mô tả hình dáng của vỏ bao tàu) Phơng pháp mô tả hình dáng vỏ bao thân tàu đợc áp dụng chủ yếu là phơng pháp hình học (sử dụng mặt cắt)

Dùng hàng loạt mặt phẳng cắt song song với ba mặt phẳng tọa độ

là mặt phẳng đối xứng, mặt phẳng sờn giữa và mặt phẳng cơ bản

ta lần lợt có giao tuyến với các mặt phẳng này với vỏ bao tàu là các đờng cắt dọc, đờng sờn và đờng nớc

Hệ thống mặt phẳng song song với mặt phẳng đối xứng đợc gọi là mặt cắt dọc, giao tuyến của chúng với vỏ bao thân tàu cho ta đờng cắt dọc, các đờng cắt dọc đợc đánh số từ mặt phẳng dọc tâm ra mạn tàu (ví dụ: CDI, CDII, )

Hệ thống mặt phẳng song song với mặt phẳng cơ bản đợc gọi là mặt phẳng đờng nớc, giao tuyến của chúng với vỏ bao thân tàu cho ta

z

y

đờng nớc, các đờng nớc đợc đánh số từ đáy tàu lên phía trên (ví dụ:

ĐN0, ĐN1000, ĐN2000)

Hệ thống mặt phẳng song song với mặt phẳng sờn giữa đợc gọi là mặt phẳng sờn (thờng dùng 11, hoặc 21 mặt phẳng sờn), giao tuyến của chúng với vỏ bao thân tàu cho ta đờng sờn, các đờng sờn đợc đánh

số từ phía đuôi tàu lên phía mũi hoặc ngợc lại (ví dụ: Sn0, Sn1, Sn2, , Sn19, Sn20)

Số lợng các mặt phẳng này tùy thuộc vào sự phức tạp của độ cong vỏ bao tàu

Bản vẽ tuyến hình tàu là tài liệu thiết kế cơ bản Nó đợc dùng để tính toán các tính năng của tàu, để lập sơ đồ bố trí chung, để kiểm tra việc lắp ráp tôn bao khi đóng tàu v.v Trên bản vẽ tuyến hình biểu diễn hình dáng vỏ bao trong ba dạng hình chiếu: hình chiếu đứng, hình chiếu bằng, hình chiếu cạnh

Bản vẽ tuyến hình tàu bao gồm: hình chiếu đứng, hình chiếu bằng và hình chiếu cạnh

 Hình chiếu đứng (hình chiếu mạn) là hình chiếu của các giao tuyến lên mặt phẳng đối xứng của tàu Trên hình chiếu này, các đờng cắt dọc thể hiện hình dáng thật của chúng, còn các

đờng nớc và đờng sờn chỉ là những đoạn thẳng (đờng ô mạng)

 Hình chiếu bằng là hình chiếu của các giao tuyến lên mặt phẳng cơ bản của tàu Trên hình chiếu này, các đờng nớc thể hiện hình dáng thật của chúng, còn các đờng cắt dọc và đờng sờn chỉ là những đoạn thẳng (đờng ô mạng)

 Hình chiếu cạnh là hình chiếu của các giao tuyến lên mặt phẳng sờn giữa của tàu Trên hình chiếu này, các đờng sờn thể hiện hình dáng thật của chúng, còn các đờng cắt dọc và

đờng nớc chỉ là những đoạn thẳng (đờng ô mạng)

Giao điểm của các đờng nớc, đờng cắt dọc và đờng sờn trên ba hình chiếu phải tơng ứng với nhau theo nguyên tắc hình chiếu của một điểm trong hình học họa hình

Ngoài ra trên bản vễ tuyến hình còn biểu diễn các đờng mép boong, mạn giả, sống mũi, sống lái Đờng nớc trên bản vẽ tơng ứng với tàu chở đầy hàng khi khai thác (ở tàu hàng) đợc gọi là đờng nớc chở hàng thiết kế lớn nhất DWL (Designed Water Line)

Hình 2 Bản vẽ tuyến hình tàu

Bài 4 Các kích thớc chính và hệ số béo thân tàu

1 Kích thớc chính

a Chiều dài tàu:

- Chiều dài lớn nhất Lmax: là khoảng cách giữa hai điểm xa nhất về phía mũi và phía đuôi tàu, đo trên mặt phẳng đối xứng

- Chiều dài giữa hai đờng vuông góc LPP: là khoảng cách giữa hai đờng vuông góc mũi (FP) và đờng vuông góc đuôi (AP)

 Đờng vuông góc mũi (FP) là đờng thẳng đứng đi qua giao

điểm của đờng nớc chở hàng mùa hè (Summer Load Line) với mặt trớc của sống mũi

 Đờng vuông góc đuôi (AP) là đờng thẳng đứng đi qua tâm trục lái

- Chiều dài đờng nớc LDWL là chiều dài đờng nớc chở hàng mùa hè, đo trên mặt phẳng đối xứng

tàu biển vỏ thép, TCVN 6259-2003) chiều dài tàu là khoảng cách tính bằng mét đo trên dờng nớc chở hàng thiết kế lớn nhất (ứng với trạng thái toàn tải), từ mặt trớc của sống mũi đến mặt sau trụ bánh lái, nếu tàu có trụ bánh lái, hoặc đến đờng tâm trục bánh lái nếu tàu không có trụ bánh lái Tuy nhiên, nếu tàu có đuôi kiểu tuần dơng hạm thì L đợc đo nh trên hoặc bằng 96% toàn bộ

Đ N3500

dt

CDi

c dii

MB - BG

Khoảng s ờn a = 500

Đ N700

Đ N1400

Đ N0

L = 2590

0

Đ N1400

Mép boong

Be gió

Đ N2800

Đ N2100

Đ N2800

Đ N0 Đ N700 Đ N1400 Đ N2100

BG

c dii

dt CDi

Đ N700

Đ N0

Đ N1400

c dii

Be gió Boong dâng mũi

CDi

Đ N3500

20 19 8

7

4 3

1

0

774

1168

R7

80 112

2100

105

Mép boong

Be gió

1500

Đ N2800

Đ N1400

Đ N700

Đ N0 4

1575

8 -14 6

0 2

16

1575 CDi

19 Boong dâng mũi

18 17

Đ N700

Đ N1400

8 -14 15

Đ N0

Đ N2800

Be gió

1100 824

chiều dài đờng nớc chở hàng thiết kế lớn nhất, lấy giá trị nào lớn hơn

b Chiều rộng tàu

- Chiều rộng lớn nhất Bmax là khoảng cách giữa hai điểm xa nhất về hai bên mạn tàu, đo tại mặt phẳng sờn giữa

Hình 3 Các kích thớc chính thân tàu

- Chiều rộng thiết kế B: là chiều rộng của đờng nớc chở hàng mùa hè đo tại mặt phẳng sờn giữa (hay là khoảng cách giữa mép ngoài của sờn mạn này đến mép ngoài của sờn mạn kia trên đờng nớc chở hàng mùa

hè đo tại mặt phẳng sờn giữa)

c Chiều cao mạn D: Là khoảng cách thẳng đứng từ mặt phẳng cơ bản

đến mép dới của tôn boong trên đo tại mặt phẳng

s-òn giữa

d Chiều chìm tàu d: Là khoảng cách thẳng đứng tính từ mặt phẳng

cơ bản đến đờng nớc chở hàng mùa hè đo tại mặt phẳng sờn giữa

đ-ờng vuông góc mũi và đđ-ờng kéo dài của mép trên ky đáy đến đđ-ờng nớc chở hàng mùa hè

d

L PP

L DWL

L.O.A 0 Z

Y

- Chiều chìm đuôi: da là khoảng cách thẳng đứng từ giao điểm của đ-ờng vuông góc đuôi và đđ-ờng kéo dài của mép trên ky đáy đến đđ-ờng nớc chở hàng mùa hè

- Chiều chìm trung bình: dm = 1/2(da + df)

e Chiều cao mạn khô: F = D - d (là thớc đo độ dự trữ tính nổi của tàu)

f Các kích thớc tơng đối

Là tỷ số của các kích thớc chính dùng để so sánh các đoàn tàu và đánh giá các tính năng của nó nh tỷ số L/B, B/d, D/d

×nh 4.

2 Các hệ số béo của tàu

Để đặc trng cho hình dáng vỏ bao tàu, ngời ta dùng các tỷ số kích thớc và các hệ số béo :

Tỷ số là đặc trng cho tính di động của tàu

Tỷ số là đặc trng cho tính ổn định, chòng chành và tính di

động của tàu

Tỷ số là đặc trng cho tính ổn định ở nghiêng góc lớn và tính chống chìm

a Hệ số béo đờng nớc CWP là tỷ số giữa diện tích đờng nớc S với diện tích của hình chữ nhật bao ngoài nó có các kích thớc là

L và B

Hình 5 Hệ số béo đờng nớc

n-ớc của sờn giữa  với diện tích của hình chữ nhật bao ngoài

nó có các kích thớc là B và d

Hình 6 Hệ số béo sờn giữa

c Hệ số béo thể tích (hệ số béo chung) CB là tỷ số giữa thể tích phần ngâm nớc của tàu V với thể tích của hình hộp chữ nhật bao ngoài nó có

các kích thớc là L, B và d



Hình 7 Hệ số béo thể tích

d Hệ số béo thẳng đứng CVP là tỷ số giữa thể tích phần ngâm nớc của tàu V với thể tích của hình trụ bao ngoài nó có

đáy là diện tích đờng nớc và đờng sinh là chiều chìm tàu d

(5)

Hình 8 Hệ số béo dọc, hệ số béo thẳng đứng

của tàu V với thể tích của hình trụ bao ngoài nó có đáy là diện tích phần ngâm nớc của sờn giữa và đờng sinh là chiều dài tàu L

(6)