Giáo trình Cấu trúc tàu

72 trang ngocly 30

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình Cấu trúc tàu", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

giao_trinh_cau_truc_tau.doc

Nội dung text: Giáo trình Cấu trúc tàu

BỘ GIAO THƠNG VẬN TẢI CỤC ĐƯỜNG THỦY NỘI ĐỊA VIỆT NAM GIÁO TRÌNH ĐÀO TẠO MÁY TRƯỞNG HẠNG BA MƠN CẤU TRÚC TÀU Năm 2014 0
LỜI GIỚI THIỆU Thực hiện chương trình đổi mới nâng cao chất lượng đào tạo thuyền viên, người lái phương tiện thủy nội địa quy định tại Thơng tư số 57/2014/TT-BGTVT ngày 24 tháng 10 năm 2014 của Bộ trưởng Bộ Giao thơng vận tải. Để từng bước hồn thiện giáo trình đào tạo thuyền viên, người lái phương tiện thủy nội địa, cập nhật những kiến thức và kỹ năng mới. Cục Đường thủy nội địa Việt Nam tổ chức biên soạn “Giáo trình cấu trúc tàu”. Đây là tài liệu cần thiết cho cán bộ, giáo viên và học viên nghiên cứu, giảng dạy, học tập. Trong quá trình biên soạn khơng tránh khỏi những thiếu sĩt, Cục Đường thủy nội địa Việt Nam mong nhận được ý kiến đĩng gĩp của Quý bạn đọc để hồn thiện nội dung giáo trình đáp ứng địi hỏi của thực tiễn đối với cơng tác đào tạo thuyền viên, người lái phương tiện thủy nội địa. CỤC ĐƯỜNG THỦY NỘI ĐỊA VIỆT NAM 1
MỤC LỤC LỜI GIỚI THIỆU 1 MỤC LỤC 2 KIẾN THỨC CƠ BẢN VỀ TÀU THUYỀN 4 Bài 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ TÀU THUYỀN 4 1.2.1 Mục đích của việc phân loại: 4 1.2.2 Phân loại tàu thuyền: 4 Bài 2: MỚN NƯỚC, THƯỚC MỚN NƯỚC VÀ DẤU CHUYỂN CHỞ 6 2.1 Mớn nước của tàu 6 2.2 Thước mớn nước 6 2.3 Dấu chuyên chở 7 KẾT CẤU TÀU 11 Bài 1: KẾT CẤU CHUNG 11 Bài 2: CẤU TRÚC KHUNG TÀU 12 2.1 Khái niệm về khung tàu: 12 2.2 Cấu trúc khung tàu: 12 2.3 Các hệ thống kết cấu khung tàu 14 Bài 3: CẤU TRÚC VỎ TÀU 16 3.1 Khái niệm về vỏ tàu: 16 3.2 Cách lắp ghép vỏ tàu gỗ 16 3.3 Cách lắp ghép vỏ tàu sắt 16 Bài 4: BOONG VÀ THƯỢNG TẦNG 18 Bài 5: CẤU TRÚC MỘT SỐ LOẠI TÀU CHUYÊN DỤNG 18 5.1 Tàu chở hàng tạp hĩa 18 5.2 Tàu chở hàng hạt rời 18 5.3 Tàu chở gỗ 18 5.4 Tàu ướp lạnh 18 5.5 Tàu Container 19 5.7 Tàu chở khách 20 Chương III 21 CÁC HỆ THỐNG VÀ THIẾT BỊ TRÊN TÀU 21 2
Bài 1: HỆ THỐNG LÁI 21 1.1. Tác dụng của hệ thống lái: 21 1.2 Bánh lái 21 1.3. Các loại truyền động lái (các hệ thống lái): 23 1.4. Bảo dưỡng hệ thống lái: 27 Bài 2: HỆ THỐNG NEO 29 2.1 Tác dụng: 29 2.3. Cấu tạo 29 2.4. Bảo quản hệ thống neo 33 3.1 Tác dụng 34 3.2 Yêu cầu 34 3.3 Các bộ phận cơ bản của thiết bị buộc tàu 34 Bài 4 CÁC TRANG THIẾT BỊ AN TỒN 40 4.1 Trang thiết bị cứu sinh 40 4.2.2.1. Bình chữa cháy bằng CO2: 44 4.2.2.2 Bình bột khơ: 45 4.2.2.3. Bình chữa cháy bằng bọt: 46 4.3 Trang thiết bị hàng giang và cứu thủng 46 CHƯƠNG 4: 55 CÁC ĐẶC TÍNH CƠ BẢN CỦA TÀU THUYỀN 55 Bài 1: CÁC ĐẶC TÍNH CƠ BẢN CỦA TÀU THUYỀN 55 1.1 Tính nổi 55 1.2 Tính ổn định 58 Bài 2: CÁC ĐẶC TÍNH HOẠT ĐỘNG CỦA TÀU THUYỀN 66 2.1 Tính lắc 66 2.2 Tính chống chìm 68 2.3 Tính điều khiển 68 2.6 Tính bền 69 2.7 Tính chạy nhanh 70 3
Chương I KIẾN THỨC CƠ BẢN VỀ TÀU THUYỀN Bài 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ TÀU THUYỀN 1.1 Khái niệm Tàu thuyền là một cấu trúc nổi được trên mặt nước, dùng để chuyên chở hàng hố và hành khách từ nơi này đến nơi khác Tàu thủy: Ra đời cách đây ba, bốn ngàn năm. Cuối năm 1999 người ta đã tìm thấy xác tàu gỗ, chơn vùi dưới đáy biển cách đây khoảng 2500 năm. Tàu thủy đã và đang được nghiên cứu, thiết kế, chế tạo phục vụ vào nhiều mục đích khác nhau, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của nhân loại Các chủng loại tàu chủ yếu bao gồm: Tàu làm việc trên nguyên tắc khí động học, thủy động lực, định luật Archimesdes 1.2 Phân loại tàu thuyền 1.2.1 Mục đích của việc phân loại: Là để sử dụng cho đúng với khả năng và tính chất của từng loại tàu. Qua việc phân loại để biết được qui định về trang thiết bị cho từng loại tàu. 1.2.2 Phân loại tàu thuyền: Việc phân loại tàu thuyền dựa vào các yếu tố sau đây: vật liệu đĩng tàu, động lực của tàu, loại hàng chuyên chở, phạm vi hoạt động, nhiệm vụ và tính chất cơng tác. 1.2.2.1 Theo vật liệu đĩng tàu: - Tàu gỗ. - Tàu sắt. - Tàu vỏ nhựa tổng hợp. - Tàu bê tơng lưới thép. 1.2.2.2 Theo động lực: - Tàu buồm. - Tàu hơi nước. - Tàu Diezel. - Tàu nguyên tử. 1.2.2.3 Theo tính chất cơng tác: - Tàu quân sự. - Tàu dân sự. - Tàu lai dắt. 4
- Tàu đánh cá. - Tàu nghiên cứu khoa học. - Tàu nạo vét luồng. - Tàu thả phao. 1.2.2.4 Theo loại hàng chuyên chở: - Tàu hàng khơ, hàng bách hố. - Tàu dầu. - Tàu gas. - Tàu đơng lạnh. - Tàu chở than. - Tàu chở hàng hạt rời. - Tàu container. - Tàu hố chất. - Tàu khách. 1.2.2.5 Theo phạm vi hoạt động: - Tàu sơng. - Tàu sơng pha biển. - Tàu biển. 5
Bài 2: MỚN NƯỚC, THƯỚC MỚN NƯỚC VÀ DẤU CHUYỂN CHỞ 2.1 Mớn nước của tàu Mớn nước là khoảng cách tính theo phương thẳng đứng từ mép ngồi của sống chính (keel) tới mặt phẳng đường nước quanh tàu. Trong việc xây dựng các bảng tính tốn thủy tĩnh đơi khi người ta dùng đến “Mớn nước định hình” Ở các tính tốn thủy tĩnh, mớn nước phải được lấy từ 03 vị trí đặc biệt: Ở mặt phẳng thủy trực mũi, Mặt phẳng thủy trực lái, và mặt phẳng sườn giữa tàu. Độ sâu ngập trong nước của thân tàu lớn nhỏ thay đổi tùy thuộc theo số lượng hàng hĩa trên tàu nhiều hay ít Mỗi chiếc tàu đều cĩ 6 vị trí kẻ thước đo mớn nước: Ở hai phía phải, trái mũi tàu, hai phải phải trái lái tàu, hai phía phải trái giữa tàu Mớn nước mũi: Là khoảng cách thẳng đứng đo từ giao điểm của đường thẳng đứng mũi tàu với đường kéo dài của đường dưới sống đáy đến đường nước (ký hiệu Tm) Mớn nước lái: Là khoảng cách thẳng đứng đo từ giao điểm của đường thẳng đứng lái tàu với đường kéo dài của đường sống đáy đến đường nước (Tl) Mớn nước giữa tàu: Là khoảng cách thẳng đứng đo từ phía dưới sống đáy đến đường nước tại giữa tàu (Ký hiệu Tg) 2.2 Thước mớn nước Thước mớn nước là các thước chuyên dùng, bố trí ở hai bên mạn về phía mũi, lái và giữa tàu để đọc giá trị mớn nước của tàu. 2.2.1 Tác dụng của thước mớn nước Thước mớn nước dùng để đọc giá trị mớn nước, từ đĩ tính được khối lượng của con tàu, biết được chiều cao tĩnh khơng của tàu để qua cầu và khi hành trình trong luồng cạn. Ngồi ra, dựa vào các giá trị mớn nước đọc được để xác định tư thế của tàu. Cụ thể là: - Nếu mớn mũi mớn trái thì tàu bị nghiêng phải. Ngược lại, tàu nghiêng trái. - Nếu mớn phải = mớn trái thì tàu cân bằng (khơng bị nghiêng). 6
2.2.2 Các loại thước mớn nước: 40 Hiện nay trên thới giới, tàu biển cũng như tàu sơng, thường dùng một trong ba loại 20 thước sau: 2.2.2.1 Thước mớn nước Trung Quốc: - Kích thước mớn nước và nét vẽ lấy đơn 20 vị là mm. - Chiều cao chữ số là 100 mm. - Khoảng cách giữa hai chữ số liên tiếp 20 nhau bằng 100mm. - Giá trị được tính tại chân chữ số từ 20 30 dưới lên trên. 60 15 - Thơng thường các tàu đều dùng sơn trắng để kẻ thước. 100 - Cách đọc mớn nước: khi mặt nước tới 15 mép chữ số nào thì đọc trị số mớn nước 80 ngay từ số đĩ bằng cách lấy số kề trên 20 mặt nước trừ đi khoảng cách từ chân số kề trên ấy đến mặt nước hiện tại. 2.2.2.2 Thước mớn nước A-Rập: - Thước mớn nước A-Rập chỉ ghi các số chẵn và dùng đơn vị đo lường là hệ mét. - Chiều cao chữ số là 100 mm. - Khoảng cách giữa hai chữ số trên dưới cũng bằng 100 mm. - Giá trị được tính tại chân chữ số. - Màu chữ được biểu thị bằng màu sơn trắng. - Cách đọc: Giống như thước mớn nước Trung Quốc. c) Thước mớn nước La mã: - Thước mớn nước la mã được biểu thị bằng chữ số La mã. Đơn vị dùng là feet (ft) 1 ft = 0, 3048 m - Chiều cao chữ số và khoảng cách giữa hai chữ số liên tiếp nhau bằng 0,5ft. - Giá trị được tính tại chân chữ số. - Cách đọc: Giống như thước mớn nước Trung Quốc. 2.3 Dấu chuyên chở 7
2.3.1 Khái niệm về vịng dấu chuyên chở: Vịng dấu chuyên chở là dấu hiệu dùng để qui định mức độ chuyên chở tối đa đối với mỗi con tàu. 2.3.2 Cơ sở xác định vịng dấu chuyên chở: Dựa vào kết cấu của tàu, các kích thước, vùng, mùa hoạt động và các điều kiện khác, cơ quan đăng kiểm qui định chiều cao mạn khơ thích hợp bằng vịng dấu chuyên chở. 2.3.3 Cấu tạo của vịng dấu chuyên chở: Vịng dấu chuyên chở gồm cĩ: đường boong, vịng dấu, đường tâm, dấu chuyên chở phụ. 2.3.3.1 Đường boong: Là một đường thẳng, cĩ độ dài bằng 300mm, nĩ cĩ tác dụng chỉ vịng dấu và đường tâm. Nếu mép boong cĩ lĩt gỗ thì mép trên của đường boong sẽ trùng với giao điểm của mặt trên lớp gỗ lát và mặt ngồi của tơn mạn. Đối với những tàu cĩ con chạch hoặc ở mép boong cĩ ốp dãi đệm chống va hoặc mép boong lượn trịn thì cĩ thể khơng cần kẻ đường boong. 2 30 5 0 2 5 V R 2 SI 5 (SII) 25 0 40 0 2.3.3.2 Vịng dấu: - Là một vịng trịn, cĩ đường kính ngồi bằng 250mm, được vẽ hai bên mạn tàu, tại mặt phẳng sườn giữa. V R SII V R SII SI SI 25 150 8
SII V R V R SI - Nếu khơng đủ chỗ để kẻ đủ vịng trịn thì được phép kẻ nửa vịng trịn phía dưới. - Nếu vịng dấu và đường tâm nằm đúng vào con chạch thì cần phải khoét rãnh ở con chạch. - Tâm vịng trịn phải nằm trên cùng một đường thẳng đứng với tâm của đường boong. 2.3.3.3 Đường tâm: Cĩ độ dài bằng 400mm, nằm song song với mặt boong chính. Mép trên của đường tâm đi qua tâm của vịng dấu chuyên chở. Nĩ chỉ mặt nước khi tàu chuyên chở đến mức tối đa. 2.3.3.4 Ký hiệu trên đường tâm: - Trên đường tâm cắt tâm vịng trịn về phía mũi kẻ chữ ký hiệu vùng hoạt động của tàu. - Trên đường tâm ở hai bên của vịng dấu ghi ký hiệu của cơ quan đăng kiểm gồm hai chữ: chữ V và chữ R được ghi mỗi chữ một bên của vịng trịn. V-R: Vietnam-Register (đăng kiểm Việt Nam). Kích thước của chữ là 100x60mm và chiều dày nét chữ là 15mm. - Tất cả nét vẽ đều bằng 25mm. 2.3.3.5 Dấu chuyên chở phụ: Đối với con tàu hoạt động ở nhiều vùng nước khác nhau thì từ điểm cuối của đường tâm, hướng về phía mũi tàu kẻ một đoạn thẳng đứng và những đường giới hạn chiều chìm, cĩ chiều dài là 150mm. 2.3.4 Chi tiết kẻ vịng dấu chuyên chở: - Vịng dấu chuyên chở phải được sơn màu trắng trên nền tối hoặc màu tối trên nền sáng. - Đối với tàu vỏ thép, vịng dấu chuyên chở phải được làm sẵn bằng thép dẹt và hàn cố định vào mạn tàu hoặc hàn chấm rồi sau đĩ quét sơn thích hợp. - Trên các tàu bằng hợp kim, các đường nằm ngang và vịng dấu chuyên chở phải làm bằng những dãi hợp kim và hàn hoặc dán vào mạn tàu, các đường cịn lại cho phép kẻ và sơn. 9
- Trên những tàu bằng chất dẻo vịng dấu chuyên chở làm bằng tấm và dán vào mạn tàu. - Trên các tàu bằng gỗ, vịng dấu chuyên chở phải được khắc vào ván gỗ, chiều sâu vết khắc khơng được nhỏ hơn 1mm sau đĩ được sơn theo quy định. CÂU HỎI ƠN TẬP CHƯƠNG 1 1. Trình bày các khái niệm cơ bản về tàu thuyền? 2. Trình bày mớn nước, thước mớn nước và dấu chuyên chở? 10
Chương II KẾT CẤU TÀU Bài 1: KẾT CẤU CHUNG Con tàu cũng giống như một tịa lâu đài to lớn nổi trên mặt nước với một số sàn gọi là boong tàu.Trong số đĩ boong trên là boong nằm trên cùng chạy liên tục từ mũi tới lái.Trong số các boong liên tục nằm dưới boong trên cĩ boong dưới. Trên boong trên cũng cĩ một số boong khác .Đĩ là boong la bàn trên đĩ cĩ đặt các thiết bị dẫn đường, boong xuồng, trên đĩ cĩ xuồng cứu sinh, boong ở nơi cĩ các khu vực ở cho hành khách và thuyền viên. Vì đặc tính của kết cấu vỏ tàu, kết cấu nằm trên boong trên thường được gọi là thượng tầng trong khi những phần nằm dưới boong trên gọi là thân vỏ chính Nhằm bố trí hợp lý và sử dụng đầy đủ khoảng khơng gian bên trong, thân tàu khơng những được cắt ra thành từng tầng bởi các boong mà cịn được phân cách thành hàng loạt các phịng, các khơng gian và ca bin bởi các bức tường mà ta gọi là vách ngăn. Số lượng của vách phụ thuộc vào đặc tính hàng hải và yêu cầu sử dụng, với tối thiểu là ba cho tới bốn vách ngang trong thân vỏ chính.Thân vỏ chính, tùy theo vị trí khác nhau, được chia thành khu vực mũi, khu vực sườn giữa và đuơi tàu .Thơng thường mỗi một khu vực gồm đáy, mạn, boong và vách 11
Bài 2: CẤU TRÚC KHUNG TÀU 2.1 Khái niệm về khung tàu: - Khung tàu là bộ xương làm cốt dựa của thân tàu, nĩ là bộ phận quan trọng nhất. Kết cấu khung vững chắc, tàu sẽ cĩ sức chịu lớn, ít biến dạng, thời gian sử dụng được lâu dài. Khung tàu được hợp thành bởi các chi tiết liên kết theo chiều dọc và chiều ngang. - Thân tàu chịu tác động của nhiều loại lực phức tạp, trị số, phương, chiều của chúng luơn luơn thay đổi. Do vậy, kết cấu của thân tàu luơn luơn phải đảm bảo đủ sức bền để tàu cĩ thể hoạt động được an tồn. 2.2 Cấu trúc khung tàu: Khung tàu bao gồm các chi tiết sau: Xà dọc Xà ngang Vách ngăn Sống mũi Sống lái Công giang Cột chống Ki tàu Sống cạnh 2.2.1. Ki tàu (Keel): Là một thanh thép dày, rất kiên cố nằm Sống cạnh giữa đáy tàu, khơng được gián đoạn và chạy dài từ mũi về lái. Loại ki tàu đặt phẳng dưới đáy gọi Sống là tàu ki phẳng. đáy chính 2.2.2. Sống đáy chính: Là thanh thép đặt trên ki tàu và chạy dài từ Ki tàu Sống đáy phụ mũi về lái, nĩ phân chia tàu ra làm hai phần bằng nhau. 2.2.3. Sống đáy phụ: Là những thanh thép đặt dưới đáy tàu, song song với sống chính và chạy dài từ mũi về lái. Nĩ cĩ tác dụng đảm bảo sức bền dọc của tàu. Sống phụ thường ngắn hơn sống chính. Khoảng cách giữa các sống đáy phụ bằng nhau, khơng được lớn hơn 2,2m. Số lượng khơng hạn chế tuỳ thuộc vào cở tàu lớn hay nhỏ. 12
2.2.4. Xà ngang đáy: Là những tấm thép ngang đặt dưới đáy tàu, nối liền các hàng cơng giang lại với nhau, cĩ tác dụng đảm bảo sức bền ngang thân tàu. Theo chiều đứng của các xà ngang đáy thường khoét nhiều lổ để thơng nước la canh. Phía trên được ghép những tấm tơn, những tấm tơn này nối liền các xà ngang đáy lại với nhau thành mặt phẳng để đi lại làm việc dưới khoang. Một số xà ngang đáy được ghép kín để tạo nên các két ba lát chứa nước dằn tàu và để điều chỉnh độ nghiêng chúi của tàu. 2.2.5. Sống cạnh: Là những thanh thép đặt song song ở hai mạn tàu, chạy dài từ mũi về lái. Sống cạnh quyết định hình dạng thân tàu. Nĩ nối liền các hàng cơng giang lại với nhau. Sống cạnh cĩ tác dụng phân đều các lực va chạm và áp lực nước lên các hàng cơng giang, làm tăng sức bền tồn bộ của hai mạn tàu. 2.2.6. Cơng giang: Là những thanh thép cong đứng ở hai bên mạn tàu và gắn liền với ki tàu. Khoảng cách giữa các cơng giang bằng khoảng cách của các xà ngang đáy. 2.2.7. Sống mũi: Là thanh thép cong đứng dọc mũi tàu và nối liền với ki tàu. 2.2.8. Sống lái: Là thanh thép cong đứng ở đuơi tàu, được nối liền với ki tàu. 2.2.9. Xà ngang boong: Là những thanh thép nằm ngang đặt dưới mặt boong chính của tàu nối liền hai cơng giang đối diện lại với nhau, nĩ cĩ tác dụng chống đỡ cho mặt boong. Xà ngang đi qua các miệng hầm hàng bị đứt đoạn gọi là xà ngang cụt. 2.2.10. Xà dọc boong: Là những thanh thép dọc nối liền các xà ngang với nhau và chạy dài từ mũi về lái. Xà dọc đi qua các miệng hầm bị đứt đoạn gọi là xà dọc cụt. 2.2.11. Cột chống: Là những thanh thép chống đỡ xà, nhất là xà cụt. Cột chống cĩ tác dụng phân đều nội lực và ngoại lực tác dụng lên bề mặt đáy và boong tàu. Do đĩ khơng phân biệt lực tác dụng lên mặt đáy hay mặt boong, làm tăng sức bền cục bộ thân tàu. 2.2.12. Vách ngăn: Là những tấm thép dùng để phân chia con tàu thành nhiều khoang khác nhau. Theo quy phạm Đăng kiểm Việt Nam thì tàu phải đặt vách ngăn mũi và lái kín nước, chạy suốt từ đáy tàu lên tới boong chính. Vách ngang mũi phải cách sống mũi một khoảng đo ở độ cao của mặt phẳng đường nước thiết kế khơng nhỏ hơn 0,05L nhưng khơng được lớn hơn 0,1L. 13
Vách ngăn mũi và lái khơng được khoét lổ chui, các vách kín nước khác cĩ thể được khoét lổ chui nếu cĩ nắp đậy kín, đĩng, mở được từ hai phía. Với những tàu cĩ yêu cầu chống chìm thì nắp này cịn phải đĩng mở được từ boong mạn khơ. Số lượng các vách ngăn cịn tuỳ thuộc vào cấp, kích cở và cơng dụng của tàu, Nĩi chung, tàu càng lớn thì càng cĩ nhiều vách ngăn. Vách ngăn cĩ tác dụng làm tăng sức bền chung và tăng tính chống chìm của con tàu. Stt Chiều dài tàu Số lượng vách 1 20 80 6 2.3 Các hệ thống kết cấu khung tàu 2.3.1 Kết cấu thân tàu theo hệ thống ngang. - Là hệ thống kết cấu khung tàu cĩ các thành phần nằm ngang tham gia vào sức bền. Đối với thân tàu kết cấu theo hệ ngang, các chi tiết như: xà ngang boong, cơng giang, xà ngang đáy tạo thành một khung chịu lực, các khung chịu lực này đặt dọc theo chiều dài thân tàu ở khoảng cách = 750mm. - Ưu điểm của hệ thống dọc: moment chống uốn và moment chống xoắn lớn. Do vậy, thường áp dụng kết cấu hệ thống dọc cho tàu cỡ lớn. - Nhược điểm: thi cơng khĩ khăn hơn tức là cắt các cơ cấu dọc ra khi phân đoạn. 2.3.3 Kết cấu theo hệ thống hỗn hợp: - Là hệ thống kết cấu khung tàu cĩ các thành phần nằm ngang và dọc tham gia vào sức bền chung. Đối với thân tàu kết cấu theo hệ hỗn hợp thì các chi tiết như: xà ngang boong, cơng giang, xà ngang đáy tạo thành một khung chịu lực, 14
các khung chịu lực này đặt dọc theo chiều dài thân tàu ở khoảng cách 500 - 750mm. - Trên con tàu, căn cứ chức năng từng bộ phận, dựa vào sức bền cục bộ hay sức bền tồn bộ mà định kết cấu của chúng. - Boong trên và đáy dưới kết cấu giải quyết theo hệ thống dọc. Nếu kết cấu hai đáy thì đáy trên cũng giải quyết theo hệ thống dọc. - Kết cấu mạn và bong dưới theo hệ thống ngang. - Khuyết điểm: cĩ nhiều chỗ để cho nước đọng và phá hủy kim loại do gỉ. 15
Bài 3: CẤU TRÚC VỎ TÀU 3.1 Khái niệm về vỏ tàu: - Vỏ tàu là phần bao bọc phía ngồi khung tàu để cho tàu là một vật nổi. - Vỏ tàu phải đảm bảo được hai yêu cầu: kín nước và chịu được tác dụng của nội lực và ngoại lực. Ngồi ra, vỏ tàu cũng đĩng vai trị chủ yếu trong việc đảm bảo sức bền chung. - Tơn vỏ chiếm khoảng 80% trọng lượng tàu khơng. 3.2 Cách lắp ghép vỏ tàu gỗ - Gỗ dùng để đĩng tàu nĩi chung phải đảm bảo tính bền cơ học và hố học, ít ngấm nước, đảm bảo tính dẽo. - Quá trình ghép vỏ tàu gỗ phải từ dưới lên mặt boong và từ mũi về lái, chiều dài tấm gỗ phải đặt theo chiều dài của thân tàu, các mối nối khơng được để trùng trên một đường thẳng mà phải đặt so le nhau. - Ghép xong phải thui cho khơ để cho các khe hở rộng ra, rồi sau đĩ xảm kín lại. Sau khi đã thui khơ, xảm xong cần phải sơn một vài nước sơn đặt biệt cĩ tính chống hà, chống ngấm nước. 3.3 Cách lắp ghép vỏ tàu sắt - Ghép vỏ tàu sắt phải đảm bảo ghép từ dưới đáy lên mặt boong, từ mũi về lái, các tấm tơn khơng được để trùng trên một đường thẳng mà phải đặt so le nhau. - Vỏ tàu sắt ở những nơi khác nhau cĩ chiều dày khác nhau. Ở những tàu khơng cĩ ki thì tơn ki làm dày nhất, rồi đến tơn đáy, tơn mạn trong mọi trường hợp, tơn vỏ khơng được nhỏ hơn 2,5mm. -Ở dưới đáy và mặt boong thường đặt các tấm tơn theo chiều dài, ở mạn đặt theo chiều thẳng đứng. - Cĩ hai phương pháp ghép vỏ tàu sắt: tán đinh ri vê và hàn. a) Phương pháp tán đinh ri vê: Cĩ ưu điểm: chắc chắn, đàn hồi tốt, khơng địi hỏi kỹ thuật cao. Nhưng cĩ nhược điểm là: tăng trọng lượng tàu khơng, tăng lực cản, khĩ bảo quản, tốn nhiều lao động, giá thành cao. b) Phương pháp ghép hàn: Được sử dụng phổ biến nhất hiện nay. Phương pháp ghép hàn cĩ những ưu nhược điểm sau: + Ưu điểm: - Làm giảm trọng lượng con tàu từ 15 -20 % so với phương pháp tán đinh. - Giá thành thi cơng giảm do giảm sức lao động. 16
- Giảm lực cản nên vận tốc tăng lên. - Vỏ tàu phẳng, nhẵn, dễ bảo trì. - Đảm bảo tính mỹ quan. + Nhược điểm: - Phải cĩ trình độ kỹ thuật ghép hàn cao. - Dễ bị biến dạng. - Dễ xảy ra các tai nạn lao động trong quá trình hàn cắt. 17
Bài 4: BOONG VÀ THƯỢNG TẦNG 4.1 Cấu trúc boong tàu Là những tấm tơn hay tấm gỗ lát phía trên xà ngang, chia tàu thành tầng trên và tầng dưới. Boong tàu được chia ra thành: boong chính, boong phụ, boong mũi, boong lái, boong thượng tầng Boong tàu được xem như mái che hoặc sàn của một ngơi nhà nhiều tầng. Boong cĩ tác dụng phân chia con tàu ra làm nhiều tầng khác nhau. Các boong phía ngồi cùng cĩ yêu cầu kín nước để che phủ cho các khoang hầm và phịng buồng 4.2 Cấu trúc thượng tầng Thường được bố trí ở tầng cao nhất và ở lái của tàu. Tuy nhiên, cĩ một số tàu buồng lái được bố trí ở giữa tàu. Đặc biệt, các tàu chở container thì buồng lái thường bố trí ở mũi tàu để tăng tầm nhìn xa. Kiến trúc thượng tầng tàu bao gồm tất cả các kết cấu phía trên mặt boong chính Bài 5: CẤU TRÚC MỘT SỐ LOẠI TÀU CHUYÊN DỤNG 5.1 Tàu chở hàng tạp hĩa Loại tàu này để chuyển chở các loại hàng tạp hĩa được đĩng gĩi cẩn thận thành từng kiện nhỏ như bao bì, thùng, gĩi, hịm nhỏ. Hầm hàng chia làm hai hoặc nhiều tầng. Trên boong cĩ cần cẩu hàng. Miệng hầm hàng nhỏ hơn so với các tàu chở hàng hạt khơ hạt rời. Cơng tác bốc xếp hàng hĩa trên tàu mất nhiều cơng và đơi khi phức tạp. Tàu chở hàng tạp hĩa hiện nay cĩ tải trọng từ vài nhìn tới vài vạn tấn, tốc độ khia thác trên biển khoảng 10 – 16 hải lý/giờ 5.2 Tàu chở hàng hạt rời Loại tàu này này dùng để chuyên chở những hàng khơ, rời, thể hạt như quặng, khống, apatit, than đá, ngũ cốc. Tàu chở hàng hạt rời thường khơng cĩ cần cẩu hàng trên boong. Miệng hầm rộng, trong hầm khơng chia tầng. Tốc độ khai thác trên biển khoảng 15 – 16 hải lý/giờ. Trọng tải tàu khoảng 15 – 16 vạn tấn hoặc lớn hơn 5.3 Tàu chở gỗ Loại tàu này chuyên dùng để chở gỗ trịn và gỗ bán thành phẩm như gỗ ván, gỗ thanh gỗ là loại hàng nhẹ và cồng kềnh, vì vậy để lợi dụng được hết trọng tải của tàu, khi chuyển chở người ta xếp gỗ cả trên boong. Để cĩ được nhiều diện tích trên boong chở gỗ thượng tầng kiến trúc của loại tàu này thường bị co hẹp lại và máy tời cẩu hàng được đặt cách mặt boong khoảng 2, 5 – 3m. Cĩ nhiều thiết bị để chằng buộc gỗ trên boong 5.4 Tàu ướp lạnh 18
Tàu ướp lạnh dùng để chở các mặt hàng dễ thối hỏng như thịt tươi, cá tươi, rau xanh, hoa quả và các thực phẩm khác. Trên tàu cĩ những thiết bị làm lạnh hầm hàng với cơng suốt lớn, vỏ hầm hàng được bao bọc bằng một lớp cách nhiệt tốt. Tàu cĩ tốc độ lớn để nhanh chĩng đưa hàng tới đích 5.5 Tàu Container Loại tàu này dùng để chuyên chở những hịm lớn (hịm tập trung), trong hịm xếp các mặt hàng (thường là hàng tạp hĩa, hàng quý). Những hịm tập trung này được xếp trong hầm hàng và trên boong. Tốc độ bốc xếp hàng rất nhanh. Hiện nay trọng tải của loại tàu này từ 1 đến vài vạn tấn, cĩ tốc độ nhanh nhất so với các loại tàu chở hàng khác. Tốc độ khai thác trên biển khoảng 20 – 30 hải lý/ giờ Một dạng đặc biệt của loại tàu Container là tàu chuyên dụng để chở ơ tơ và tàu hỏa. Ở mạn tàu phía đầu hoặc đuơi tàu mở ra một hoặc nhiều cửa để ơ tơ hoặc tàu hỏa trực tiếp chuyển bánh từ cầu cảng vào hầm hàng. Trong hầm hàng chia ra nhiều tầng, trên boong khơng cĩ cần cẩu. Trên tàu thường bố trí kèm theo nhiều phịng chở khách Một dạng đặc biệt khác của loại tàu container là tàu chở sà lan. Loại tàu này dùng để chở sà lan loại nhỏ hoặc trung bình thường được sử dụng trong vận tải sơng. Trong sà lan đựng hàng lỏng, đơi khi đựng hàng khơ. Thượng tầng kiến trúc của tàu đặt phía trước. Một cần cẩu hạng nặng đặt phía sau và di động được theo chiều dọc của tàu để nhấc sà lan từ đuơi tàu về các hầm hàng. Cơng tác bốc xếp hàng hĩa (cụ thể là bốc xếp sà lan) tiến hành đơn giản và nhanh chĩng. Loại tàu này chở sà lan đến những cảng nằm ở cửa sơng, hoặc những địa điểm nối liền vận tải biển với vận tải sơng mà khơng qua khâu vận tải trung gian nào khác. Sà lan sau khi bốc từ tàu xuống sẽ được vận chuyển trên sơng đi các nới khác 5.6 Tàu chở hàng lỏng Loại tàu này dùng để chở hàng thể lỏng, phần lớn là hàng dễ nổ, dễ cháy và nguy hiểm như dầu mỏ, các sản phẩm của dầu mỏ, rượu, hơi đốt ở thể lỏng (bị nén ở áp lực lớn) v.v Thượng tầng kiến trúc của loại tàu này thường đặt ở phía sau, như vậy giảm được nguy cơ gây ra nạn cháy. Những vách ngăn dọc và ngang chia thân tàu thành nhiều hầm hàng, giảm được ảnh hưởng xấu của mặt thống chất lỏng đối với thế vũng của tàu khi tàu lắc và làm tăng tính khơng chìm của tàu. Đáy tàu dưới hầm hàng là đáy đơn dưới buồng máy và kho vật liệu phía mũi là đáy kép. Hệ thống đường ống để bốc xếp hàng lỏng rất phức tạp. Mạn khơ của tàu thấp. Hiện nay tàu chở dầu cĩ trọng tải lớn nhất so với các loại tàu khác, đã cĩ tàu chở dầu cĩ trọng tải lớn tới 50 vạn tấn hoạt động trên biển quốc tế 19
5.7 Tàu chở khách Đặc điểm cấu trúc tàu chở khách là thượng tầng kiến trúc rất lớn, cĩ nhiều buồng ở, khơng cĩ cần cẩu hàng (đơi khi chỉ cĩ 1 hay 2 cần cẩu hàng nhỏ). Cĩ nhiều boong chạy dọc từ mũi tới lái chia thân tàu ra thành nhiều tầng đáy kép, cĩ nhiều ca nơ cứu sinh và những phương tiện cứu sinh khác. Tàu chở khách tốc độ nhanh, tốc độ khai thác trên biển hiện nay khoảng 25 – 30 hải lý/giờ (cĩ tàu đạt tới 33 hải lý/giờ) Để tăng tốc độ của tàu chở khách, người ta đã nghĩ cách giảm sức cản của nước, bằng cách nâng thân tàu lên khỏi mặt nước. Dựa vào nguyên lý đĩ người ta đã chế tạo loại tàu chở khách cĩ cánh ngầm hoặc tàu cĩ khí đệm. tàu cánh ngầm cĩ cánh (như cánh máy bay) dưới đáy tàu. Khi tàu đạt tới một tốc độ nhất định, cánh cĩ đủ sức nâng làm cho thân tàu bị nâng lên cao khỏi mặt nước. Như vậy tốc độ của tàu sẽ tăng lên do sức cản của nước bị giảm CÂU HỎI ƠN TẬP CHƯƠNG 2 1. Trình bày kết cấu chung của tàu? 2. Trình bày cấu trúc khung tàu? 3. Trình bày cấu trúc vỏ tàu, boong và thượng tầng/ 4. Trình bày cấu trúc chung một số loại tàu thơng dụng hiện nay? 20
Chương III CÁC HỆ THỐNG VÀ THIẾT BỊ TRÊN TÀU Bài 1: HỆ THỐNG LÁI 1.1. Tác dụng của hệ thống lái: Hệ thống lái là một hệ thống quan trọng dùng để điều khiển tàu đi theo hướng đi đã định, đảm bảo tính phương hướng của tàu hoặc chuyển mũi tàu sang một hướng đi mới. 1.2 Bánh lái Bánh lái 1.2.1 Khái niệm về bánh lái: Bánh lái là thiết bị đặt phía sau chân vịt, chịu tác dụng Cuống của dịng nước làm cho tàu ngả mũi. lái 1.2.2 Cấu tạo của bánh lái: - Bánh lái bao gồm cĩ mặt phẳng lái và cuống lái. Mặt lái - Trên những tàu nhỏ, xuồng thì bánh lái là một tấm gỗ hay kim loại phẳng. Trên những tàu lớn bánh lái cĩ tiết diện hình lưu tuyến (hình giọt nước). - Diện tích bánh lái lớn hay nhỏ phụ thuộc vào kích thước, tốc độ tàu và độ lớn của đường kính quay trở mà ta mong muốn. Nếu tốc độ của tàu nhỏ hoặc yêu cầu tàu cĩ đường kính quay trở nhỏ thì diện tích mặt bánh lái phải lớn. Người ta xác định độ lớn của diện tích mặt bánh lái bằng tỷ lệ phần trăm gọi là hệ số diện tích bánh lái, ký hiệu là K: S K = .100% L.T Trong đĩ - S: diện tích bánh lái. Hình - L: chiều dài thủy trực của tàu. lưu tuyến - T: mớn nước khi chở đầy. 1.2.3 Bố trí bánh lái trên tàu: - Khi bánh lái nằm trên mặt phẳng trục dọc của tàu thì nĩ khơng gây ảnh hưởng gì cho điều động tàu (nếu bỏ qua tất cả các ảnh hưởng). Nếu bánh lái đặt lệch sang một bên sẽ làm ảnh hưởng đến việc điều động con tàu. - Thơng thường mỗi tàu cĩ một, hai hoặc ba bánh lái. - Nếu một bánh lái thì bánh lái được đặt tại mặt phẳng trục dọc của tàu. Tàu cĩ hai bánh lái thì hai bánh lái đặt đối xứng nhau qua mặt phẳng trục dọc tàu. 21
- Tàu cĩ ba bánh lái thì một bánh lái đặt tại mặt phẳng trục dọc của tàu, hai bánh lái cịn lại đặt đối xứng nhau qua mặt phẳng trục dọc của tàu. 1.2.4 Các loại bánh lái: Tuỳ theo loại tàu mà ta cĩ các loại bánh lái sau: Bánh lái thường Bánh lái bù trừ Bánh lái nửa bù trừ a) Bánh lái thường: Là loại bánh lái mà tồn bộ diện tích mặt lái nằm ở phía sau cuống lái. Bánh lái này ăn lái rất tốt và được dùng nhiều trên tất cả các tàu, nhưng điều khiển nặng. b) Bánh lái bù trừ: Bánh lái bù trừ cĩ một phần diện tích (25-30%) mặt lái nằm ở phía trước cuống lái, phần này gọi là phần bù trừ. Loại này tuy khơng ăn lái bằng bánh lái thường nhưng điều khiển nhẹ hơn. c) Bánh lái nửa bù trừ: Là loại bánh lái cĩ một phần diện tích mặt lái nằm ở phía trước cuống lái, nhưng chiều cao của phần bù trừ nhỏ hơn chiều cao của phần cịn lại. Bánh lái hoạt tính Bánh lái kiểu vịng Bánh lái dịng chảy đạo lưu xoay d) Bánh lái hoạt tính: Là loại bánh lái mà chân vịt được đặt ở phía sau của mặt bánh lái do đĩ khi bánh lái quay quanh trục thẳng đứng của nĩ thì chân vịt cũng quay theo làm cho dịng nước của chân vịt tạo ra đẩy về một bên giúp tàu quay trở được dễ dàng. Loại bánh lái này thường được trang bị trên các tàu biển lớn hoặc canơ. e) Bánh lái dịng chảy: Là loại bánh lái cĩ chân vịt đặt trong một ống nước chạy ngang qua mũi tàu. Khi chân vịt quay nước sẽ bị hút và đẩy từ mạn này sang mạn kia. Khi nước bị đẩy ra 22
khỏi mạn tàu do tác dụng của phản lực thì mũi tàu chuyển động ngược với dịng chảy. Do đĩ, mũi tàu sẽ bị đẩy sang phải hoặc sang trái tuỳ theo hướng của dịng chảy sang trái hay sang phải. Khi chân vịt đổi chiều làm cho mũi tàu sẽ ngả theo chiều ngược lại theo ý muốn của người điều khiển. Hiệu suất của bánh lái này rất cao, tàu cĩ thể quay trở tại chỗ (khi tàu khơng cĩ tốc độ). Kiểu bánh lái này sử dụng tốt cả khi tàu chạy tới và khi chạy lùi. Nĩ được sử dụng trên những tàu cĩ tính quay trở cao, hoặc trên những tàu cĩ quán tính lớn để quay trở được dễ dàng. f) Bánh lái kiểu vịng đạo lưu xoay: Là loại bánh lái cĩ chân vịt được đặt trong một vịng đạo lưu và vịng đạo lưu này cĩ thể quay xung quanh trục thẳng đứng. Ong đạo lưu khơng những làm tăng tốc độ tàu mà cịn làm tăng tính quay trở, cĩ hiệu quả tốt khơng những khi chạy tới mà cả khi chạy lùi. Loại bánh lái này thường được trang bị trên các tàu kéo, đẩy, phà 1.3. Các loại truyền động lái (các hệ thống lái): Cĩ nhiều kiểu truyền động lái khác nhau. Tuỳ theo loại tàu mà ta cĩ các loại sau đây: 1.3.1 Hệ thống lái cần (lái nghịch): Tay lái Cuống lái Mặt lái Hệ thống này bao gồm một tay lái làm bằng sắt hay gỗ gắn chặt vào cuống lái dùng để điều khiển trực tiếp bằng tay. Hệ thống này cĩ ưu điểm là đơn giản nhưng cĩ nhiệc điểm là bẻ lái nặng, bẻ lái về bên nào thì mũi tàu ngả về phía ngược lại, gây khĩ khăn cho người điểu khiển nên thường được dùng trên các tàu, xuồng nhỏ. 1.3.2 Hệ thống lái cơ truyền động bằng dây: a) Cấu tạo: 23
* Máy lái: - Đặt trên buồng lái, cĩ tác dụng làm giảm lực bẻ lái nhờ các bánh răng trung gian. Máy lái trong hệ thống lái thuận cĩ nhiều loại khác nhau. Cĩ loại 1 trục, 2 trục, 3 trục, 4 trục - Hoạt động của máy lái 1 trục và 3 trục giống nhau vì khi vơ lăng quay về bên nào thì trục quấn dây lái cũng quay về bên đĩ. Hay nĩi cách khác, trục quấn dây lái quay cùng chiều với trục tay lái. - Hoạt động của máy lái 2 trục và 4 trục giống nhau là: trục quấn dây lái quay ngược chiều với trục tay lái. * Dây lái: - Cĩ tác dụng truyền lực bẻ lái từ máy lái về quạt lái. Hệ thống này cĩ thể làm bằng dây sợi, dây nylon, dây cáp hay dây lỉn. - Hai bên mạn tàu thẳng và dài thì dây cáp, dây lỉn cĩ thể thay bằng các thanh thép trịn và nhỏ. - Trên đường dây hai bên mạn tàu cĩ hai hay nhiều tăng đơ để điều chỉnh độ căng của dây lái. -Ở các gĩc cĩ các puli để chuyển hướng dây và làm giảm ma sát. 24
- Dây lái một đầu được quấn trước vào khoảng 4 -5 vịng trên trống quấn dây của máy lái sao cho một dây thu thì dây kia xơng ra. Đầu dây cịn lại được nối liền với quạt lái: dây bên trái nối với khuyết của quạt lái bên mạn phải, dây bên mạn phải nối với khuyết của quạt lái bên mạn trái. * Quạt lái: - Là bộ phận nhận lực của dây lái để trực tiếp điều khiển bánh lái. - Quạt lái cĩ hình rẻ quạt, hình chữ T hay chỉ là cần tay lái nghịch. Đầu quạt lái gắn liền với cuống lái bằng một khuyết hình vuơng, đầu kia cĩ hai khuyết hai bên để bắt dây lái. - Quạt lái cĩ thể đặt ngược hoặc đặt xuơi tùy thuộc vào số trục của máy lái. - Trên các tàu lớn, kích thước bánh lái tăng lên, người ta ít dùng hệ thống dây lái để truyền lực mà thay bằng bánh răng, bánh răng này được lai bởi một động cơ được điều khiển trên buồng lái. * Bánh lái: Là bộ phận trực tiếp điều khiển con tàu, nĩ chịu tác dụng của dịng nước làm cho tàu ngả mũi. * Chốt giới hạn: để hạn chế gĩc bẻ lái quá lớn (khơng quá 35-400). b) Nguyên lý hoạt động: Khi ta quay vơ lăng qua phải làm thu dây lái bên trái và xơng dây bên phải đồng thời kéo quạt lái về phía bên trái, bánh lái quay về phía bên phải (phía bẻ lái) làm cho mũi tàu ngả sang phải (phía bẻ lái). 1.3.3 Hệ thống lái thủy lực: Hệ thống này được cấu tạo bởi hai đơi xylanh thơng với nhau bởi những ống đồng chắc chắn. Một đơi xylanh đặt ở dưới vơ lăng tay lái, pittơng của chúng chuyển động theo sự điều khiển của vơ lăng. Khi những pittơng này chuyển động sẽ làm cho chất lỏng chất lỏng trong xylanh chuyển động sang một xylanh khác đặt gần máy lái, pittơng của những xylanh này làm chuyển động bánh răng bộ phận điều tiết động cơ máy lái. Cũng cĩ khi hệ thống này chỉ cĩ hai xylanh. Một đặt dưới tay lái, một đặt gần máy lái nhưng hệ thống một đơi xylanh này hoạt động khơng chắc chắn bằng hệ thống hai đơi. 25
Động cơ điện Lái điện Hệ thống lái thủy lực 26
1.3.4 Lái điện: Là hệ thống dùng tín hiệu điện để điều khiển động cơ lai bánh lái đặt dưới buồng máy lái, tín hiệu này cĩ thể làm thay đổi chiều quay của động cơ kéo theo sự thay đổi của bánh lái theo ý muốn. 1.3.5 Lái điện thủy lực: Vxt Vt Vp Vxp B Két dầu Lái điện thủy lực Là hệ thống dùng tín hiệu điện để điều khiển hai cặp van điện từ ở dưới buồng máy lái, hai cặp van này cĩ tác dụng điều chỉnh lượng dầu bơm hoặc hút ra khỏi hai xy lanh trái phải theo ý muốn. Trục của pittơng được gắn với trục bánh lái. Khi lượng dầu thay đổi, pittơng sẽ thay đổi từ phải qua trái hoặc từ trái qua phải kéo theo sự chuyển động của bánh lái theo ý muốn. 1.4. Bảo dưỡng hệ thống lái: Hệ thống lái giữ vị trí quan trọng nhất trên tàu, do đĩ cơng tác bảo dưỡng và kiểm tra hệ thống lái phải tiến hành thường xuyên trước mỗi chuyến đi. Bao gồm: 1.4.1 Đối với hệ thống lái cơ: - Thường xuyên điều chỉnh độ căng của dây lái. - Kiểm tra dây lái, bánh lái, puli, cần điều khiển, xem cĩ vướng mắc, hư hỏng khơng, đồng thời tra dầu mở vào các bộ phận đĩ. Nếu phát hiện hư hỏng phải tiến hành sửa chữa, hoặc thay thế. - Trong quá trình sử dụng lâu dài phải định kỳ tháo ra rửa sạch, kiểm tra, tra dầu mở, những bộ phận bị mịn nhiều quá phải kịp thời thay thế. 1.4.2 Đối với hệ thống lái điện: - Đảm bảo cho thiết bị điện khơ ráo, khơng bị ẩm ướt. - Trước mỗi chuyến đi quay tay lái chậm sang phải, hoặc sang trái, sau đĩ quay hết lái, đồng thời theo dõi kim chỉ gĩc lái và quạt lái cĩ đồng bộ, đồng pha khơng. 27
1.4.3 Đối với hệ thống lái điện thủy lực: Thường xuyên kiểm tra các khớp dầu, các ống dẫn dầu xem cĩ gị rỉ khơng, cĩ thể thơng đồng hồ áp lực chất lỏng của hệ thống lái để kiểm tra nếu thấy áp lực bị giảm xuống dưới mức quy định thì phải sửa chữa ngay. Khi tàu neo đậu hoặc trong cảng bánh lái phải ở vị trí 0. 28
Bài 2: HỆ THỐNG NEO 2.1 Tác dụng: Hệ thống neo dùng để cố định vị trí tàu ở một vùng nước nhất định, ngồi ra nĩ cịn được dùng trong cơng tác điều động tàu như: ra vào cầu, quay trở, phá trớn tàu, qua cầu, ra cạn 2.2. Yêu cầu kỹ thuật của hệ thống neo - Thả neo nhanh chĩng, kéo neo lên thuận tiện. - Khi tàu chạy neo được cố định chắc chắn. - Trong thời gian ngắn nhất neo phải bám đáy tốt vào bất kỳ loại hình chất đáy nào và cĩ sức bám tốt. - Khi kéo neo bật lên khỏi đáy Tời neo một cách nhẹ nhàng. 2.3. Cấu tạo Lổ nống neo Hệ thống neo bao gồm: neo, dây neo, tời neo, lổ nống neo, hầm chứa Hãm lỉn lỉn, bộ phận phanh hãm. Dây neo Hầm Neo 2.3.1. Neo: chứa lỉn a) Tác dụng: Neo cĩ tác dụng bám đáy chắc chắn để tạo ra lực giữ tàu. b) Cấu tạo các loại neo: Neo cĩ nhiều loại khác nhau như: * Neo cĩ ngáng (neo hải quân): - Cấu tạo gồm: thân neo gắn liền với hai cánh, đầu cánh cĩ mỏ. Đầu trên cĩ lổ để xỏ ngáng. Đầu trên cùng là ma-ní nối với lỉn. Để bớt cồng kềnh, ngáng cĩ thể gập theo thân neo được khi khơng dùng đến. - Neo cĩ ngáng cĩ ưu điểm là: bám đáy chắc chắn, nhưng cồng kềnh, trong quá trình quay trở, lỉn hay bị vướng vào cánh neo. Mặt khác ở vùng nước cạn mỏ neo nhơ lên khỏi mặt đất cĩ thể làm thủng tàu. * Neo cánh gập (neo Hall): - Cũng cĩ các bộ phận: thân, mỏ neo, cánh neo, maní neo nhưng khơng cĩ ngáng. Cánh neo cĩ thể mở ra, gập lại được. Để ngăn cánh neo khơng mở ra quá độ, ở chỗ tiếp xúc giữa thân neo và cánh neo người ta làm những cựa gà. 29
- Trên các tàu hiện nay thường trang bị neo cánh gập hơn vì cĩ nhiều ưu điểm là: gọn gàng, kéo lên thả xuống nhanh chĩng, khi neo được kéo lên thì thân neo nằm hồn tồn trong lổ nống neo và cánh được áp sát vào mạn tàu. * Neo Matroxop: Cĩ thân giống như neo hall nhưng khác ở chỗ là neo Matroxop cĩ ngáng gắn liền với cánh. * Neo Đanpho: Giống như neo Matroxop nhưng ngáng nằm trên đường kéo dài của trục quay của cánh. Thân neo Thân neo Cánh neo Cánh neo ngáng ngáng Neo Đanphơ Neo Matrơxốp * Các loại neo khác: neo một cánh, neo nhiều cánh, neo xoắn ốc, neo rùa c) Bố trí neo trên tàu: Trên tàu neo được bố trí ở các vị trí sau: - Hai neo chính ở mũi, mỗi mạn một chiếc. - Một neo dự trữ phịng khi neo chính bị mất. - Ngồi ra, một số tàu cịn bố trí thêm một neo lái. d) Tính trọng lượng của neo: Trọng lượng và kích thước của neo phụ thuộc vào độ lớn của tàu. Trọng lượng của neo chính được xác định bằng cơng thức thực nghiệm sau: 3 2 P = 10. D K Trong đĩ: 30
- P: Trọng lượng neo (Kg) - D: Lượng chiếm nước khi chở đầy tải (Tấn) - K: Hệ số sức bám của neo tuỳ thuộc vào loại neo. Neo cánh gập cĩ K=1, neo matrơxốp cĩ K=2). - Hoặc bằng cơng thức gần đúng: P = 44.S - Trong đĩ S: Tiết diện ngang phần chìm giữa tàu. 2.3.2. Dây neo: - Dây neo là bộ phận nối giữa neo và thân tàu. Dây neo cĩ thể là dây sợi, dây nylon, dây cáp, dây lỉn, - Dây lỉn được cấu tạo từ những mắt lỉn nối lại với nhau tạo thành một đường lỉn. Độ dài mỗi đường khoảng 30m. Tuỳ theo mỗi con tàu khác nhau mà ta cĩ bấy nhiêu đường lỉn. Ta cĩ các loại mắt lỉn sau: Mắt lỉn cĩ ngáng mắt lỉn thường mắt lỉn xoay mắt lỉn mở - Mắt lỉn thường: Cĩ dạng hình bầu dục và dùng để xỏ maní ráp. - Mắt lỉn cĩ ngáng: Cĩ hình dạng giống như mắt lỉn thường nhưng cĩ ngáng ở giữa. - Mắt lỉn xoay: Để tránh cho lỉn bị xoắn khi tàu quay trở, mắt lỉn này thường được bố trí ở đường lỉn đầu tiên (đoạn nối với neo). - Maní: Để nối hai đường lỉn với nhau hoặc nối giữa lỉn với neo. - Mắt lỉn mở: Bao gồm hai nửa mắt lỉn ghép lại bằng các ngàm và chốt dùng để nối hai đường lỉn với nhau. - Mắt lỉn hoạt tính mỏ vịt: dùng để bỏ neo trong trường hợp khẩn cấp. Mắt lỉn này được bố trí ở đường lỉn cuối cùng (đoạn nối với thân tàu). 31
2.3.3 Cách đánh dấu đường lỉn: - Đường thứ nhất: Mắt lỉn cĩ ngáng cuối cùng của đường lỉn thứ nhất và mắt lỉn cĩ ngáng đầu tiên của đường lỉn thứ hai được sơn trắng. - Đường thứ hai: Hai mắt lỉn cĩ ngáng cuối cùng của đường lỉn thứ hai và hai mắt lỉn cĩ ngáng đầu tiên của đường lỉn thứ ba được sơn trắng. - Đường thứ ba: Ba mắt lỉn cĩ ngáng cuối cùng của đường lỉn thứ hai và ba mắt lỉn cĩ ngáng đầu tiên của đường lỉn thứ tư được sơn trắng. - Cách đánh dấu tương tự cho đường lỉn thứ tư, năm. - Từ đường lỉn thứ sáu trở đi cách đánh dấu giống như đường lỉn thứ 1, 2, 3. 2.3.4 Lổ nống neo: Dùng để dẫn hướng lỉn và là nơi chứa thân neo khi tàu hành trình. Xung quanh lổ nống neo người ta cĩ thể khoét những lổ xả nước rửa neo khi tàu thu neo. 2.3.5 Tời neo (máy tời): - Dùng để thu hoặc thả neo. 3 1 - Cĩ cấu tạo như hình vẽ, 2 bao gồm: 2 3 2 (1)- Tay quay (2)- Bánh răng truyền động 5 7 4 2 (3)- Trục quay 6 3 (4)- Bộ ly hợp (trám) 8 (5)- Bánh xe quấn lỉn (6)- Phanh đai (7)- Trống quấn dây (8)- Bệ đỡ - Nguyên lý hoạt động: + Chưa vào trám: khi quay tay quay (1), thơng qua các bánh răng truyền động (2) làm các trục (3) quay theo, trống quấn dây (7) và nửa trám (4) bên phải quay theo, bánh xe quấn lỉn (5) khơng quay làm lỉn và neo khơng chuyển động. Chế độ này được dùng để thu dây về bằng tời hoặc thử khả năng hoạt động của máy tời. + Khi vào trám: quay tay quay (1), thơng qua các bánh răng truyền động (2) làm các trục (3) quay theo, trống quấn dây (7), trám (4), bánh xe quấn lỉn (5) quay theo, làm lỉn và neo chuyển động thu hoặc thả xuống tuỳ thuộc vào chiều quay của tay quay. Chế độ này được dùng để thu neo về hoặc xơng neo ra khỏi lổ nống neo bằng tời. 32
2.3.6 Hầm chứa lỉn: Dùng để chứa lỉn neo. 2.3.7 Hãm lỉn: Dùng để giữ chặt lỉn khỏi bị xê dịch. Gồm các loại như: hãm gọng kềm, hãm chẹt cổ Kiểu gọng kiềm Kiểu chẹt cổ 2.4. Bảo quản hệ thống neo Hệ thống neo là một trong những hệ thống rất cần thiết ở trên tàu, do đĩ phải kiểm tra, bảo dưỡng cẩn thận. Cơng tác bảo dưỡng bao gồm: - Máy tời: Thường xuyên kiểm tra, bơi dầu mở vào bộ phận chuyển động như: hệ thống bánh răng, trục truyền động cũng như bộ phận phanh, hãm, trám (bộ ly hợp). Những bộ phận đĩ phải hoạt động nhẹ nhàng, linh hoạt, khơng bị kẹt, nếu thấy hư hỏng phải tiến hành sửa chữa hoặc thay thế. Sau khi thu neo xong phải đậy máy tời lại cẩn thận tránh bị nước mưa, nước biển làm hỏng máy tời. - Lỉn neo: kiểm tra độ mài mịn của các mắt lỉn nhất là những mắc nối, xem chốt nhỏ xuyên qua ngáng của mắc nối cịn tốt hay bị rỉ, bị gãy. Nếu khơng đảm bảo phải thay thế. - Để đảm bảo an tồn, khơng cho tàu khỏi hành nếu hệ thống neo cĩ những thiếu sĩt sau: + Thiếu một neo mũi (neo chính). + Mỗi dây lỉn thiết hai đường trở lên. + Mắc lỉn cĩ vết rạng nứt. + Đường kính của mắc lỉn bị mịn quá 10% so với kích thước ban đầu. + Máy tời trục trặc, phanh đai khơng chắc chắn, bộ ly hợp khơng nhạy, kích thước của mắc lỉn khơng phù hợp với hình dạng và kích thước của rảnh trên bánh xe quấn lỉn. 33
Bài 3: THIẾT BỊ BUỘC TÀU 3.1 Tác dụng Dùng để kéo tàu cập vào cầu tàu, vào các cơng trình nổi hoặc cập vào các cơng trình khác. Giữ cho tàu đứng yên khơng bị trơi dạt dưới tác dụng của giĩ và nước. Ngồi ra người ta cịn sử dụng thiết bị buộc tàu để dịch chuyển tàu dọc theo cầu tàu khi khơng sử dụng máy chính 3.2 Yêu cầu Thiết bị buộc tàu gồm nhiều bộ phận chúng phải thoả mãn một số yêu cầu cơ bản như sau: - Phải cĩ khả năng kéo được tàu, cập mạn vào cầu tàu khi cĩ giĩ thổi cấp 5 vuơng gĩc với chiều dài tàu - Các bộ phận của thiết bị buộc tàu phải được bố trí sao cho cơng việc chằng buộc tàu được thực hiện dễ dàng, an tồn khơng gây cản trở các hoạt động khác của tàu - Phải cĩ đủ độ bền để sao cho khi gặp quá tải mà khơng bị hư hỏng nặng - Phải dễ dàng thay đổi được chiều dài dây buộc tàu khi lực căng trên dây thay đổi 3.3 Các bộ phận cơ bản của thiết bị buộc tàu 3.3.1. Dây buộc tàu Dùng để chằng buộc vào cầu tàu hoặc các cơng trình nổi khác và thường được sử dụng là loại dây sợi thực vật hoặc sợi tổng hợp. Phải đảm bảo một số yêu cầu cơ bản như sau: - Phải đủ độ bền nhưng khơng nên quá bền để khi gặp quá tải dây sẽ bị đứt trước nhằm bảo vệ cho các bộ phận khác - Phải cĩ độ đàn hồi để sao cho cĩ khả năng chịu được tải trọng động - Nhẹ, đủ bền để dễ dàng trong quá trình thao tác làm dây cũng như thay đổi hướng chuyển động của dây. Vị trí thơng thường khi tàu cập vào cầu cảng như hình 3.1, ở vị trí như thế đối với tàu cỡ nhỏ phải bắt ít nhất 1 dây dọc mũi, 1 dây ngang mũi, 1 dây chéo mũi, 1 dây dọc lái,1 dây ngang lái và 1 dây chéo lái 34
6 5 4 3 2 1 Hình 3.1: Vị trí dây buộc tàu 1. Dây dọc mũi; 2. Dây ngang mũi; 3. Dây chéo mũi; 4. Dây chéo lái; 5. Dây ngang lái; 6. Dây dọc lái Đối với tàu cỡ trung bình, ngồi những dây kể trên chú ý tăng thêm 1 dây dọc mũi và 1 dây dọc lái. Đối với những tàu cỡ lớn thì các loại dây dọc, ngang và chéo phải tăng cường thêm, trong đĩ phải tăng cường trước hết là dây dọc mũi và dây dọc lái. Dây buộc tàu phải chắc chắn để đối phĩ được với trường hợp nổi giĩ hoặc nổi sĩng bất thường do tàu khác chạy ngang qua với tốc độ lớn gây nên Dây buộc tàu thường làm bằng dây sợi tổng hợp (nilơng, xtilơng, pectơng, caprơng). Trên những tàu chở dầu cĩ điểm bốc cháy dưới 61 0 C khơng dùng những dây dễ gây tia lửa điện khi cọ xát (dây cáp) hoặc dây dễ tích tụ điện (dây làm bằng sợi tổng hợp) mà thường dùng dây thực vật. Nhưng trên những tàu chở hàng khơ thường dùng dây sợi tổng hợp, vì dây này khơng gỉ, nhẹ, nổi được trên mặt nước, chịu được sức căng lớn và cĩ tính đàn hồi tốt. Dây cáp cĩ nhược điểm là dễ han gỉ, chìm dưới nước, nhưng chịu được sức kéo lớn. Nếu dây cáp và dây thực vật cùng chịu một lực kéo (phụ tải) như nhau thì dây thực vật cần cĩ kích thước lớn gấp 3 lần và trọng lượng lớn gấp 2 lần dây cáp. Dây thực vật thường dùng trên tàu là những loại dây đay, dây gai, dây manila. Tính đàn hồi theo chiều dọc của dây đay khoảng 25-30%, dây manila 15%, dây gai 10% Trên những tàu biển cỡ trung bình thường dùng dây cáp cĩ đường kính 19- 32mm và dây thực vật cĩ chu vi 100-300mm; chiều dài của dây dọc là 110-200m, chịu được sức kéo 2900-32600kg. Chiều dài của dây lai (khi dùng tàu kéo) là 110- 260m, chịu được sức kéo 4960-15700kg 3.3.2. Cọc bích - Là những cọc bằng sắt hoặc bằng gỗ, gắn liền trên mặt boong, dùng để quấn dây buộc tàu. Cọc bích cĩ hai loại chủ yếu: bích đơn và bích đơi. Loại bích đơn chủ yếu được dùng trên các tàu nhỏ. - Bích được hàn hoặc bắt bu lơng trên mặt boong. Đường kính ngồi của cọc bích thường lớn gấp 10 lần đường kính dây buộc tàu, sức chịu đựng của bích bằng sức chịu đựng cho phép của dây (sức chịu đựng cho phép của dây khi làm việc bằng 1/6 sức kéo đứt của dây). 35
Bích đơn Bích đơi 3.3.3. Đường dẫn dây: Dùng để dẫn hướng dây vào boong khi cơ, buộc vào bích, làm cho đường dây khơng bị lệch hướng và giảm ma sát. Đường dẫn dây cĩ các dạng khác nhau như: lổ nống xơ-ma con lăn Để tránh dây bị gãy, gập, người ta quy định đường kính của con lăn ít nhất phải lớn gấp 5,5 lần đường kính dây cáp hoặc 2,5 lần đường kính dây thực vật, chiều cao con lăn thường bằng 1,7 lần đường kính con lăn. Trong trường hợp dây buộc tàu sau khi chạy qua con lăn quay hướng trở lại 1800 con lăn sẽ chịu lực tác dụng lớn gấp đơi sức căng của dây. Do đĩ, khi thiết kế người ta lấy sức kéo cho phép của con lăn lớn gấp đơi sức kéo cho phép của dây và bằng 1/3 sức kéo đứt của dây. 3.3.4. Khung quấn dây: Dây buộc tàu khi khơng làm việc sẽ được quấn vào khung quấn dây. Khung quấn dây thường đặt gần máy tời hoặc cọc bích. Khung quấn dây cĩ nhiều hình dạng khác nhau nhưng bộ phận cơ bản của chúng đều giống nhau như: trống quấn dây, giá đỡ, bàn đạp phanh, phanh đai. Trong trường hợp quấn dây to, nặng người làm thêm tay quay và bộ phận truyền động răng cưa để tay trống quấn dây được nhẹ nhàng hơn. Dây ném (dây mồi) Khung (trống) quấn dây 3.3.5. Dây ném (dây mồi): 36
Được dùng để đưa dây buộc tàu lên bờ trong trường hợp dây buộc tàu lớn và nặng khơng thể đưa trực tiếp lên bờ được. Dây ném thường làm bằng dây sợi, mềm, cĩ chu vi khoảng 25-30mm, chiều dài khoảng 30-35m, một đầu của dây ném được buộc vào quả ném. 3.3.6 Quả đệm (đệm va): Quả đệm được làm bằng vật liệu mềm, dẻo, đàn hồi tốt (thường dùng bánh xe), cĩ tác dụng giảm tốc độ va chạm và tránh sự cọ sát trực tiếp giữa vỏ tàu và cầu cảng (hoặc giữa hai vỏ tàu với nhau), tránh vỏ tàu bị hư hỏng, mĩp méo. Quả đệm được dùng khi tàu cập cầu hoặc cập mạn phương tiện khác. 3.3.7 Ma-ní: - Dùng để nối những đoạn dây hoặc xích lại với nhau hoặc giữa chúng với các cấu trúc của vỏ tàu như: nối hai đường lỉn với nhau, nối giữa lỉn với neo, nối lỉn với khuyết - Ma-ní gồm cĩ 2 phần: thân và ắc. Thân maní cĩ thể là hình vuơng nhưng phổ biến là hình bán nguyệt. Một đầu ắc cĩ tai vặn để vặn bằng tay, đầu kia cĩ răng để xốy chặt vào thân. - Trên thân ma-ní cĩ ghi các số liệu như: cở ma-ní, sức kéo làm việc, xưởng sản xuất. Khi sử dụng phải chọn maní phù hợp, khơng dùng maní đã bị rạng nứt hoặc mịn quá nhiều. Phải thường xuyên kiểm tra, nếu maní bị gỉ thì gõ sạch gỉ, lấy dầu hoả rửa sạch, lấy mở bơi lên ren của thân và ắc. 37
Thân Thân Ắc Ngáng Tay vặn Bulông Maní Cóc cáp Ren 3.3.8 Cĩc cáp (ốc xiết cáp, chân chĩ): - Dùng để liên kết tạm thời dây. - Cấu tạo gồm: thân cĩ ren để bắt bu lơng, ngáng để liên kết tạm thời dây. 3.3.9 Tăng đơ (vít chai): - Dùng để xiết căng dây. Cĩ cấu tạo gồm vỏ kín hoặc khơng kín, bên trong vỏ cĩ 2 trục vít, trên trục vít cĩ ren, một trục cĩ ren là chiều phải thì trục kia là ren chiều trái. - Khi xuất xưởng phải ghi sức kéo làm việc, khi sử dụng phải chọn tăng đơ cĩ sức kéo phù hợp nếu khơng sẽ làm hỏng tăng đơ hoặc khơng an tồn khi sử dụng. - Thường xuyên bơi dầu mở vào các ren của trục vít và đầu vỏ để vặn được dễ dàng. Vỏ Trục vít Tăng đơ Khuyên 3.3.10 Khuyên (lá bàng): Được dùng để lồng vào trong các khuyết đầu dây để tránh sự ma sát trực tiếp giữa dây với thiết bị khác. 3.3.11 Rịng rọc: a) Tác dụng của rịng rọc: Rịng rọc hay cịn gọi là pu-li, rỏ rẻ, thường được dùng trong hệ thống treo cầu thang mạn, canơ cứu sinh, treo cờ tín hiệu Rịng rọc cĩ tác dụng làm thay đổi hướng dây và làm giảm ma sát. b) Cấu tạo: 38
Cấu tạo của rịng rọc bao gồm: vỏ làm bằng gỗ hoặc bằng chất dẻo, bên trong cĩ một hoặc nhiều bánh xe bằng gỗ, đồng, gang hoặc thép quay quanh trục của nĩ. Trên chu vi của bánh xe cĩ rảnh để đặt dây, phía trên cĩ quai để treo rịng rọc. Bánh xe Vỏ Trục c) Phân loại rịng rọc: - Rịng rọc đơn: là loại chỉ cĩ 1 bánh xe. - Rịng rọc kép: là loại cĩ 2 bánh xe. - Rịng rọc dài: cĩ từ 3 bánh xe trở lên. - Rịng rọc mở: là loại đặc biệt, một bên má cĩ cửa mở để bắt dây mà khơng phải luồn đầu dây. d) Sử dụng rịng rọc: Rịng rọc khi xuất xưởng phải cĩ giấy chứng nhận ghi rõ sức kéo làm việc, đường kính hoặc chu vi của dây dùng cho rịng rọc Khi sử dụng khơng nên để rịng rọc chịu sức kéo lớn hơn sức kéo làm việc. Chọn kích thước của rịng rọc lớn hay nhỏ phụ thuộc vào cở dây, phải dùng rịng rọc cĩ chiều ngang tối thiểu bằng 4/5 đường kính của dây. Ngồi ra giữa bánh xe và hai má phái cĩ khe hở. Nếu chọn rịng rọc khơng vừa với bánh xe thì làm cho đường dây mau hỏng. Khơng dùng những rịng rọc đã bị hỏng bạc trục, trục đã bị mài mịn hoặc mĩc đã duỗi ra, vỏ, con lăn, mĩc bị rạng nứt. e) Bảo quản rịng rọc: Phải thường xuyên (khoảng 2-3tháng/1 lần) kiểm tra, lau chùi và cạo sạch gỉ sét, tra mở bị vào các bộ phận đĩ. f) Pa-lăng: Tác dụng của pa-lăng: Dùng để giảm sức kéo ở đầu dây. Cách luồn dây vào pa-lăng: 39
Palăng 1-1 Palăng 2-1 Palăng 2-2 - Pa-lăng đơn: Là loại pa lăng cĩ 1 bánh xe cố định ở trên và một bánh xe di động ở dưới. Khi đĩ ta luồn dây vào bánh xe cố định ở trên, bánh xe di động ở dưới rồi bắt chết vào rịng rọc cố định ở trên. - Pa-lăng 2-1: pa-lăng gồm 2 bánh xe cố định ở trên và 1 bánh xe di động ở dưới. Khi đĩ ta luồn dây vào bánh xe cố định ở trái trên, bánh xe di động ở dưới, bánh xe cố định ở phải trên, và bắt chết vào rịng rọc di động dưới. - Pa-lăng 2-2: Pa-lăng gồm 2 bánh xe cố định ở trên và 2 bánh xe di động ở dưới. Ta luồn dây vào bánh xe cố định ở trái trên, bánh xe di động ở trái dưới, bánh xe cố định ở phải trên, bánh xe di động ở phải dưới và bắt chết vào rịng rọc cố định ở trên. - Pa-lăng 3-2: pa-lăng gồm 3 bánh xe cố định ở trên và 2 bánh xe di động ở dưới. Cách luồn: giữa trên, phải dưới, trái trên, trái dưới, phải trên, và bắt chết vào rịng rọc di động ở dưới. - Pa-lăng 3-3: Cĩ 3 cách luồn sau: + Cách 1: Trái trên, trái dưới, giữa trên, giữa dưới, phải trên, phải dưới và bắt chết vào rịng rọc cố định ở trên. + Cách 2: Giữa trên, phải dưới, phải trên, giữa dưới, trái trên, trái dưới và bắt chết vào rịng rọc cố định ở trên. + Cách 3: Giữa trên, giữa dưới, phải trên, phải dưới, trái trên , trái dưới và bắt chết vào rịng rọc cố định ở trên. Bài 4 CÁC TRANG THIẾT BỊ AN TỒN 4.1 Trang thiết bị cứu sinh 4.1.1 Phao trịn cứu sinh 4.1.1.1 Kết cấu - Cĩ dạng hình trịn, được làm bằng vật liệu cĩ tính nổi tốt, khơng bị ảnh hưởng do va đập làm mất tính nổi dùng để cứu người rơi xuống nước. - Cĩ đường kính ngồi > 800mm, đường kính trong > 400mm. 40
- Khơng bị cháy hoặc tiếp tục cháy khi ngập trong ngọn lửa trần trong vịng khoảng 2s. - Cĩ khả năng chịu được những cú ném từ độ cao 30m xuống nước. - Phao phải được trang bị dây bám cĩ chiều dài > 4 lần đường kính ngồi của dây và được gắn liền vào phao ở 4 điểm cách đều nhau với độ chùng như nhau. 4.1.1.2 Yêu cầu về trang bị: a) Đối với tàu hàng, tàu kéo và tàu cơng trình tự hành: Cấp tàu Chiều dài tàu Phao trịn (chiếc) (m) Tổng số Phao cĩ dây ném SI 30 2 1 > 30 4 1 SII 30 2 - > 30 4 - b) Đối với tàu khách, tàu phục vụ và phà tự hành: Cấp tàu Chiều dài tàu Phao trịn (chiếc) (m) Tổng số Phao cĩ dây ném 10 1 - 11÷20 2 1 SI 21÷60 4 2 > 60 6 2 10 2 - SII 11÷20 2 - 21÷60 4 - > 60 6 - c) Đối với tàu khơng tự hành: Cấp tàu Chiều dài tàu (m) Phao trịn (chiếc) SI và 30 2 SII > 30 4 41
- Phà ngang sơng, theo chiều dài của phà ở mỗi mạn, cứ 4m đặt một phao trịn. - Trường hợp đồn sà lan đẩy được ghép theo đội hình 2 hàng dọc thì số lượng phao trịn cứu sinh được giảm đi 50% so với yêu cầu. 4.1.1.3 Bố trí phao trịn trên tàu - Phải bố trí phao trịn dọc theo tàu tại chỗ dễ đến, dễ thấy nhất, giá đỡ phao khơng được cản trở phao tự nổi khi tàu bị chìm. - Nếu tàu được trang bị hai phao trịn loại cĩ dây ném thì mỗi mạn đặt một chiếc. 4.1.2 Phao áo: 4.1.2.1 Kết cấu: - Được làm bằng các vật liệu cĩ tính nổi tốt, khơng bị cháy hay tiếp tục cháy sau khi ngọn lửa trần bao trùm hồn tồn trong vịng 2s. - Dễ sử dụng, cĩ thể mặc đúng trong vịng 1 phút mà khơng cần sự giúp đỡ của người khác sau khi được hướng dẫn. - Cĩ khả năng mặc được cả chiều phải lẫn chiều trái và phải kết cấu sao cho khơng thể mặc nhầm. - Người mặc cảm giác thoải mái. - Cho phép nhảy ở độ cao 4,5m xuống biển. - Cĩ khả năng nâng mồm người bị bất tỉnh hoặc bị kiệt sức lên trên mặt nước ít nhất 12cm cịn thân người ngả về phía sau một gĩc 200-500 so với phương thẳng đứng. - Lật thân người bất tĩnh ở tư thế bất kỳ trong nước về trong vịng 5s. - Tính nổi khơng bị giảm quá 5% khi ngâm trong nước ngọt liên tục 24h. 42
4.1.2.2 Quy định về trang bị phao áo trên tàu: - Đối với tàu hàng: phải trang bị đủ cho tồn bộ thuyền viên trên tàu. - Đối với tàu khách: + Phải cĩ đủ áo phao cho tổng số thuyền viên và hành khách trên tàu. Ngồi ra cịn phải trang bị thêm 10% áo phao cho trẻ em. + Tàu khách cĩ thời gian chạy liên tục dưới 4 giờ thì cĩ thể giảm số phao áo (cho khách) xuống 50% so với yêu cầu. - Với phà tự hành, phao áo chỉ trang bị cho thuyền viên. 4.1.2.3 Bố trí phao áo trên tàu: - Phao áo dùng cho hành khách và thuyền viên được bố trí ngay trong buồng khách và buồng thuyền viên, để ở nơi dễ đến. - Nếu phao áo dùng cho hành khách được bố trí ngồi buồng khách, phải chia thành nhĩm, mỗi nhĩm khơng quá 20 chiếc, để ở nơi dễ đến, cĩ biển báo được chiếu sáng với dịng chữ “phao áo cứu sinh”. 4.1.3 Phao ống: Được làm bằng sắt cuốn thành hình trụ, hai đầu bịt kín, bên trong rỗng liên kết lại với nhau. Loại phao này được trang bị nhiều trên tàu khách, nhất là trên phà. Phao ống Phao bè Phao tròn 4.1.4 Xuồng cứu sinh: Là phương tiện cấp cứu nhanh nhất, an tồn nhất. Xuồng cứu sinh được làm bằng sắt thép, bằng gỗ, cao su Cĩ loại trang bị động cơ, cĩ loại chạy bằng buồm hoặc chèo tay. Trên xuồng cĩ trang bị lương thực thực phẩm, hải đồ, la bàn, các trang bị phát tín hiệu cấp cứu 4.1.5 Bè cứu sinh: 43
Là loại phao làm bằng cao su, bên trong rỗng để chứa khơng khí, phía trên cĩ mái che. Trong phao được trang bị đầy đủ các dụng cụ chuyên dùng như: la bàn, hải đồ, thiết bị phát tín hiệu cấp cứu 4.2 Trang thiết bị cứu hỏa 4.2.1 Các trang thiết bị cứu hỏa: Trang bị cứu hoả được sơn màu đỏ và bố trí khắp nơi trên tàu và cĩ nhiều loại, mỗi loại cĩ một cơng dụng khác nhau như: - Xơ cứu hoả: làm bằng sắt mạ kẽm giống như xơ thường nhưng sơn màu đỏ, trên thân kẻ chữ “xơ chữa cháy” bằng sơn trắng. Xơ để trên giá đặt trên boong chính, boong thượng tầng, cánh gà buồng lái và hành lang ngồi của thượng tầng kiến trúc. Trên quai xơ được buộc dây thực vật cĩ chu vi ít nhất là 47mm, chiều dài của dây phải đảm bảo múc được nước ngồi mạn. Dùng xơ để múc nước dập lửa, khi đám cháy nhỏ và chưa kịp dùng những thiết bị dập lửa khác. - Thùng cát: trên boong chính, boong thường kiến trúc, nơi gần kho sơn, kho vật liệu, gần két nhiên liệu lỏng (dầu đốt) thường bố trí một hoặc nhiều thùng cát. Thùng cát sơn đỏ cĩ kẻ “cát chữa cháy” bằng sơn trắng cĩ dung tích 0, 15-1, 25 m3. Thùng cĩ nắp kín nhưng cĩ thể mở được dễ dàng và nhanh chĩng bất cứ lúc nào, trong thùng đựng cát sạch và mịn. Cát dùng để dập những đám cháy nhỏ và những đám cháy bằng nhiên liệu lỏng. - Xẻng: được đặt bên cạnh thùng cát dùng để xúc cát, xẻng. - Máy bơm, vịi rồng: Để phun nước. - Chăn, vải bạt: là loại ngấm nước. Hiện nay phổ biến là dùng amiăng, cĩ kích thứơc 1,5mx2m hoặc 2, 0mx2, 5m. Dùng để trùm kín đám cháy nhỏ. - Dao, búa: Dùng để chặt phá. - Mĩc, câu liêm: Dùng để giật, dở vật cháy. Được đặt trê giá hoặc treo trên tường, bố trí trên hành lang, trên boong chính, làm bằng thép cứng. Câu liêm cĩ hình lưỡi liềm dùng để giật đổ những cấu trúc bằng gỗ, vải bạt, dây thực vật, khơng cho đám cháy lan rộng. - Xà beng cĩ hai đầu, một đầu nhọn đầu kia gần giống lưỡi búa dẹt và nghiên 300. Dùng lưỡi xà beng để nhổ định, phá khố, bẩy bản lề, dùng đầu nhọn để đâm thủng vách ngăn. - Rìu: cĩ một đầu nhọn như cuốc chim, đầu kia là một lưõi dày, khoẻ và sắc, cán bằng gỗ. Dùng rìu để chặt dây cáp, phá cửa, cách ly và hạn chế phạm vi đám cháy. Chốt an tồn Cị (mở van) - Thang. 4.2.2 Các loại bình chữa cháy xách tay: Vịi phun Khí CO2 4.2.2.1. Bình chữa cháy bằng CO2: Vỏ bình a) Cấu tạo: Tay cầm 44 Loa Bìnhphun chữa cháy CO2
Gồm vỏ bình bằng kim loại, bên trong bình chứa đầy khí CO 2 được nén dưới áp suất cao. Khí CO2 được giữ lại trong bình bởi một van đặt trên miệng bình, van được điều khiển bởi một tay cị, tay cị được khố lại bằng chốt an tồn và được kẹp chì để tiện cho việc kiểm tra và bảo quản bình. Ngồi ra cịn cĩ vịi phun, loa phun, tay cầm để tránh bị bỏng lạnh khi sử dụng. b) Cách sử dụng: Khi xảy ra cháy: - Xách bình tiếp cận đám cháy ở trên giĩ. - Đặt bình xuống. - Rút chốt an tồn. - Tay trái cầm tay cầm trên loa phun hướng vào gốc lửa tối thiểu 0,5m cịn tay kia mở van hoặc bĩp cị (tuỳ theo từng bình). Đối với các bình nhỏ (MT2, MT3), tay trái đáy bình, tay phải bĩp cị. - Dưới áp suất cao trong bình, CO2 được phun ra ngồi qua vịi phun phun vào đám cháy. 4.2.2.2 Bình bột khơ: a) Cấu tạo: Gồm vỏ bình bằng kim Chốt an toàn loại, bên trong bình ở phía dưới chứa bột chữa cháy. Phía trên Tay cò được nén đầy khí nitơ (N2) dưới áp suất cao làm lực đẩy để phun Đồng hồ đo áp lực thuốc bột khơ. Cả bột chữa cháy Khí nitơ Vòi phun và khí CO2 được giữ lại trong bình bởi một van đặt trên miệng Bột hoá học bình, van bình được điều khiển Vỏ bình bởi một tay cị đặt trên miệng Loa phun bình. Nhằm đảm bảo an tồn, người ta bố trí ở van một chốt Bình bột khô MFZ 4 an tồn trên tay cị và được kẹp chì để tiện cho việc kiểm tra và bảo quản. Ngồi ra cịn cĩ vịi phun, loa phun. b) Cách sử dụng Khi cĩ cháy xảy ra. - Xách bình tiếp cận đám cháy ở trên giĩ. - Lộn bình lên xuống khoảng 5 -7 lần sau đĩ đặt bình xuống. - Rút chốt an tồn. 45
- Tay trái cầm vào vịi phun hướng vào gốc đám cháy ở khoảng cách khoảng 1-2 m, tay phải mở van (bằng cách bĩp cị). - Dưới áp suất cao trong bình, bột sẽ được phun ra ngồi qua vịi phun vào đám cháy. 4.2.2.3. Bình chữa cháy bằng bọt: a) Cấu tạo: Cần mỏ vịt - Vỏ bình bằng kim loại chứa dung dịch Lị xo NaHCO3, Vịi phun - Trong bình cĩ ruột bình là chai thủy tinh (hoặc chai nhựa) đựng dung dịch Al2 (SO4)3. Chai thủy tinh - Miệng chai thủy tinh cĩ nắp, trên nắp cĩ lị Vỏ bình xo giữ cho nắp đậy chặt. - Nắp nối liền với cần mỏ vịt bằng một địn nhỏ. Bình bọt - Trên bình cĩ vịi phun. b) Cách sử dụng: - Khi chữa cháy, xách bình tiếp cận đám cháy (khoảng 1m) ở trên giĩ, kéo mỏ vịt làm bật nút chai thuỷ tinh, dốc ngược bình và lắc bình nhiều lần làm cho hai dung dịch bên trong trộn lẫn với nhau, xảy ra phản ứng hố học: Al2 (SO4)3 + 6 NaHCO3 = 2Al (OH)3 + 3 Na2 SO4 + 6 CO2. - Bọt khí xuất hiện cùng với áp suất tăng lên. - Khối bọt này lớn gấp 8 -12 lần khối dung dịch cũ. Vbọt > 8 (VA +VB) Vbọt > 8(6+1) = 56 lít. Vbọt: Thể tích bọt sau phản ứng. VA : Thể tích dung dịch thuốc A. VB: Thể tích dung dịch thuốc B. - Trong bình sinh ra khí CO2 nhẹ gấp 10 lần so với nước, nên cĩ thể nổi lên trên dầu và xăng, ngăn cách các chất cháy với không khí để dập tắt ngọn lửa. Ngồi ra, bọt Al (OH)3 cĩ tác dụng như một màng phủ lên trên mặt chất cháy, ngăn cách ơxy với chất cháy, làm cho đám cháy bị ngạt, thiếu ơxy. Do đĩ, loại này dùng rất cĩ hiệu quả với đám cháy xăng, dầu. 4.3 Trang thiết bị hàng giang và cứu thủng 4.3.1 Trang bị hàng giang: TT Tên trang bị Cấp SI Cấp SII 46
1 Đồng hồ tàu. 1 1 2 Dụng cụ đo sâu bằng tay kiểu đơn giản. 1 - 3 Thước đo mực nước. 1 1 4 Thước đo độ nghiêng. 1 1 5 Ong nhịm 7x50. 1 - 6 Radio. 1 - 7 Cầu lên xuống. 1 1 - Tàu hoạt động ở vùng co cấp cao hơn thì trang bị hàng giang cho tàu phải phù hợp với vùng đĩ. - Tất cả các tàu khách mang cấp SI phải được trang bị ít nhất một máy VTĐ thoại sĩng mét (VHF) hàng hải cĩ cơng suất phát khơng nhỏ hơn 25W. - Máy VTĐ phải lắp đặt cố định chắc chắn trong buồng lái tại vị trí dễ sử dụng. - Ang ten dùng cho máy VTĐ phải là loại phân cực kiểu đứng, được đặt trên nĩc buồng lái sao cho khơng vượt quá kim thu sét của tàu - Máy VTĐ phải được cấp điện từ nguồn điện chính và nguồn điện sự cố của tàu. 4.3.2 Trang bị cứu thủng: 4.3.2.1 Nguyên nhân tàu bị thủng: - Do va chạm giữa tàu với tàu. - Do va chạm giữa tàu với các vật thể khác như: cầu cảng, đá ngầm - Do sĩng giĩ. - Do mịn tự nhiên. - Do hàng hố bị dịch chuyển. - Do bắn phá. 4.3.2.2 Các cơng việc cần làm ngay khi tàu bị thủng: Khi phát hiện tàu bị thủng phải thực hiện các cơng việc sau: - Báo động tàu bị thủng. - Phải dừng máy. - Đĩng tất cả các cửa kín nước lại, các hệ thống dẫn nước phải khố lại. - Gia cường các vách ngăn kín nước cạnh khoang bị thủng. - Thường xuyên kiểm tra độ kín nước của các cửa kín nước. - Chuẩn bị huy động mọi dụng cụ cứu thủng và tiến hành cứu thủng 47
- Nếu là tàu đâm nhau mà vẫn cịn mắc vào nhau thì vẫn giữ nguyên như vậy để tạo điều kiện cho tàu bị thủng nhẹ giúp đỡ cho tàu bị thủng nặng. 4.3.2.3 Xác định vị trí và kích thước lổ thủng: Cĩ nhiều phương pháp xác định vị trí và kích thước lỗ thủng. Tuỳ theo từng trường hợp mà áp dụng các phương pháp sau đây: - Đo mực nước ở các hầm, các két mà đặc biệt là hầm máy. Khi tàu đậu trong cảng phải đo nước mỗi ngày 2 lần, khi tàu chạy mỗi ca trực phải đo 1 lần, ghi kếu quả đo vào nhật ký. Dùng một thanh đồng cĩ khắc vạch làm thuớc, đầu thước buộc dây thực vật. Thả thước này vào lổ đo của các la cnh hầm hàng, la canh buồng máy, khoang mũi, khoang lái, các ballast. Đọc vết nước để lại trên thước sẽ cho kết quả đo được (trước khi đo bơi phấn vào thước để nhìn rõ vết nước sau khi đo), đem so sánh kết quả đo nước của nhiều lần đo trước đĩ để phát hiện tàu cĩ bị thủng hay khơng và thủng ở khoang nào. - Đối với lổ thủng lớn thì cĩ thể nghe được tiếng nước chảy rĩc rách và nhìn mặt nước xung quanh thấy xốy trịn và bị hút xuống cĩ thể xác định được vị trí. - Nếu thời tiết tốt, ta dùng mùn cưa hay cám rắc xuống nước ở hai mạn tàu, nếu thấy mùn cưa hay cám bị hút xuống hay xốy trịn một chỗ thì chỗ đĩ bị thủng. - Đối với tàu chở than, khi nước tràn vào thì một số bọt khí bị thảy ra. - Dùng vợt: trên tay vợt cĩ thang chia mét, mặt vợt cĩ khâu bằng vải bạt. Thả vợt xuống hai mạn tàu, nếu như vợt bị hút chặt vào mạn tàu thì lổ thủng nằm ngay vị trí đó. - Đối với những chỗ rạng nứt, ta dùng phấn bơi vào phía trong, nếu thấy phấn ướt thì chổ đĩ bị rạng nứt. - Trường hợp các biện pháp trên khơng áp dụng được thì phải cho thợ lặn xuống để xác định vị trí và kích thước lổ thủng, nhưng phải chú ý an tồn. - Ngồi ra dựa vào độ nghiêng, chúi của tàu cũng cĩ thể biết được lổ thủng ở phần tư nào của tàu. Sau khi xác định được vị trí và kích thước lổ thủng thì cĩ thể xác định được lượng nước tràn vào. Ngược lại, đo lượng nước tràn vào thì cũng đốn được kích thước lổ thủng. Trung bình lổ thủng 3cm2 thì khối nước tràn vào là 8T/h. Trong quá trình thí nghiệm, người ta đã tìm ra cơng thức tính lượng nước tràn vào trong một giờ như sau: Q = 4.F. h 48
Trong đĩ: F: diện tích lổ thủng h: Chiều cao tính từ tâm lổ thủng đến mặt nước. 4.3.2.4 Dụng cụ cứu thủng: Căn cứ vào kích thước của tàu, loại tàu và nhiệm vụ vận tải của tàu để trang bị đầy đủ dụng cụ cứu thủng. Những dụng cụ cứu thủng để ở chỗ dễ đến, dễ lấy được, luơn sẵn sàng hoạt động. Khơng để trong hầm hàng hoặc những kho ở sâu trong hầm tàu. Tốt nhất là để trên boong thượng tầng kiến trúc hoặc kho mũi tàu, vị trí của chúng phải ghi rõ trong bảng báo động cứu thủng. Dụng cụ cứu thủng chỉ được dùng trong lúc cứu thủng hoặc báo động tập luyện cứu thủng, khơng được dùng vào bất kỳ việc gì khác. Dụng cụ cứu thủng phải bảo quản tốt, mỗi năm phải kiểm tra tình trạng kỹ thuật ít nhất một lần. a) Bơm: Dùng để bơm nước ra khỏi tàu sau khi đã bịt xong lổ thủng, hoặc chuyển khối nước từ hầm này sang hầm khác. b) Nêm và nút gỗ: Được làm sẵn bằng loại gỗ mềm, dẽo như gỗ thơng, bạch dương, với nhiều kích cở và hình dạng khác nhau, dùng để kịt các lổ thủng nhỏ. Nêm hình tam giác để bịt những khe hở và vết nứt của vỏ tàu. Nút hình nĩn dùng để bịt kín những ống nước và lổ thủng hình trịn, nếu lổ thủng lớn thì dùng nút to. c) Bulơng chuyên dùng: Bulơng chuyên dùng cĩ nhiều kiểu, cĩ loại thẳng, loại cong. Loại thẳng cĩ đầu tù, chẻ đơi, một nửa đầu xoay ngang được. Loại cong cĩ loại cong thường và loại đầu cĩ ngạnh xoay ngang. Dùng để bịt những lổ thủng trịn, nhỏ cĩ đường kính 15-30cm. 49
d) Thảm: Được làm sẵn với các cở và các kiểu khác nhau. Loại này dùng để bịt các lổ thủng lớn, khơng dùng nêm hay bulơng được. Thảm được chia làm 4 loại sau: * Thảm loại 1: Cĩ độ bền kém nhất so với những loại thảm khác, cĩ kích thước là 2mx2m, làm bằng 2-3 lớp bạt dày, khâu thành từng đường cắt nhau thành những ơ vuơng cạnh 40cm. Chu vi thảm được khâu viền bằng dây gai ngâm dầu cở 65-75mm. Ở 4 gĩc và giữa cạnh trên làm thành khuyết đầu dây. Loại thảm này nhẹ, cĩ độ bền kém, dùng để bịt lổ thủng khơng lớn lắm. Nĩ chịu được áp suất lớn nhất là 600 KG/m 2. Do đĩ, khơng dùng để bịt lổ thủng cĩ diện tích lớn hơn 0,1 m2, ở độ sâu lớn hơn 6m. * Thảm loại 2: Cĩ độ bền tốt hơn thảm loại 1 khoảng 4-5 lần, làm bằng 2 lớp vải bạt dày, giữa cĩ 1 lớp chiếu cĩi. Khâu những đướng cắt nhau thành những ơ vuơng cạnh 40 cm, kích thước của thảm là 2mx2m, chu vi thảm được khâu viền bằng dây gai ngâm dầu cở 75-90mm. * Thảm loại 3: Cĩ độ bền như thảm loại 2, kích thước 3mx3m hoặc 3,5mx3,5m, làm bằng 2 lớp vải bạt, ở giữa là một lớp đệm khơng thấm nước. Chu vi được khâu viền bằng dây thực vật như thảm loại 2. Ở hai cạnh trên và dưới của thảm khâu túi bạt, cĩ thể xỏ hai thanh kim loại vào hai túi để gia cường, dùng ở nơi vỏ tàu bằng phẳng hoặc hình ống. * Thảm loại 4: Cĩ độ bền cao nhất, kích thước 3mx3m hoặc 4,5mx4,5m làm bằng lưới sắt bện từ dây cáp mềm cở 9mm, giữa các mắt lưới đạt những thảm cũ, bạt rách để độn, ở mỗi mặt của lưới sắt phủ 2 lớp bạt dày. Lưới sắt viền bằng dây cáp cở 9mm. Chu vi tồn bộ thảm viền bằng dây gai ngâm dầu khoảng 75-90mm. e) Bê tơng: Dùng để hàn kín lổ thủng. Thành phần của bê tơng gồm xi măng, cát, đá giăm, nước. Để đảm bảo cho bê tơng chống khơ, người ta thêm HCl và CaCl2. 4.3.2.5 Các phương pháp chống thủng: Cứu thủng là cơng việc cấp bách, cần thiết và quan trọng để đảm bảo an tồn cho phương tiện và con người. Việc cứu thủng rất phức tạp, tuỳ trường hợp cụ thể mà ta áp dụng một trong các biện pháp sau đây: a) Bịt các lổ thủng bằng các dụng cụ sẵn cĩ trên tàu (thảm, nắp vít, nêm ) 50
- Nếu là vết rạng nứt thì dùng bao bì hay mùn cưa trộn với chất dính để nhét vào chổ hở. - Đối với vết nứt lớn dùng nêm được thì nên khoan hai đầu để vết nứt khơng rạng dài thêm. Khi dùng nêm, lấy vải bạt quấn vào nêm, nếu cĩ điều kiện thì nên nêm từ bên ngồi vào trong, dưới tác dụng của áp lực nước thì nêm sẽ khơng bị trượt ra. Nếu lổ thủng ở sâu dưới đáy thì nêm từ trong ra nhưng phải cĩ vật nặng để chèn, ép, gia cố cho nêm chắc chắn. - Khi vỏ tàu thủng một lỗ trịn, ta lấy một mảnh gỗ cĩ đường kính lớn hơn miệng lổ thủng một chút để làm nắp, giữa miếng gỗ dùi một lỗ xỏ vừa bu lơng. Đưa đầu cĩ ngạnh của bu lơng qua lỗ thủng ra ngồi mạn tàu, xoay ngang để ngạnh tì vào mạn ngồi của, xung quanh lỗ thủng đệm bằng bạt, xỏ lỗ giữa nắp gỗ vào bu lơng để nắp gỗ đè chặt vào đệm. Nếu bulơng cịn dài thì lấy một miếng gỗ dày làm đệm đệm vào giữa nắp gỗ và đai ốc, xốy chặt đai ốc để nắp gỗ ép mạnh vào đệm, nước khơng rị rỉ vào được. Vỏ tàu Đệm Ron đệm Tôn lót Bulông Ốc Gioăng cao su Bịt lổ thủng bằng nêm Bịt lổ thủng bằng nắp vít - Đối với lổ thủng lớn hơn nữa mà khơng dùng nêm hay nắp vít được mà mép của lổ thủng vát vào trong thì dùng thảm mềm để bịt. Cách bịt như sau: Dùng maní bắt hai khuyết đầu dây ở hai gĩc trên của thảm và hai sợi dây thực vật gọi lài hai dây trên. Đưa hai dây trên lên mặt boong, chiều dài mỗi dây ít nhất là 1, 6 (H+0,5B). Trong đĩ H là chiếu cao mạn, B là chiều rộng của tàu. Dùng maní bắt hai khuyết đầu dây ở hai gĩc dưới của tảhm vào hai dây cáp mềm gọi là hai dây dưới. 51
Chiều dài của mỗi dây ít nhất là 1,6 (2H+0,5B). Các dây dưới phải luồn xuống dưới đáy tàu rồi đưa sang mạn bên kia bằng cách dùng dây ném cĩ treo vật nặng ở giữa. Hai người cầm hai đầu dây ném từ mũi về lái ngang qua vị trí lổ thủng, sau đĩ buộc các đầu dây dưới vào dây ném để kéo sang mạn bên kia. Các dây trên và dây dưới phải chắc hơn dây viền chu vi của thảm khoảng 20-30%. Khuyết đầu dây ở giữa buộc một dây thực vật gọi là dây kiểm tra độ cao. Trên dây này cĩ đánh dấu vạch giống như dây đo sâu, đọc được độ cao tính từ trung tâm của thảm tới be mạn tàu. Cách đặt thảm vào lỗ thủng như sau: Trước hết để hai gĩc mép dưới của thảm lên trên be mạn tàu, thảm trải rộng, hai gĩc mép trên của thảm để trên mặt boong. Hai đầu dưới luồn từ mũi tàuvề lỗ thủng rồi lấy maní bắt vào khuyết đầu dây ở hai gĩc dưới của thảm. Từ từ đưa mép dưới của thảm ra ngồi mạn, đồng thời dùng maní bắt dây trên vào khuyết đầu dây ở hai gĩc trên của thảm. Từ mạn bên kia kéo dây dưới theo tốc độ đồng bộ với tốc độ xơng dây trên và dây kiểm tra độ cao. Sau khi đọc trên dây kiểm tra độ cao, khẳng định thảm đã ở đúng vị trí và cĩ độ cao cần thiết thì kéo căng các dây trên và dưới, buộc chặt các dây đĩ vào các cấu trúc mặt boong. Nếu diện tích lỗ thủng lớn hơn 5cm 2 thì cĩ thể dùng vài sợi dây cáp mềm hoặc dây lanh ngâm dầu từ mạn bên này đưa qua miệng lổ thủng, xuống dưĩi đáy tàu, trở lên về mạn bên kia cĩ tác dụng như những chiếc cơng giang bằng dây. Sau đĩ dùng thảm đậy miệng lỗ thủng, như vậy thảm khơng bị nước đẩy vào trong tàu. Sau khi đặt thảm xong thì trét xi măng. Nếu là tàu lớn thì buộc một dây mũi lái và một dây thẳng đứng qua đáy tàu. Cách buộc này giúp cho thảm chắc chắn, khơng bị nước đẩy xê dịch khi tàu chạy. - Bịt bằng thảm cứng: Loại này vừa kín nước, vừa chắc chắn, khơng sợ sĩng giĩ làm xê dịch, rách thảm. Cách buộc tương tự như thảm mềm nhưng thảm cứng cĩ thêm mĩc, vít, tăng đơ để giữ thảm cho chắc chắn. b) Hàn bằng xi măng: Sau khi đã bịt lổ thủng xong, để đảm bảo an tồn và khơng bị nước tràn vào trong suốt quá trình chạy tàu thì ta tiến hành đổ bê tơng. Khi đĩ thì lổ thủng được hàn cĩ sức chịu gần bằng vỏ tàu, chống được những chấn động cơ học. c) Làm nghiêng tàu: Để lổ thủng nổi lên trên mặt nước. Cĩ thể làm nghiêng tàu bằng cách di chuyển hàng hố từ mạn bên này sang mạn bên kia hoặc bơm nước từ mạn này sang mạn kia. Khi đĩ gĩc nghiêng được tính theo cơng thức: tg = P.l / D.h - P: Trọng lượng hàng hố cần dịch chuyển - L: Khoảng cách cần dịch chuyển - D: Lượng chiếm nước - h: Chiều cao tâm nghiêng. 52
Một số trường hợp, để đảm bảo an tồn cho tàu cần phải vứt hàng hố. 4.3.2.6 Yêu cầu về bố trí trang bị cứu thủng: 53
Mỗi tàu phải được trang bị bộ dụng cụ cứu thủng, gồm: TT Tên thiết bị Số lượng 1 Bộ đồ mộc (cưa, đục, tràng, ). 01 bộ 2 Nêm gỗ. 10 chiếc. 3 Gỗ thanh. 10 chiếc. 4 Bạt cứu đắm. 01 chiếc. 5 Xơ múc nước cĩ dây. 02 chiếc. 6 Giẻ. 02kg. CÂU HỎI ƠN TẬP CHƯƠNG 3 1. Trình bày hệ thống lái của tàu? 2. Trình bày hệ thống neo của tàu? 3. Trình bày thiết bị buộc tàu? 4. Trình bày các trang thiết bị an tồn? 54
CHƯƠNG 4: CÁC ĐẶC TÍNH CƠ BẢN CỦA TÀU THUYỀN Bài 1: CÁC ĐẶC TÍNH CƠ BẢN CỦA TÀU THUYỀN 1.1 Tính nổi 1.1.1 Định nghĩa: Tính nổi là khả năng của con tàu nổi được trên mặt nước ở trạng thái cân bằng ứng với trọng tải và mớn nước nhất định. 1.1.2 Điều kiện để vật thể nổi trên mặt nước: Theo định luật Acsimet thì con tàu sẽ nổi được trên mặt nước khi cĩ sự cân bằng giữa trọng lực của tàu (P ) và lực đẩy của nước (D ) tác động lên nĩ. Khi tàu nổi ở trạng thái cân bằng thì hai lực này cĩ độ lớn bằng nhau, cùng nằm trên đường thẳng đứng vuơng gốc với mặt nước. Mối quan hệ của hai lực này quyết định tính ổn định của tàu. a) Trọng lực của con tàu (P ): - Cĩ độ lớn bằng trọng lượng của tồn bộ G con tàu cộng với các trang thiết bị, nhiên P liệu, nước ngọt, hàng hố và hành khách. - Đặt tại trọng tâm G của tàu. - Cĩ phương vuơng gĩc với mặt nước. - Chiều hướng từ trên xuống. b) Lực nổi (D ): - Một vật thể được nhúng vào nước sẽ chịu tác dụng của áp lực nước từ mọi phía. Áp lực nước phụ thuộc vào trọng lượng riêng của chất lỏng và độ sâu. Để đơn giản, người ta tổng hợp lại thành một lực gọi là lực nổi. - Lực nổi là tổng hợp các lực đẩy của nước tác dụng lên phầm chìm của tàu, là lực tạo khả năng nổi cho con tàu (vật thể). Vật thể nặng hơn phần thể tích chất lỏng bị tàu chiếm chổ thì vật thể sẽ chìm xuống đáy. - Lực nổi D: cĩ điểm đặt tại tâm nổi C (trọng tâm của khối nước bị tàu chiếm chỗ), cĩ phương vuơng gĩc với mặt nước, cĩ chiều từ dưới hướng lên. 55
G P D C - Theo định luật Acsimet thì lực nổi bằng trọng lượng của thể tích khối nước bị tàu chiếm chỗ: D = V.  Trong đĩ: D: là lực nổi V: là thể tích khối nước bị tàu chiếm chỗ ( m³ ) : là trọng lượng riêng của nước (tỷ trọng của nước) ( T/ m³ ) - Trọng lượng riêng của nước phụ thuộc rất ít vào áp suất và nhiệt độ. Trọng lượng riêng của nước phụ thuộc vào hàm lượng muối trong nước biển, do vậy trọng lượng riêng của nước biển ở các vùng khác nhau là khác nhau. Nĩ ảnh hưởng trực tiếp đến trọng lượng và chiều chìm của con tàu. - Trọng lượng riêng của nước: + Nước ngọt:  = 1 T/m3. + Nước biển Baltique :  = 1,015 T/m3. + Nước biển Bắc Đại Tây Dương :  = 1,025 T/m3. + Nước biển ở Việt Nam :  = 1,025 T/m3. Ví dụ: Ponton dạng khối hộp cĩ chiều dài L = 12,5m, chiều rộng B = 4m, chiều cao mạn H = 3m, tàu ở trạng thái cân bằng (khơng nghiêng, khơng chúi), mớn nước của ponton trong nước ngọt là T = 2m. Tính: + Trọng lượng ponton? + Chiều chìm của ponton sau khi chở 25T hàng trong nước ngọt? + Sự thay đổi chiều chìm của ponton sau khi cĩ hàng trong nước mặn? (=1,025T/m3) 56
Bài làm. a) Trọng lượng của ponton bằng lượng chiếm nước: P = D = 1. V Trong đĩ: -1 là trọng lượng riêng của nước ngọt (1 = 1T/m3) - V là thể tích của phần thân ponton chìm trong nước ngọt (V = L . B . T) - Vậy trọng lượng của ponton: P = 1.V = 1 . L . B . T = 1 x 12,5 x 4 x 2 = 100T b) Chiều chìm (mớn nước) của ponton sau khi nhận 25T hàng: - Trọng lượng của ponton sau khi nhận hàng: P1 = 100 + 25 =125T. - Từ cơng thức: P1 = 1.V1 = 1 . L . B . T1. P1 125 - Suy ra: T1 = = = 2,5m  1.L.B 1.12,5.4 c) Mớn nước của ponton sau khi nhận hàng ở nước mặn: Khi nhận hàng, ở nước mặn, lượng chiếm nước khơng đổi, ngược lại thể tích ngâm nước và mớn nước giảm do trọng lượng riêng của nước tăng: P1 = D1 = 1.V1 = P1 = 2.V2 = const Thay V1 = L. B. T1; V2 = L. B. T2 Ta cĩ: 1 . L . B . T1 = 2 . L . B . T2 Từ đĩ ta cĩ chiều chìm của ponton ở nước mặn là:  1 1 T2 = T1 = 2,5 = 2,44m.  2 1,025 1.1.3 Các trạng thái của tàu trong nước: Tàu cũng như các vật thể khác, khi ở trong nước tuỳ thuộc vào độ lớn của lực nổi (lực đẩy của nước) và trọng lực mà cĩ các trạng thái sau đây: 57
P D Nổi lơ lửng Chìm Các trạng thái của tàu trong nước - Tàu (vật thể) nổi cân bằng trên mặt nước khi trọng lượng của con tàu cân bằng với lực nổi tác dụng lên nĩ (P = D). - Tàu nổi lơ lửng khi trọng lượng của con tàu cân bằng với lực nổi tác dụng lên nĩ (P = D). - Nếu lực nổi lớn hơn trọng lực (D > P): tàu sẽ nổi ở trạng thái nổi đặc biệt. - Nếu lực nổi nhỏ hơn trọng lực (D < P): tàu sẽ chìm. 1.2 Tính ổn định 1.2.1 Định nghĩa: Ổn định của tàu là khả năng trở về trạng thái cân bằng ban đầu khi ngoại lực thơi tác động. Lực tác động vào tàu cĩ thể là lực tĩnh (như nhận thêm một lượng hàng, dự trữ) hay cĩ thể là lực động (như tác động của sĩng, giĩ giật,.v.v ). Trong thực tế sự tác động của các lực này lên tàu cĩ thể là riêng lẻ hay tổng hợp với nhau và cĩ phương là bất kỳ. Trong lý thuyết, để đơn giản người ta xét riêng lẻ tác động của từng loại lực theo hai dạng chính là tác động làm cho tàu nghiêng ngang và nghiêng dọc và tương ứng với các loại lực này sẽ cĩ hai dạng ổn định là ổn định ngang và ổn định dọc. Do kích thước theo chiều ngang của tàu nhỏ hơn nhiều so với chiều dọc nên ổn định nghiêng ngang thường ảnh hưởng nhiều đến an tồn của tàu hơn là ổn định dọc. Như ta đã xét ở phần trên thì trọng lực của tàu và lực nổi quyết định đến ổn định của tàu. Do đĩ ta xét mối quan hệ giữa chúng. 1.2.2 Trọng tâm của tàu (G): 1.2.2.1 Định nghĩa: Trọng tâm của tàu là điểm đặt của trọng lực con tàu. Cách xác định trọng tâm: 58
Vị trí của G được xác định theo định luật vật lý thơng dụng sau: tổng moment các thành phần trọng lượng của một vật đối với một mặt phẳng nào đĩ bằng mơment của tổng các thành phần trọng lượng của vật đối với mặt phẳng đĩ. D = DL + DC Z KG . D = KGL . DL + KGC . DC n  KGi .Di KG = i 1 G n  Di i 1 1.2.2.2 Chọn hệ toạ độ: y Để xác định toạ độ trọng tâm tàu, người ta K chọn hệ toạ độ cĩ gốc tại mặt cơ bản K, trục x là giao của mặt này với mặt phẳng trục dọc của tàu, trục y là giao của mặt phẳng sườn giữa và mặt cơ bản, trục z là giao của mặt phẳng sườn giữa và mặt phẳng trục dọc tàu. Với cách chọn này, độ cao trọng tâm luơn luơn dương và thường được ký hiệu là KG. 1.2.2.3 Chiều cao trọng tâm (KG): Là khoảng cách thẳng đứng từ mặt cơ bản đến trọng tâm của tàu, được xác định theo cơng thức sau: G0 G KG .D KG .D KG .D KG= 0 0 1 1 2 2 G2 D0 D1 D2 G1 Trong đó: K - KG: trọng tâm của tàu sau khi xếp hàng. - KG0: chiều cao trọng tâm tàu khơng. -D0: trọng lượng tàu khơng. - KG1, KG2: chiều cao trọng tâm của khối hàng thứ 1, 2,.v.v -D1, D2: trọng lượng của khối hàng thứ 1, 2, v.v . Ví dụ 1: tìm độ cao trọng tâm tàu cĩ trọng lượng tàu khơng D0=4000T, KG0=25ft. Các hầm được chứa các loại hàng đồng nhất cĩ trọng lượng và độ cao trọng tâm như sau: - Hầm 1 cĩ W1=3000T KG1=8ft - Hầm 2 cĩ W2=2000T KG2=10ft - Hầm 3 cĩ W3=1000T KG3=30ft - Hàng trên boong cĩ W4=500T KG4=38ft - Nước ngọt cĩ W5=500T KG5=15ft 59
- Nhiên liệu cĩ W6=400T KG6=4ft 1.2.2.4 Sự dịch chuyển của G: Vị trí của G thay đổi khi ta thêm, bớt hay dịch chuyển các thành phần trọng lượng trên tàu. 2 1 G1 G1 Z G Z G 1 1 2 K K * Khoảng dịch chuyển của G theo chiều thẳng đứng khi dịch chuyển các thành phần trọng lượng trên tàu được xác định theo cơng thức sau: Z.W GG1 = D Trong đĩ: GG1- Khoảng dịch chuyển trọng tâm của tàu theo chiều thẳng đứng. GG1 mang dấu âm khi dịch chuyển W từ trên xuống dưới, mang dấu dương khi dịch chuyển từ dưới lên trên. Z - Là khoảng cách thẳng đứng giữa trọng tâm khối hàng trước và sau khi dịch chuyển. W-khối lượng hàng dịch chuyển. D-Lượng chiếm nước của tàu (trọng lượng của tàu). * Khi thêm, bớt một trọng lượng nào đĩ trên tàu, chiều cao trọng tâm của tàu sẽ dịch chuyển một đoạn: Z.W GG1 = D W - Z: là khoảng cách thẳng đứng giữa trọng tâm của tàu và trọng tâm khối hàng thêm hay bớt vào. - W: là trọng lượng nhận thêm hay bớt đi. W mang dấu cộng khi nhận thêm hàng, mang dấu trừ khi dỡ bớt hàng. - D: là trọng lượng của con tàu trước khi nhận hàng. - GG1:cĩ dấu âm khi khối hàng được nhận xuống ở vị trí mà trọng tâm của nĩ ở phía dưới mặt phẳng ngang đi qua trọng tâm tàu (dưới trọng tâm tàu). GG1 dương khi trọng tâm của W ở phía trên mặt phẳng này tính từ ky tàu. Trường hợp bớt đi một lượng W thì xét dấu ngược lại. 60
Lưu ý: Khi dùng cần cẩu của tàu để cẩu một hàng thì ngay khi mã hàng rời khỏi mặt sàn, điểm đặt trọng tâm của nĩ lập tức được chuyển tới điểm treo là đỉnh cần cẩu. Giá trị của Z trong trường hợp này là khá lớn nên cĩ ảnh hưởng nhiều đến sự thay đổi vị trí của G tức là ảnh hưởng tới ổn định của tàu. Đặc biệt là khi tàu cĩ lượng chiếm nước nhỏ và khối lượng của mã hàng lớn. Ví dụ 2: Cũng con tàu cho trên, nếu nhận thêm 2000T hàng cĩ độ cao trọng tâm KG7=19ft. Tìm độ cao trọng tâm sau khi nhận hàng. Ví dụ 3: Trường hợp con tàu ở ví dụ 2, hãy tìm độ cao trọng tâm tàu sau khi đưa 500 tấn hàng từ trên boong xuống hầm với khoảng cách dịch chuyển thẳng đứng là Z=12ft. Ví dụ 4: Một tàu cĩ lượng chiếm nước 1800 tấn và KG=3m, nhận thêm 3400 tấn hàng cĩ KG=2,5m và 400 tấn dầu cĩ KG=5m. Tìm KG của tàu sau khi xếp thêm hàng và nhiên liệu. Ví dụ 5: Một tàu cĩ lượng chiếm nước ban đầu 3420 tấn và KG=3,75m. Trong quá trình chạy đã dùng hết 66 tấn dầu KG=0,45m và 64 tấn nước KG=2m. Tìm KG của tàu tại cuối chuyến đi. Ví dụ 6: Một tàu cĩ lượng chiếm nước 5500 tấn, KG=5m nhận thêm một số hàng như sau: 1000 tấn tại KG=6m. 700 tấn tại KG=4m. 300 tấn tại KG=5m. Sau đĩ bơm xả ra ngồi 200 tấn nước dằn cĩ KG=0,5m. Tìm lượng hàng cĩ thể xếp thêm ở trên boong (với KG=10m) để tàu cĩ chiều cao tâm nghiêng là 0,3m với KM sau cùng là 6,3m. 1.2.3 Tâm nổi (C): 1.2.3.1 Định nghĩa: Tâm nổi là trọng tâm thể tích phần chìm của vỏ tàu. Độ cao tâm nổi KC là khoảng cách thẳng đứng từ ki tàu đến tâm nổi, được tính theo cơng thức sau:  v xKC KC = i i Vi Vi là thành phần thứ i tạo nên phần chìm của tàu. KCi là độ cao trọng tâm thành phần thứ i tương ứng. Cĩ thể tính chiều cao tâm nổi theo cơng thức gần đúng sau: 1 5d V KC = ( ) 3 2 A Trong đĩ: 61
- D: mớn nước của tàu (ft). - V: thể tích phần chìm của tàu (ft3). - A: diện tích của mặt phẳng đường nước ứng với mớn nước d (ft2). Giá trị KC thường được tính sẵn cho tàu ở các mớn nước khác nhau và cho trong hồ sơ ổn định của tàu, ta cĩ thể tìm được khi biết mớn nước hay lượng chiếm nước của tàu. 1.2.3.2 Sự dịch chuyển của C: Lúc đầu tàu nổi cân bằng, C nằm trên đường thẳng đứng thuộc mặt phẳng trục dọc g1 G của tàu, khi tàu nghiêng, một thể tích hình nêm phần chìm của tàu sẽ dịch chuyển từ mạn cao C' sang mạn thấp. Điều này làm cho C dịch g chuyển sang vị trí mới C’ theo chiều dịch C chuyển của hình nêm cĩ hướng song song với đường nối trọng tâm của hai hình nêm và cĩ độ lớn bằng: v.gg CC’= 1 V Trong đĩ: 1.3 v: thể tích hình nêm. 1.4 gg1: khoảng cách giữa trọng tâm hai hình nêm. 1.5 V: thể tích phần chìm của tàu. 1.2.4 Tâm nghiêng ngang (khuynh tâm) M: M Là giao điểm của đường tác dụng của lực nổi C tại hai gĩc nghiêng liên tiếp nhau. Ở những gĩc nghiêng nhỏ (dưới15 0) thì tâm nghiêng ngang là giao giữa đường C’ tác dụng của lực nổi và đường thẳng đứng C qua trọng tâm G. Độ cao tâm nghiêng KM được cho sẵn trong hồ sơ thủy tĩnh của tàu. 1.2.4.1 Mơmen hồi phục: Là thước đo độ ổn định của tàu. M Khi tàu nghiêng một gĩc nhỏ, với giả thiết ảnh hưởng của các két chứa chất lỏng chở Z vơi là nhỏ, ta coi trọng tâm của tàu khơng đổi. G Tâm nổi C chuyển sang mạn nghiêng và lúc C' C 62
này lực tác động tại C và G khơng cịn triệt tiêu nhau như khi cân bằng mà tạo thành một ngẫu lực. Khi M nằm phía trên G thì ngẫu lực này tạo thành một mơmen cĩ xu hướng đưa tàu về vị trí cân bằng ban đầu. Độ lớn được xác định theo cơng thức: Mhp = P. GZ Trong đĩ: GZ là khoảng cách từ trọng tâm G đến đường tác dụng của lực nổi qua C (cánh tay địn hồi phục). Trong tam giác vuơng MGZ ta cĩ: Sin = GZ / GM. Suy ra: GZ = GM. Sin Mhp = P. GM . Sin Trong đĩ: P: trọng lượng của tàu. : gĩc nghiêng của tàu. GM: là bán kính tâm nghiêng ngang (chiều cao tâm nghiêng). GM là yếu tố quyết định đến tính ổn định của tàu. GM càng lớn thì tính ổn định càng cao và ngược lại. Do đĩ, để tăng tính ổn định của tàu, người ta hạ thấp trọng tâm để tăng chiều cao tâm nghiêng bằng cách xếp hàng nhẹ ở trên, hàng nặng ở dưới. Giá trị GM của một tàu thường phải đạt một giá trị nhất định theo khuyến cáo của các quy phạm quốc gia hay quốc tế, nĩ tuỳ thuộc vào loại tàu và hàng hố chuyên chở. Chẳng hạn, GM của tàu chở hàng hạt rời khơng được nhỏ hơn 0,3m (theo quy định của cơng ước quốc tế về an tồn sinh mạng trên biển). 1.2.4.2 Khi tàu cĩ GM quá lớn: Được gọi là tàu lắc cứng. Lúc này lúc này tàu cĩ moment hồi phục lớn nên khi bị nghiêng nĩ trở lại tư thế cân bằng nhanh, tức là chu kỳ lắc ngắn. Nếu tàu lắc quá nhanh sẽ ảnh hưởng khơng tốt đến sự hoạt động của máy mĩc, thuyền viên và dễ gây nên dịch chuyển hàng hố do gia tốc lớn. 1.2.4.3 Khi tàu cĩ GM quá nhỏ: Thì moment hồi phục sẽ nhỏ, tàu dễ bị nghiêng và trở về tư thế cân bằng ban đầu chậm. Trạng thái này được gọi là lắc mềm. Khi tàu lắc mềm, sẽ ít ảnh hưởng tới thuyền viên và hành khách và hàng hố trên tàu nhưng cĩ biên độ lắc lớn nên dễ bị nguy hiểm khi gặp thời tiết xấu, nước dễ tràn lên mặt boong làm hư hỏng hàng hố và tàu. 1.2.4.4 Khi tàu cĩ GM âm: 63
Nĩ ở trạng thái mất ổn định. Tuy nhiên, tàu sẽ khơng bị lật trừ khi giá trị âm quá lớn. 1.2.5 Vị trí tương đối giữa G và M: Ta đã biết rằng vị trí tương đối giữa G và M quyết định đến ổn định của tàu. Ta lần lược xét các vị trí tương đối sau: M M G G Z M G C' C' C' C C C a) Trường hợp G nằm dưới M: Khi tàu nghiêng sẽ tạo ra mơmen đưa tàu về trạng thái cân bằng ban đầu. Tàu ở trạng thái cân bằng ổn định. b) Trường hợp G trùng với M: Khi đĩ GM = 0, lúc này tàu ở trạng thái cân bằng tại vị trí được đặt, nếu cĩ một tác động nào vào thì nĩ lại chuyển sang cân bằng mới do hậu quả của lực tác động đĩ. Trường hợp này gọi là cân bằng phiếm định. c) Trường hợp G nằm trên M: M G G G M M C C C C' C' Cân bằng ổn định Bắt đầu nghiêng Vị trí cân bằng mới Tàu ở trạng thái mất ổn định ban đầu (vì GM âm). Tuy nhiên, tàu sẽ khơng bị lật khì khi giá trị âm khá lớn. Lúc này nếu cĩ một lực tác động làm cho tàu nghiêng khỏi vị trí cân bằng ban đầu thì sẽ tạo ra một mơmen đẩy cho nĩ nghiêng thêm theo chiều tác động của ngoại lực. Nguyên nhân là do ngẫu lực P và D lúc này cùng chiều với chiều của ngoại lực. Tàu sẽ nghiêng cho tới khi nào tâm nổi C dịch chuyển đến phía dưới của G trên cùng một đường thẳng đứng thì dừng lại. Tại vị trí cân bằng mới, tàu đã ổn định vì nếu nĩ bị nghiêng thêm nữa về cùng phía thì khi C dịch chuyển, M cũng dịch chuyển theo và trong giới hạn tới 20 0 thì M cĩ xu hướng dịch lên và sẽ vượt lên phía trên của G, lúc này moment hồi phục sẽ dương do GM bắt đầu dương. Nếu tại vị trí này cĩ ngoại lực tác dụng theo phía 64
ngược lại thì tàu sẽ từ từ trở về vị trí thẳng đứng và nghiêng sang phía ngược lại đĩ một gốc tương tự. *Lưu ý: cần phân biệt được trạng thái nghiêng của tàu do GM âm hay do G lệch khỏi mặt phẳng trục dọc của tàu. Khi ta bố trí các thành phần trọng lượng trên tàu làm cho G lệch khỏi mặt phẳng trục dọc, tàu cũng nghiêng sang một bên mặc dù GM vẫn dương. Điều khác biệt lúc này là gĩc nghiêng của tàu luơn cố định ở một bên do tàu cân bằng ổn định ở gĩc nghiêng đĩ. Dù ngoại lực cĩ tác động theo chiều nào thì mơment hồi phục vẫn dương và cĩ xu hướng đưa tàu về cân bằng tại gĩc nghiêng đĩ. Cịn trong trường hợp GM < 0 thì gĩc nghiêng khơng cố định ở một nên nào mà thay đổi theo hướng tác động của ngoại lực, sẽ thấy tàu cĩ chu kỳ lắc dài, chậm với biên độ lớn. Trạng thái này rất nguy hiểm vì tàu cĩ thể bị lật khi gặp thời tiết xấu. 65
Bài 2: CÁC ĐẶC TÍNH HOẠT ĐỘNG CỦA TÀU THUYỀN 2.1 Tính lắc 2.1.1 Khái niệm: Lắc là sự dao động trên trên sĩng ứng với tần số và biên độ nhất định. 2.1.2 Phân loại: Cĩ 3 loại cơ bản như sau: - Lắc ngang: là dao động của thân tàu quanh trục dọc (đường mũi lái). - Lắc dọc: là sự dao động của thân tàu quanh trục ngang - Lắc đứng: là sự dao động của thân tàu theo phương thẳng đứng làm cho tàu luơn thay đổi mớn nước. 2.1.3 Ảnh hưởng của lắc: Lắc là hiện tượng khơng cĩ lợi, nĩ ảnh xấu đến nhiều mặt khác nhau. Cụ thể là: - Làm cho thuyền viên và hành khách khĩ chịu. - Nếu khơng chằng buộc chắc chắn, khi tàu lắc hàng hố sẽ di chuyển làm ảnh hưởng tới vỏ tàu, thế vững hoặc làm hư hỏng hàng hố. - Lắc làm ảnh hưởng tới kết cấu tàu và máy mĩc lắp trên tàu. - Ổn định hướng đi kém. - Làm tăng sức cản và giảm tốc độ của tàu, tốn nhiên liệu. - Nếu tàu lắc ngang nhiều, gĩc nghiêng lớn thì cĩ nguy cơ lật tàu. - Nếu lắc dọc lớn, chân vịt cĩ thể bị nhấc lên khỏi mặt nước và quay trên khơng làm tổn hại tới máy cái và trục láp. - Trên các tàu chiến, bắn khơng chính xác; trên tàu chở máy bay, máy bay hạ cánh khĩ khăn. 2.1.4 Biện pháp làm giảm lắc ngang: Nếu xếp hàng nặng ở trên, hàng nhẹ ở dưới, trọng tâm G của tàu sẽ cao, kết quả là tàu lắc từ từ và êm dịu hơn, chu kỳ lắc ngang tăng lên. Nếu xếp hàng để trọng tâm G của tàu quá thấp, chiều cao khuynh tâm GM của tàu quá lớn, làm giảm chu kỳ lắc ngang, tàu sẽ lắc mạnh, khơng cĩ lợi. Để làm giảm lắc ngang người ta dùng nhiều cách khác nhau như: - Ki hơng (vây cá): Là bộ phận giảm lắc được ứng dụng rộng rãi nhất, bằng cách hàn vào phần chìm dưới nước hai bên mạn tàu một tấm thép khoảng 30-40% chiều dài của tàu, đường chạy của vây cá phải song song với Vây cá đường dịng chảy để hạn chế sức cản gia tăng. Vây cá 66
làm tăng sức cản nên giảm được biên độ lắc khoảng 50% nhưng khơng làm thay đổi chu kỳ lắc của tàu. Đối với tàu hàng, nên thiết kế chiều dài vừa phải để khỏi nhơ lên mặt nước khi tàu chạy khơng tải. - Hàn vào dưới ki tàu một tấm thép gọi là ki giả, ki giả cĩ tác dụng giống như vây cá. - Trên một số tàu người ta sử dụng con quay ổn định giữ cho tàu thăng bằng. Con quay quay với tốc độ rất nhanh quanh trục a-a’, trục này gắn trên một giá cố định trên Ki giả trục b-b’. Con quay cĩ khả năng giữ hướng của trục a-a’ khơng thay đổi trong khơng gian. Nhưng khi tàu lắc ngang do hiện tượng tiến động của con quay làm cho thân tàu lắc dọc chút ít quanh trục b-b’ đồng thời gây trở lực cho sự lắc ngang của tàu làm cho tàu cĩ xu thế ổn định ở thế cân bằng ban đầu. a' b b' Vây cá di động a Con quay ổn định - Hiện nay cũng cĩ một số tàu sử dụng vây cá di động, đĩ là hai cánh ngầm đặt ở hai mạn. Hai cánh này cĩ thể thu vào, xoè ra và quay quanh trục của nĩ. Khi khơng cĩ giĩ, mặt nước yên lặng thì thu vây cá di động (2 cánh ngầm) vào trong thân tàu, khi cĩ sĩng giĩ thì xoè cánh ngầm ra. Nếu cánh ngầm nghiêng một gĩc nào đĩ so với dịng nước chảy qua cánh, do sức cản của nước làm cho cánh cĩ sức nâng. Sức nâng này hướng lên trên hoặc xuống dưới xuống dưới phụ thuộc vào gĩc nghiêng của cánh xuống dưới hoặc lên trên. Do đĩ, điều khiển cánh ngầm nghiêng lên nghiêng xuống quanh trục của nĩ theo chu kỳ bằng chu kỳ lắc ngang của tàu sao cho mơ men do cánh ngầm gây nên ngược chiều với mơ men lắc ngang của tàu. Hiệu quả sử dụng vây cá di động này rất cao, nĩ giảm được biên độc lắc khoảng 90%, nhưng cĩ nhược điểm là khi tốc độ tàu giảm thì hiệu suất của nĩ cũng giảm. 67
2.2 Tính chống chìm 2.2.1 Khái niệm: Tính chống chìm của tàu là khả năng của con tàu cĩ thể nổi trên mặt nước và giữ được tính năng đi lại khi bị thủng một hay nhiều khoang và nước tràn vào. Đối với tàu hàng, yêu cầu về chống chìm khác nhau, mức độ chống chìm phụ thuộc trước hết vào chức năng của của con tàu và độ lớn của tàu. 2.2.2. Hậu quả của sự ngập khoang: - Tơn vỏ tàu, phần dưới đường nước cĩ tải bị thủng làm cho nước vào trong tàu và ngập một hoặc một số khoang, làm cho chiều chìm tăng, cĩ thể xuất hiện sự nghiêng, chúi cũng như tính ổn định thay đổi (thường là giảm). - Sự tăng chiều chìm phụ thuộc khối nước tràn vào trong tàu, đồng thời phụ thuộc vị trí hư hỏng mà xuất hiện chúi mũi hay chúi lái, nếu cĩ vách dọc tàu nghiêng một bên mạn. Tăng chiều chìm đồng thời với sự nghiêng, chúi làm giảm chiều cao mạn khơ và dẫn đến boong kín nước nằm dưới mặt nước làm tàu chìm. - Trường hợp tàu chìm nhưng khơng mất tính ổn định, với khối lượng nước vào nhiều nhưng chậm cĩ thể kéo dài vài giờ. Nhưng nếu mất ổn định thì tàu chìm rất nhanh. - Do đĩ trương hợp tàu bị thủng, nước tràn vào, nhiệm vụ chính của thuyền viên là khơng để cho tàu mất tính ổn định để tàu chìm chậm, ta cĩ đủ thời gian áp dụng mọi biện pháp để chống thủng. 2.2.3. Biện pháp làm tăng tính chống chìm: Để tăng tính chống chìm của tàu người ta dùng nhiều biện pháp như: - Làm nhiều vách ngăn kín nước chia thân tàu ra nhiều ngăn sao cho khi một ngăn nào đĩ bị thủng, mớn nước của tàu tăng lên nhưng khơng vượt quá đường mớn nước tối đa. - Dùng hệ thống bơm nước cĩ cơng suất lớn để bơm nước ra ngồi. - Thiết kế tàu đáy đơi (tàu hai đáy). 2.3 Tính điều khiển Tính điều khiển là khả năng của tàu giữ được hướng đi thẳng hoặc chuyển sang hướng đi mới khi cần thiết theo ý muốn của người điều khiển. Điều đĩ cĩ nghĩa là con tàu phải cĩ khả năng chuyển động theo hướng thẳng, cũng như cĩ khả năng thực hiện các loại quay trở cần thiết. Vì vậy, tính điều khiển bao gồm: tính quay trở và tính định hướng liên hệ mật thiết với nhau. 68
Ta thấy rằng tính ổn định hướng và tính quay trở là hai tính tương phản nhau. Một con tàu cĩ tính ổn định hướng tốt thì tính quay trở kém. Ngược lại, tàu cĩ tính quay trở tốt thì tính định hướng sẽ kém đi. Do đĩ, khi thiết kế phải biết dung hồ hai tính chất trên, phải ưu tiên tính nào cần thiết hơn đối với con tàu cần thiết kế. 2.4 Tính quay trở: 2.4.1 Khái niệm về tính quay trở: Tính quay trở là khả năng chuyển hướng của tàu khi bẻ lái một gĩc nào đĩ làm cho tàu quay trở linh hoạt, nhanh chĩng, bán kính quay trở nhỏ. Đặc tính này rất cần thiết khi điều động tàu ra vào cảng, chạy trong luồng lạch hẹp, chạy trong vùng nước nguy hiểm. 2.4.2 Khái niệm về vịng quay trở: Vịng quay trở của tàu là quỹ đạo chuyển động của trọng tâm tàu vẽ trên mặt nước trong quá trình tàu quay trở ở một tốc độ nào đĩ. Vịng quay trở của tàu ban đầu cĩ dạng hình xoắn ốc, khi tàu đã đi vào vịng quay ổn định thì vịng quay trở là một hình trịn khơng thay đổi. Vịng quay trở phụ thuộc vào các yếu tố như: tốc độ tàu, gĩc độ bẻ lái, hình dáng thân tàu, bánh lái, độ nghiêng, chúi, độ sâu và điều kiện khí tượng thủy văn: sĩng, giĩ, dịng chảy 2.5 Tính định hướng: Là khả năng duy trì hướng đi của tàu theo hướng đã định trước. Nếu tàu cĩ tính định hướng tốt thì ít bị đảo mũi, nhưng khả năng quay trở kém. Ngược lại, nếu tính quay trở tốt thì đường kính quay trở nhỏ, linh hoạt nhưng ổn định hướng kém. Đây là đặc tính của tất cả các tàu, thiếu tính ổn định hướng, tàu tự lệch hướng, làm tăng sức cản của tàu bởi bánh lái phải nghiêng, tốc độ trung bình giảm và tăng lượng nhiên liệu tiêu thụ. Trong thực tế, nếu giĩ cấp 3, trong một phút chỉ cần bẻ lái 3-4 lần, mỗi lần 2- 30 để tàu đi thẳng thì đươc coi như tàu cĩ tính định hướng tốt. 2.6 Tính bền 2.6.1 Khái niệm: Tính bền là khả năng thân tàu và các chi tiết cấu trúc của nĩ chịu được các nội, ngoại lực tác động mà khơng bị biến dạng trong phạm vi cho phép. Tính bền phụ thuộc vào kết cấu của tàu. 2.6.2 Các lực tác dụng lên tàu: a) Nội lực: Trọng lượng của bản thân tàu, các kết cấu của tàu, máy mĩc, trang thiết bị, hàng hố và các thành phần khác. b) Ngoại lực: Lực tác động của sĩng, giĩ, dịng, lực đẩy của nước, 2.6.3 Phân loại sức bền: 69
Sức bền thân tàu chia làm hai loại: a) Sức bền cục bộ: Là sức bền mà chỉ cĩ một phần kết cấu của thân tàu tham gia, liên quan đến việc chất xếp hàng hố. b) Sức bền chung: Là sức bền mà phần lớn các bộ phận kết cấu của thân tàu tham gia. Sức bền tồn bộ được chia làm sức bền dọc và sức bền ngang. Do bề ngang của tàu nhỏ nên trong hầu hết các trường hợp sức bền ngang của tàu đều đảm bảo. Vấn đề cần quan tâm nhất để đảm bảo an tồn kết cấu tàu là sức bền dọc vì chiều dài con tàu lớn hơn nhiều so với chiều ngang và dọc thân tàu cĩ nhiều kết cấu khơng liên tục nên ảnh hưởng đáng kể đến sức bền dọc. 2.7 Tính chạy nhanh 2.7.1 Khái niệm: Tính chạy nhanh là khả năng chạy nhanh của con tàu mà khơng cần tăng thêm cơng suất máy. Tính chạy nhanh phụ thuộc vào lực cản thân tàu. 2.7.2 Khái niệm về lực cản: Lực cản của tàu là những lực sinh ra khi tàu chuyển động mà hợp lực của chúng cĩ chiều ngược với chiều chuyển động. Khi chuyển động, tàu gặp hai loại sức cản là: nước và khơng khí. Sức cản do nước tạo nên là rất rất lớn, lớn hơn nhiều so với sức cản của khơng khí. Do vậy, khi thiết kế tàu thủy phải đặc biệt quan tâm đến vấn đề này. 2.7.3 Các loại lực cản thân tàu: Để xác định cơng suất máy phù hợp theo yêu cầu tốc độ của tàu, chúng ta phải biết sức cản của tàu khi chạy. Nĩi chung, sức cản của nước là thành phần sức cản chủ yếu, sức cản này phụ thuộc vào trị số hình dáng và tốc độ của tàu. - Khi tàu chuyển động thì xuất hiện những con sĩng ở đằng mũi và đằng lái, sĩng này càng lớn khi tốc độ tàu càng lớn. Nguyên nhân là do chuyển động của tàu làm tăng áp lực tác dụng lên nước ở mũi tàu đồng thời làm giam áp lực nước ở lái tàu được gọi là sức cản sĩng RS. - Thành phần thứ hai là lực cản ma sát xuất hiện do cọ sát trực tiếp của dịng nước bao quanh thân tàu. Lực cản ma sát phụ thuộc vào diện tích bề mặt vỏ tàu bao bọc xung quanh thân tàu, phụ thuộc vào đặc tính tuyến hình của vỏ tàu (độ trơn thon) và tốc độ của tàu. Ký hiệu là Rms. - Vậy thành phần lực cản sĩng và lực cản ma sát trong lực cản tồn bộ của tàu thì phụ thuộc vào hình dạng và tốc độ của tàu. Lực cản sĩng đối với tàu cở lớn chạy chậm thì chỉ chiếm khoảng 20% lực cản tồn bộ, cịn đối với tàu chạy rất nhanh thì lực cản sĩng chiếm tới 70% lực cản tồn bộ của con tàu. - Dịng nước tách khỏi thân tàu là nguyên nhân xuất hiện vùng áp suất thấp phía sau đuơi tàu làm xuất hiện sức cản được gọi là sức cản áp suất. Ký hiệu là Ras. 70
- Ngồi nước, khơng khí cũng cản trở sự chuyển động của tàu gọi là sức cản khơng khí (Rkk): sức cản này phụ thuộc vào tốc độ của tàu, diện tích và hình dáng của phần trên đường mớn nước. Khi giĩ thổi, sức cản phụ thuộc vào tốc độ, hướng giĩ tương đối của nĩ. Thượng tầng cĩ nhiều chức năng phải thoả mãn, chúng khơng đủ thốt khí và trường hợp nào đĩ, giĩ chỉ cĩ ích là giĩ xuơi hoặc gần xuơi (khơng ngược). Ta cĩ sức cản tồn bộ được ký hiệu là R, nĩ được xác định như sau: R = RS + Rms + Ras + Rkk Trong tính tốn, sức cản sĩng và sức cản áp suất thường được gọi là sức cản hình dáng hoặc sức cản dư. 2.7.4 Biện pháp làm giảm sức cản: 2.7.4.1 Biện pháp là giảm sức cản sĩng: Cĩ thể làm giảm sức cản sĩng bằng những biện pháp sau: Chọn đúng chiều dài và tốc độ của tàu. Chọn đúng kích thước và hình dáng thân tàu. Áp dụng các thiết bị đặc biệt giảm chiều cao sĩng như: mũi quả lê hoặc tấm mũi. Áp dụng các loại tàu như: tàu hai thân, ba thân, tàu mũi chìm, tàu cánh ngầm, tàu đêm khơng khí. Để cĩ lợi về sức cản sĩng cĩ thể thiết kế thân tàu thon nhưng trước hết phải lưu ý tính ổn định của tàu bởi vì bán kính tâm nghiêng ngang tỉ lệ với bình phương chiều rộng của tàu. 2.7.4.2 Biện pháp làm giảm sức cản ma sát: Đảm bảo bề mặt vỏ tàu nhẵn, phẳng bằng cách áp dụng cơng nghệ đĩng tàu chính xác, sơn thích hợp và bảo vệ được lớp sơn đĩ. Giảm độ gồ ghề bề mặt tàu tức là định kỳ làm sạch và bảo dưỡng các phần dưới nước khi tàu lên đà hoặc ngay lúc tàu đang khai thác, nằm dưới nước. CÂU HỎI ƠN TẬP CHƯƠNG 4 1. Trình bày các đặc tính khai thác của tàu thuyền? 2. Trình bày các đặc tính hoạt động của tàu thuyền? 71