Giáo trình đào tạo máy trưởng hạng ba môn cấu trúc tàu

y đổi hướng dây và làm giảm ma sát. Cấu tạo: Cấu tạo của ròng rọc bao gồm: vỏ làm bằng gỗ hoặc bằng chất dẻo, bên trong có một hoặc nhiều bánh xe bằng gỗ, đồng, gang hoặc thép quay quanh trục của nó. Trên chu vi của bánh xe có rảnh để đặt dây, phía trên có quai để treo ròng rọc. Baùnh xe Truïc Voû Phân loại ròng rọc: Ròng rọc đơn: là loại chỉ có 1 bánh xe. Ròng rọc kép: là loại có 2 bánh xe. Ròng rọc dài: có từ 3 bánh xe trở lên. Ròng rọc mở: là loại đặc biệt, một bên má có cửa mở để bắt dây mà không phải luồn đầu dây. Sử dụng ròng rọc: Ròng rọc khi xuất xưởng phải có giấy chứng nhận ghi rõ sức kéo làm việc, đường kính hoặc chu vi của dây dùng cho ròng rọc … Khi sử dụng không nên để ròng rọc chịu sức kéo lớn hơn sức kéo làm việc. Chọn kích thước của ròng rọc lớn hay nhỏ phụ thuộc vào cở dây, phải dùng ròng rọc có chiều ngang tối thiểu bằng 4/5 đường kính của dây. Ngoài ra giữa bánh xe và hai má phái có khe hở. Nếu chọn ròng rọc không vừa với bánh xe thì làm cho đường dây mau hỏng. Không dùng những ròng rọc đã bị hỏng bạc trục, trục đã bị mài mòn hoặc móc đã duỗi ra, vỏ, con lăn, móc bị rạng nứt. Bảo quản ròng rọc: Phải thường xuyên (khoảng 2-3tháng/1 lần) kiểm tra, lau chùi và cạo sạch gỉ sét, tra mở bò vào các bộ phận đó. Pa-lăng: Tác dụng của pa-lăng: Dùng để giảm sức kéo ở đầu dây. Cách luồn dây vào pa-lăng: Palăng 1-1 Palăng 2-1 Palăng 2-2 Pa-lăng đơn: Là loại pa lăng có 1 bánh xe cố định ở trên và một bánh xe di động ở dưới. Khi đó ta luồn dây vào bánh xe cố định ở trên, bánh xe di động ở dưới rồi bắt chết vào ròng 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 đó 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 ròng 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 ròng 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 ròng rọc di động ở dưới. Pa-lăng 3-3: Có 3 cách luồn sau: + Cách 1: Trái trên, trái dưới, giữa trên, giữa dưới, phải trên, phải dưới và bắt chết vào ròng rọc cố định ở trên. + Cách 2: Giữa trên, phải dưới, phải trên, giữa dưới, trái trên, trái dưới và bắt chết vào ròng rọc cố định ở trên. + Cách 3: Giữa trên, giữa dưới, phải trên, phải dưới, trái trên , trái dưới và bắt chết vào ròng rọc cố định ở trên. Bài 4 CÁC TRANG THIẾT BỊ AN TOÀN 4.1 Trang thiết bị cứu sinh 4.1.1 Phao tròn cứu sinh 4.1.1.1 Kết cấu Có dạng hình tròn, được làm bằng vật liệu có tính nổi tốt, không bị ảnh hưởng do va đập làm mất tính nổi dùng để cứu người rơi xuống nước. Có đường kính ngoài > 800mm, đường kính trong > 400mm. Không bị cháy hoặc tiếp tục cháy khi ngập trong ngọn lửa trần trong vòng khoảng 2s. Có khả năng chịu được những cú ném từ độ cao 30m xuống nước. Phao phải được trang bị dây bám có chiều dài > 4 lần đường kính ngoài của dây và được gắn liền vào phao ở 4 điểm cách đều nhau với độ chùng như nhau. Yêu cầu về trang bị: Đối với tàu hàng, tàu kéo và tàu công trình tự hành: Cấp tàu Chiều dài tàu (m) Phao tròn (chiếc) Tổng số Phao có dây ném SI £ 30 2 1 > 30 4 1 SII £ 30 2 - > 30 4 - Đối với tàu khách, tàu phục vụ và phà tự hành: Cấp tàu Chiều dài tàu (m) Phao tròn (chiếc) Tổng số Phao có dây ném SI £ 10 1 - 11÷20 2 1 21÷60 4 2 > 60 6 2 SII £ 10 2 - 11÷20 2 - 21÷60 4 - > 60 6 - Đối với tàu không tự hành: Cấp tàu Chiều dài tàu (m) Phao tròn (chiếc) SI và SII £ 30 2 > 30 4 Phà ngang sông, theo chiều dài của phà ở mỗi mạn, cứ 4m đặt một phao tròn. Trường hợp đoàn sà lan đẩy được ghép theo đội hình 2 hàng dọc thì số lượng phao tròn cứu sinh được giảm đi 50% so với yêu cầu. Bố trí phao tròn trên tàu Phải bố trí phao tròn dọc theo tàu tại chỗ dễ đến, dễ thấy nhất, giá đỡ phao không được cản trở phao tự nổi khi tàu bị chìm. Nếu tàu được trang bị hai phao tròn loại có 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 có tính nổi tốt, không bị cháy hay tiếp tục cháy sau khi ngọn lửa trần bao trùm hoàn toàn trong vòng 2s. Dễ sử dụng, có thể mặc đúng trong vòng 1 phút mà không cần sự giúp đỡ của người khác sau khi được hướng dẫn. Có khả năng mặc được cả chiều phải lẫn chiều trái và phải kết cấu sao cho không thể mặc nhầm. Người mặc cảm giác thoải mái. Cho phép nhảy ở độ cao 4,5m xuống biển. Có khả năng nâng mồm người bị bất tỉnh hoặc bị kiệt sức lên trên mặt nước ít nhất 12cm còn thân người ngả về phía sau một góc 200-500 so với phương thẳng đứng. Lật thân người bất tĩnh ở tư thế bất kỳ trong nước về trong vòng 5s. Tính nổi không bị giảm quá 5% khi ngâm trong nước ngọt liên tục 24h. Quy định về trang bị phao áo trên tàu: Đối với tàu hàng: phải trang bị đủ cho toàn bộ thuyền viên trên tàu. Đối với tàu khách: + Phải có đủ áo phao cho tổng số thuyền viên và hành khách trên tàu. Ngoài ra còn phải trang bị thêm 10% áo phao cho trẻ em. + Tàu khách có thời gian chạy liên tục dưới 4 giờ thì có 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. 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 ngoài buồng khách, phải chia thành nhóm, mỗi nhóm không quá 20 chiếc, để ở nơi dễ đến, có biển báo được chiếu sáng với dòng 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 oáng Phao beø Phao troøn 4.1.4 Xuồng cứu sinh: Là phương tiện cấp cứu nhanh nhất, an toàn nhất. Xuồng cứu sinh được làm bằng sắt thép, bằng gỗ, cao su... Có loại trang bị động cơ, có loại chạy bằng buồm hoặc chèo tay. Trên xuồng có trang bị lương thực thực phẩm, hải đồ, la bàn, các trang bị phát tín hiệu cấp cứu… 4.1.5 Bè cứu sinh: Là loại phao làm bằng cao su, bên trong rỗng để chứa không khí, phía trên có 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 có nhiều loại, mỗi loại có một công dụng khác nhau như: Xô cứu hoả: làm bằng sắt mạ kẽm giống như xô thường nhưng sơn màu đỏ, trên thân kẻ chữ “xô chữa cháy” bằng sơn trắng. Xô để trên giá đặt trên boong chính, boong thượng tầng, cánh gà buồng lái và hành lang ngoài của thượng tầng kiến trúc. Trên quai xô được buộc dây thực vật có chu vi ít nhất là 47mm, chiều dài của dây phải đảm bảo múc được nước ngoài mạn. Dùng xô 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 có kẻ “cát chữa cháy” bằng sơn trắng có dung tích 0, 15-1, 25 m3. Thùng có nắp kín nhưng có thể mở được dễ dàng và nhanh chóng 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, vòi rồng: Để phun nước. Chăn, vải bạt: là loại ngấm nước. Hiện nay phổ biến là dùng amiăng, có kích thứơc 1,5mx2m hoặc 2, 0mx2, 5m. Dùng để trùm kín đám cháy nhỏ. Dao, búa: Dùng để chặt phá. Móc, 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 có hình lưỡi liềm dùng để giật đổ những cấu trúc bằng gỗ, vải bạt, dây thực vật, không cho đám cháy lan rộng. Xà beng có hai đầu, một đầu nhọn đầu kia gần giống lưỡi búa dẹt và nghiên 300. Dùng lưỡi xà beng để nhổ định, phá khoá, bẩy bản lề, dùng đầu nhọn để đâm thủng vách ngăn. Rìu: có 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. Thang. 4.2.2 Các loại bình chữa cháy xách tay: 4.2.2.1. Bình chữa cháy bằng CO2: Bình chữa cháy CO2 Vòi phun Chốt an toàn Vỏ bình Cò (mở van) Khí CO2 Tay cầm Loa phun Cấu tạo: Gồm vỏ bình bằng kim loại, bên trong bình chứa đầy khí CO2 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 cò, tay cò được khoá lại bằng chốt an toàn và được kẹp chì để tiện cho việc kiểm tra và bảo quản bình. Ngoài ra còn có vòi phun, loa phun, tay cầm để tránh bị bỏng lạnh khi sử dụng. Cách sử dụng: Khi xảy ra cháy: Xách bình tiếp cận đám cháy ở trên gió. Đặt bình xuống. Rút chốt an toàn. Tay trái cầm tay cầm trên loa phun hướng vào gốc lửa tối thiểu 0,5m còn tay kia mở van hoặc bóp cò (tuỳ theo từng bình). Đối với các bình nhỏ (MT2, MT3), tay trái đáy bình, tay phải bóp cò. Dưới áp suất cao trong bình, CO2 được phun ra ngoài qua vòi phun phun vào đám cháy. 4.2.2.2 Bình bột khô: Cấu tạo: Voû bình Boät hoaù hoïc Khí nitô Ñoàng hoà ño aùp löïc Loa phun Bình boät khoâ MFZ 4 Choát an toaøn Tay coø Voøi phun Gồm vỏ bình bằng kim loại, bên trong bình ở phía dưới chứa bột chữa cháy. Phía trên được nén đầy khí nitơ (N2) dưới áp suất cao làm lực đẩy để phun thuốc bột khô. Cả bột chữa cháy và khí CO2 được giữ lại trong bình bởi một van đặt trên miệng bình, van bình được điều khiển bởi một tay cò đặt trên miệng bình. Nhằm đảm bảo an toàn, người ta bố trí ở van một chốt an toàn trên tay cò và được kẹp chì để tiện cho việc kiểm tra và bảo quản. Ngoài ra còn có vòi phun, loa phun. Cách sử dụng Khi có cháy xảy ra. Xách bình tiếp cận đám cháy ở trên gió. Lộn bình lên xuống khoảng 5 -7 lần sau đó đặt bình xuống. Rút chốt an toàn. Tay trái cầm vào vòi phun hướng vào gốc đám cháy ở khoảng cách khoảng 1-2 m, tay phải mở van (bằng cách bóp cò). Dưới áp suất cao trong bình, bột sẽ được phun ra ngoài qua vòi phun vào đám cháy. 4.2.2.3. Bình chữa cháy bằng bọt: Vỏ bình Chai thủy tinh Lò xo Cần mỏ vịt Bình bọt Vòi phun Cấu tạo: Vỏ bình bằng kim loại chứa dung dịch NaHCO3, Trong bình có ruột bình là chai thủy tinh (hoặc chai nhựa) đựng dung dịch Al2 (SO4)3. Miệng chai thủy tinh có nắp, trên nắp có lò xo giữ cho nắp đậy chặt. Nắp nối liền với cần mỏ vịt bằng một đòn nhỏ. Trên bình có vòi phun. b) Cách sử dụng: Khi chữa cháy, xách bình tiếp cận đám cháy (khoảng 1m) ở trên gió, 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 hoá 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 có thể nổi lên trên dầu và xăng, ngăn cách các chất cháy với khoâng khí ñeå daäp taét ngoïn löûa. Ngoài ra, bọt Al (OH)3 có tác dụng như một màng phủ lên trên mặt chất cháy, ngăn cách ôxy với chất cháy, làm cho đám cháy bị ngạt, thiếu ôxy. Do đó, loại này dùng rất có 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 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 nhòm 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 đó. Tất cả các tàu khách mang cấp SI phải được trang bị ít nhất một máy VTĐ thoại sóng mét (VHF) hàng hải có công suất phát không 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 nóc buồng lái sao cho không 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 sóng gió. Do mòn tự nhiên. Do hàng hoá bị dịch chuyển. Do bắn phá. Các công việc cần làm ngay khi tàu bị thủng: Khi phát hiện tàu bị thủng phải thực hiện các công việc sau: Báo động tàu bị thủng. Phải dừng máy. Đóng tất cả các cửa kín nước lại, các hệ thống dẫn nước phải khoá 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 Nếu là tàu đâm nhau mà vẫn còn 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. Xác định vị trí và kích thước lổ thủng: Có 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 có 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 bôi phấn vào thước để nhìn rõ vết nước sau khi đo), đem so sánh kết quả đo nước của nhiều lần đo trước đó để phát hiện tàu có bị thủng hay không và thủng ở khoang nào. Đối với lổ thủng lớn thì có thể nghe được tiếng nước chảy róc rách và nhìn mặt nước xung quanh thấy xoáy tròn và bị hút xuống có 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 xoáy tròn một chỗ thì chỗ đó bị thủng. Đối với tàu chở than, khi nước tràn vào thì một số bọt khí bị thảy ra. Dùng vợt: trên tay vợt có thang chia mét, mặt vợt có 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 đoù. Đối với những chỗ rạng nứt, ta dùng phấn bôi vào phía trong, nếu thấy phấn ướt thì chổ đó bị rạng nứt. Trường hợp các biện pháp trên không áp dụng được thì phải cho thợ lặn xuống để xác định vị trí và kích thước lổ thủng, nhưng phải chú ý an toàn. Ngoài ra dựa vào độ nghiêng, chúi của tàu cũng có thể biết được lổ thủng ở phần tư nào của tàu. Sau khi xác định được vị trí và kích thước lổ thủng thì có thể xác định được lượng nước tràn vào. Ngược lại, đo lượng nước tràn vào thì cũng đoán 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 công thức tính lượng nước tràn vào trong một giờ như sau: Q = 4.F. Trong đó: F: diện tích lổ thủng h: Chiều cao tính từ tâm lổ thủng đến mặt nước. 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, luôn sẵn sàng hoạt động. Không 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, không 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. 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. Nêm và nút gỗ: Được làm sẵn bằng loại gỗ mềm, dẽo như gỗ thông, 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 nón dùng để bịt kín những ống nước và lổ thủng hình tròn, nếu lổ thủng lớn thì dùng nút to. Bulông chuyên dùng: Bulông chuyên dùng có nhiều kiểu, có loại thẳng, loại cong. Loại thẳng có đầu tù, chẻ đôi, một nửa đầu xoay ngang được. Loại cong có loại cong thường và loại đầu có ngạnh xoay ngang. Dùng để bịt những lổ thủng tròn, nhỏ có đường kính 15-30cm. Thảm: Được làm sẵn với các cở và các kiểu khác nhau. Loại này dùng để bịt các lổ thủng lớn, không dùng nêm hay bulông được. Thảm được chia làm 4 loại sau: * Thảm loại 1: Có độ bền kém nhất so với những loại thảm khác, có kích thước là 2mx2m, làm bằng 2-3 lớp bạt dày, khâu thành từng đường cắt nhau thành những ô vuông cạnh 40cm. Chu vi thảm được khâu viền bằng dây gai ngâm dầu cở 65-75mm. Ở 4 góc và giữa cạnh trên làm thành khuyết đầu dây. Loại thảm này nhẹ, có độ bền kém, dùng để bịt lổ thủng không lớn lắm. Nó chịu được áp suất lớn nhất là 600 KG/m2. Do đó, không dùng để bịt lổ thủng có diện tích lớn hơn 0,1 m2, ở độ sâu lớn hơn 6m. * Thảm loại 2: Có độ bền tốt hơn thảm loại 1 khoảng 4-5 lần, làm bằng 2 lớp vải bạt dày, giữa có 1 lớp chiếu cói. Khâu những đướng cắt nhau thành những ô vuông 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: Có 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 không 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, có 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: Có 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 toàn bộ thảm viền bằng dây gai ngâm dầu khoảng 75-90mm. Bê tông: Dùng để hàn kín lổ thủng. Thành phần của bê tông gồm xi măng, cát, đá giăm, nước. Để đảm bảo cho bê tông chống khô, người ta thêm HCl và CaCl2. Các phương pháp chống thủng: Cứu thủng là công việc cấp bách, cần thiết và quan trọng để đảm bảo an toàn 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: Bịt các lổ thủng bằng các dụng cụ sẵn có trên tàu (thảm, nắp vít, nêm...) 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 không rạng dài thêm. Khi dùng nêm, lấy vải bạt quấn vào nêm, nếu có điều kiện thì nên nêm từ bên ngoài vào trong, dưới tác dụng của áp lực nước thì nêm sẽ không bị trượt ra. Nếu lổ thủng ở sâu dưới đáy thì nêm từ trong ra nhưng phải có vật nặng để chèn, ép, gia cố cho nêm chắc chắn. Khi vỏ tàu thủng một lỗ tròn, ta lấy một mảnh gỗ có đường kính lớn hơn miệng lổ thủng một chút để làm nắp, giữa miếng gỗ dùi một lỗ xỏ vừa bu lông. Đưa đầu có ngạnh của bu lông qua lỗ thủng ra ngoài mạn tàu, xoay ngang để ngạnh tì vào mạn ngoài của, xung quanh lỗ thủng đệm bằng bạt, xỏ lỗ giữa nắp gỗ vào bu lông để nắp gỗ đè chặt vào đệm. Nếu bulông còn dài thì lấy một miếng gỗ dày làm đệm đệm vào giữa nắp gỗ và đai ốc, xoáy chặt đai ốc để nắp gỗ ép mạnh vào đệm, nước không rò rỉ vào được. Voû taøu Ñeäm Ron ñeäm Buloâng OÁc Gioaêng cao su Toân loùt Bịt lổ thủng bằng nêm Bịt lổ thủng bằng nắp vít Đối với lổ thủng lớn hơn nữa mà không 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 góc 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 đó H là chiếu cao mạn, B là chiều rộng của tàu. Dùng maní bắt hai khuyết đầu dây ở hai góc dưới của tảhm vào hai dây cáp mềm gọi là hai dây dưới. 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 có treo vật nặng ở giữa. Hai người cầm hai đầu dây ném từ mũi về lái ngang qua vị trí lổ thủng, sau đó 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 có 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 góc mép dưới của thảm lên trên be mạn tàu, thảm trải rộng, hai góc 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 góc dưới của thảm. Từ từ đưa mép dưới của thảm ra ngoài mạn, đồng thời dùng maní bắt dây trên vào khuyết đầu dây ở hai góc trên của thảm. Từ mạn bên kia kéo dây dưới theo tốc độ đồng bộ với tốc độ xông 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 có độ cao cần thiết thì kéo căng các dây trên và dưới, buộc chặt các dây đó vào các cấu trúc mặt boong. Nếu diện tích lỗ thủng lớn hơn 5cm2 thì có thể dùng vài sợi dây cáp mềm hoặc dây lanh ngâm dầu từ mạn bên này đưa qua miệng lổ thủng, xuống dưói đáy tàu, trở lên về mạn bên kia có tác dụng như những chiếc công giang bằng dây. Sau đó dùng thảm đậy miệng lỗ thủng, như vậy thảm không 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, không bị nước đẩy xê dịch khi tàu chạy. Bịt bằng thảm cứng: Loại này vừa kín nước, vừa chắc chắn, không sợ sóng gió làm xê dịch, rách thảm. Cách buộc tương tự như thảm mềm nhưng thảm cứng có thêm móc, vít, tăng đơ để giữ thảm cho chắc chắn. Hàn bằng xi măng: Sau khi đã bịt lổ thủng xong, để đảm bảo an toàn và không bị nước tràn vào trong suốt quá trình chạy tàu thì ta tiến hành đổ bê tông. Khi đó thì lổ thủng được hàn có sức chịu gần bằng vỏ tàu, chống được những chấn động cơ học. Làm nghiêng tàu: Để lổ thủng nổi lên trên mặt nước. Có thể làm nghiêng tàu bằng cách di chuyển hàng hoá từ mạn bên này sang mạn bên kia hoặc bơm nước từ mạn này sang mạn kia. Khi đó góc nghiêng được tính theo công thức: tga = P.l / D.h P: Trọng lượng hàng hoá cần dịch chuyển L: Khoảng cách cần dịch chuyển D: Lượng chiếm nước h: Chiều cao tâm nghiêng. Một số trường hợp, để đảm bảo an toàn cho tàu cần phải vứt hàng hoá. Yêu cầu về bố trí trang bị cứu thủng: 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 Xô múc nước có dây. 02 chiếc. 6 Giẻ. 02kg. CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 3 Trình bày hệ thống lái của tàu? Trình bày hệ thống neo của tàu? Trình bày thiết bị buộc tàu? Trình bày các trang thiết bị an toàn? 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. Điều kiện để vật thể nổi trên mặt nước: Theo định luật Acsimet thì con tàu sẽ nổi được trên mặt nước khi có sự cân bằng giữa trọng lực của tàu () và lực đẩy của nước () tác động lên nó. Khi tàu nổi ở trạng thái cân bằng thì hai lực này có độ lớn bằng nhau, cùng nằm trên đường thẳng đứng vuông gốc với mặt nước. Mối quan hệ của hai lực này quyết định tính ổn định của tàu. G P Trọng lực của con tàu (): Có độ lớn bằng trọng lượng của toàn bộ con tàu cộng với các trang thiết bị, nhiên liệu, nước ngọt, hàng hoá và hành khách. Đặt tại trọng tâm G của tàu. Có phương vuông góc với mặt nước. Chiều hướng từ trên xuống. Lực nổi (): 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: có điểm đặt tại tâm nổi C (trọng tâm của khối nước bị tàu chiếm chỗ), có phương vuông góc với mặt nước, có chiều từ dưới hướng lên. G C D P Theo định luật Acsimet thì lực nổi bằng trọng lượng của thể tích khối nước bị tàu chiếm chỗ: D = V. g Trong đó: D: là lực nổi V: là thể tích khối nước bị tàu chiếm chỗ ( m³ ) g: 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. Nó ảnh hưởng trực tiếp đến trọng lượng và chiều chìm của con tàu. Trọng lượng riêng của nước: + Nước ngọt : g = 1 T/m3. + Nước biển Baltique : g = 1,015 T/m3. + Nước biển Bắc Đại Tây Dương : g = 1,025 T/m3. + Nước biển ở Việt Nam : g = 1,025 T/m3. Ví dụ: Ponton dạng khối hộp có chiều dài L = 12,5m, chiều rộng B = 4m, chiều cao mạn H = 3m, tàu ở trạng thái cân bằng (không nghiêng, không 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 có hàng trong nước mặn? (g=1,025T/m3) Bài làm. a) Trọng lượng của ponton bằng lượng chiếm nước: P = D = g1. V Trong đó: g1 là trọng lượng riêng của nước ngọt (g1 = 1T/m3) V là thể tích của phần thân ponton chìm trong nước ngọt (V = L . B . T) Vậy trọng lượng của ponton: P = g1.V = g1 . 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 công thức: P1 = g1.V1 = g1 . L . B . T1. Suy ra: T1 = = = 2,5m c) Mớn nước của ponton sau khi nhận hàng ở nước mặn: Khi nhận hàng, ở nước mặn, lượng chiếm nước không đổi, ngược lại thể tích ngâm nước và mớn nước giảm do trọng lượng riêng của nước tăng: P1 = D1 = g1.V1 = P1 = g2.V2 = const Thay V1 = L. B. T1; V2 = L. B. T2 Ta có: g1 . L . B . T1 = g2 . L . B . T2 Từ đó ta có chiều chìm của ponton ở nước mặn là: T2 = = = 2,44m. 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 có các trạng thái sau đây: Noåi caân baèng Noåi ñaëc bieät Chìm P = D P < D P > D Caùc traïng thaùi cuûa taøu trong nöôùc P = D Noåi lô löûng Tàu (vật thể) nổi cân bằng trên mặt nước khi trọng lượng của con tàu cân bằng với lực nổi tác dụng lên nó (P = D). Tàu nổi lơ lửng khi trọng lượng của con tàu cân bằng với lực nổi tác dụng lên nó (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 thôi tác động. Lực tác động vào tàu có thể là lực tĩnh (như nhận thêm một lượng hàng, dự trữ) hay có thể là lực động (như tác động của sóng, gió giật,.v.v…). Trong thực tế sự tác động của các lực này lên tàu có thể là riêng lẻ hay tổng hợp với nhau và có 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 có 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 toàn 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 đó ta xét mối quan hệ giữa chúng. Trọng tâm của tàu (G): Định nghĩa: Trọng tâm của tàu là điểm đặt của trọng lực con tàu. Cách xác định trọng tâm: Vị trí của G được xác định theo định luật vật lý thông dụng sau: tổng moment các thành phần trọng lượng của một vật đối với một mặt phẳng nào đó bằng môment của tổng các thành phần trọng lượng của vật đối với mặt phẳng đó. D = DL + DC K Z y G KG . D = KGL . DL + KGC . DC KG = Chọn hệ toạ độ: K G2 G1 G0 G Để xác định toạ độ trọng tâm tàu, người ta chọn hệ toạ độ có 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 luôn luôn 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 công thức sau: KG= Trong ñoù: KG: trọng tâm của tàu sau khi xếp hàng. KG0: chiều cao trọng tâm tàu không. D0: trọng lượng tàu không. 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 có trọng lượng tàu không D0=4000T, KG0=25ft. Các hầm được chứa các loại hàng đồng nhất có trọng lượng và độ cao trọng tâm như sau: Hầm 1 có W1=3000T KG1=8ft Hầm 2 có W2=2000T KG2=10ft Hầm 3 có W3=1000T KG3=30ft Hàng trên boong có W4=500T KG4=38ft Nước ngọt có W5=500T KG5=15ft Nhiên liệu có 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. K G 1 2 Z G1 G1 G Z K 1 1 2 * Khoảng dịch chuyển của G theo chiều thẳng đứng khi dịch chuyển các thành phần trọng lượng trên tàu được xác định theo công thức sau: GG1 = Trong đó: 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 đó trên tàu, chiều cao trọng tâm của tàu sẽ dịch chuyển một đoạn: GG1 = 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:có dấu âm khi khối hàng được nhận xuống ở vị trí mà trọng tâm của nó 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. 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 nó lập tức được chuyển tới điểm treo là đỉnh cần cẩu. Giá trị của Z trong trường hợp này là khá lớn nên có 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 có lượng chiếm nước nhỏ và khối lượng của mã hàng lớn. Ví dụ 2: Cũng con tàu cho trên, nếu nhận thêm 2000T hàng có 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 có lượng chiếm nước 1800 tấn và KG=3m, nhận thêm 3400 tấn hàng có KG=2,5m và 400 tấn dầu có KG=5m. Tìm KG của tàu sau khi xếp thêm hàng và nhiên liệu. Ví dụ 5: Một tàu có 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 có 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 đó bơm xả ra ngoài 200 tấn nước dằn có KG=0,5m. Tìm lượng hàng có thể xếp thêm ở trên boong (với KG=10m) để tàu có chiều cao tâm nghiêng là 0,3m với KM sau cùng là 6,3m. Tâm nổi (C): 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 công thức sau: KC = Vi là thành phần thứ i tạo nên phần chìm của tàu. KCi là độ cao trọng tâm thành phần thứ i tương ứng. Có thể tính chiều cao tâm nổi theo công thức gần đúng sau: KC =( Trong đó: 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 có thể tìm được khi biết mớn nước hay lượng chiếm nước của tàu. Sự dịch chuyển của C: g C G C' g1 Lúc đầu tàu nổi cân bằng, C nằm trên đường thẳng đứng thuộc mặt phẳng trục dọc của tàu, khi tàu nghiêng, một thể tích hình nêm phần chìm của tàu sẽ dịch chuyển từ mạn cao sang mạn thấp. Điều này làm cho C dịch chuyển sang vị trí mới C’ theo chiều dịch chuyển của hình nêm có hướng song song với đường nối trọng tâm của hai hình nêm và có độ lớn bằng: CC’= Trong đó: v: thể tích hình nêm. gg1: khoảng cách giữa trọng tâm hai hình nêm. V: thể tích phần chìm của tàu. 1.2.4 Tâm nghiêng ngang (khuynh tâm) M: C’ C M Là giao điểm của đường tác dụng của lực nổi C tại hai góc nghiêng liên tiếp nhau. Ở những góc nghiêng nhỏ (dưới150) thì tâm nghiêng ngang là giao giữa đường tác dụng của lực nổi và đường thẳng đứng qua trọng tâm G. Độ cao tâm nghiêng KM được cho sẵn trong hồ sơ thủy tĩnh của tàu. Mômen hồi phục: M G C C' Z Là thước đo độ ổn định của tàu. Khi tàu nghiêng một góc nhỏ, với giả thiết ảnh hưởng của các két chứa chất lỏng chở vơi là nhỏ, ta coi trọng tâm của tàu không đổi. Tâm nổi C chuyển sang mạn nghiêng và lúc này lực tác động tại C và G không còn 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 mômen có xu hướng đưa tàu về vị trí cân bằng ban đầu. Độ lớn được xác định theo công thức: Mhp = P. GZ Trong đó: GZ là khoảng cách từ trọng tâm G đến đường tác dụng của lực nổi qua C (cánh tay đòn hồi phục). Trong tam giác vuông MGZ ta có: Sina = GZ / GM. Suy ra: GZ = GM. Sina Mhp = P. GM . Sina Trong đó: P: trọng lượng của tàu. a: góc 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 đó, 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, nó tuỳ thuộc vào loại tàu và hàng hoá chuyên chở. Chẳng hạn, GM của tàu chở hàng hạt rời không được nhỏ hơn 0,3m (theo quy định của công ước quốc tế về an toàn sinh mạng trên biển). Khi tàu có GM quá lớn: Được gọi là tàu lắc cứng. Lúc này lúc này tàu có moment hồi phục lớn nên khi bị nghiêng nó trở lại tư thế cân bằng nhanh, tức là chu kỳ lắc ngắn. Nếu tàu lắc quá nhanh sẽ ảnh hưởng không tốt đến sự hoạt động của máy móc, thuyền viên và dễ gây nên dịch chuyển hàng hoá do gia tốc lớn. Khi tàu có 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 hoá trên tàu nhưng có biên độ lắc lớn nên dễ bị nguy hiểm khi gặp thời tiết xấu, nước dễ tràn lên mặt boong làm hư hỏng hàng hoá và tàu. Khi tàu có GM âm: Nó ở trạng thái mất ổn định. Tuy nhiên, tàu sẽ không bị lật trừ khi giá trị âm quá lớn. 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 G M G G M C C C C' C' C' Z Trường hợp G nằm dưới M: Khi tàu nghiêng sẽ tạo ra mômen đưa tàu về trạng thái cân bằng ban đầu. Tàu ở trạng thái cân bằng ổn định. Trường hợp G trùng với M: Khi đó GM = 0, lúc này tàu ở trạng thái cân bằng tại vị trí được đặt, nếu có một tác động nào vào thì nó lại chuyển sang cân bằng mới do hậu quả của lực tác động đó. Trường hợp này gọi là cân bằng phiếm định. Trường hợp G nằm trên M: C M G G C' M C' G M C C Caân baèng oån ñònh Baét ñaàu nghieâng Vò trí caân baèng môùi Tàu ở trạng thái mất ổn định ban đầu (vì GM âm). Tuy nhiên, tàu sẽ không bị lật khì khi giá trị âm khá lớn. Lúc này nếu có một lực tác động làm cho tàu nghiêng khỏi vị trí cân bằng ban đầu thì sẽ tạo ra một mômen đẩy cho nó 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 nó bị nghiêng thêm nữa về cùng phía thì khi C dịch chuyển, M cũng dịch chuyển theo và trong giới hạn tới 200 thì M có 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 có ngoại lực tác dụng theo phía ngược lại thì tàu sẽ từ từ trở về vị trí thẳng đứng và nghiêng sang phía ngược lại đó 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 góc nghiêng của tàu luôn cố định ở một bên do tàu cân bằng ổn định ở góc nghiêng đó. Dù ngoại lực có tác động theo chiều nào thì môment hồi phục vẫn dương và có xu hướng đưa tàu về cân bằng tại góc nghiêng đó. Còn trong trường hợp GM < 0 thì góc nghiêng không cố định ở một nên nào mà thay đổi theo hướng tác động của ngoại lực, sẽ thấy tàu có chu kỳ lắc dài, chậm với biên độ lớn. Trạng thái này rất nguy hiểm vì tàu có thể bị lật khi gặp thời tiết xấu. 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 sóng ứng với tần số và biên độ nhất định. Phân loại: Có 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 luôn thay đổi mớn nước. Ảnh hưởng của lắc: Lắc là hiện tượng không có lợi, nó ảnh xấu đến nhiều mặt khác nhau. Cụ thể là: Làm cho thuyền viên và hành khách khó chịu. Nếu không chằng buộc chắc chắn, khi tàu lắc hàng hoá sẽ di chuyển làm ảnh hưởng tới vỏ tàu, thế vững hoặc làm hư hỏng hàng hoá. Lắc làm ảnh hưởng tới kết cấu tàu và máy móc 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, góc nghiêng lớn thì có nguy cơ lật tàu. Nếu lắc dọc lớn, chân vịt có thể bị nhấc lên khỏi mặt nước và quay trên không làm tổn hại tới máy cái và trục láp. Trên các tàu chiến, bắn không chính xác; trên tàu chở máy bay, máy bay hạ cánh khó khăn. Biện pháp làm giảm lắc ngang: Vây cá 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, không có lợi. Để làm giảm lắc ngang người ta dùng nhiều cách khác nhau như: Ki hông (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 đường dòng chảy để hạn chế sức cản gia tăng. Vây cá làm tăng sức cản nên giảm được biên độ lắc khoảng 50% nhưng không làm thay đổi chu kỳ lắc của tàu. Đối với tàu hàng, nên thiết kế chiều dài vừa phải để khỏi nhô lên mặt nước khi tàu chạy không tải. Ki giả Hàn vào dưới ki tàu một tấm thép gọi là ki giả, ki giả có 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 trục b-b’. Con quay có khả năng giữ hướng của trục a-a’ không thay đổi trong không 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 có xu thế ổn định ở thế cân bằng ban đầu. Con quay oån ñònh Vaây caù di ñoäng a' a b' b Hiện nay cũng có một số tàu sử dụng vây cá di động, đó là hai cánh ngầm đặt ở hai mạn. Hai cánh này có thể thu vào, xoè ra và quay quanh trục của nó. Khi không có gió, mặt nước yên lặng thì thu vây cá di động (2 cánh ngầm) vào trong thân tàu, khi có sóng gió thì xoè cánh ngầm ra. Nếu cánh ngầm nghiêng một góc nào đó so với dòng nước chảy qua cánh, do sức cản của nước làm cho cánh có sức nâng. Sức nâng này hướng lên trên hoặc xuống dưới xuống dưới phụ thuộc vào góc nghiêng của cánh xuống dưới hoặc lên trên. Do đó, điều khiển cánh ngầm nghiêng lên nghiêng xuống quanh trục của nó theo chu kỳ bằng chu kỳ lắc ngang của tàu sao cho mô men do cánh ngầm gây nên ngược chiều với mô men lắc ngang của tàu. Hiệu quả sử dụng vây cá di động này rất cao, nó giảm được biên độc lắc khoảng 90%, nhưng có nhược điểm là khi tốc độ tàu giảm thì hiệu suất của nó cũng giảm. Tính chống chìm Khái niệm: Tính chống chìm của tàu là khả năng của con tàu có 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. Hậu quả của sự ngập khoang: Tôn vỏ tàu, phần dưới đường nước có tải bị thủng làm cho nước vào trong tàu và ngập một hoặc một số khoang, làm cho chiều chìm tăng, có 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 có vách dọc tàu nghiêng một bên mạn. Tăng chiều chìm đồng thời với sự nghiêng, chúi làm giảm chiều cao mạn khô và dẫn đến boong kín nước nằm dưới mặt nước làm tàu chìm. Trường hợp tàu chìm nhưng không mất tính ổn định, với khối lượng nước vào nhiều nhưng chậm có thể kéo dài vài giờ. Nhưng nếu mất ổn định thì tàu chìm rất nhanh. Do đó trương hợp tàu bị thủng, nước tràn vào, nhiệm vụ chính của thuyền viên là không để cho tàu mất tính ổn định để tàu chìm chậm, ta có 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 đó bị thủng, mớn nước của tàu tăng lên nhưng không vượt quá đường mớn nước tối đa. Dùng hệ thống bơm nước có công suất lớn để bơm nước ra ngoài. Thiết kế tàu đáy đôi (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 đó có nghĩa là con tàu phải có khả năng chuyển động theo hướng thẳng, cũng như có 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. Ta thấy rằng tính ổn định hướng và tính quay trở là hai tính tương phản nhau. Một con tàu có tính ổn định hướng tốt thì tính quay trở kém. Ngược lại, tàu có tính quay trở tốt thì tính định hướng sẽ kém đi. Do đó, khi thiết kế phải biết dung hoà 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 góc nào đó làm cho tàu quay trở linh hoạt, nhanh chóng, 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. Khái niệm về vòng quay trở: Vòng 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 đó. Vòng quay trở của tàu ban đầu có dạng hình xoắn ốc, khi tàu đã đi vào vòng quay ổn định thì vòng quay trở là một hình tròn không thay đổi. Vòng quay trở phụ thuộc vào các yếu tố như: tốc độ tàu, góc độ bẻ lái, hình dáng thân tàu, bánh lái, độ nghiêng, chúi, độ sâu và điều kiện khí tượng thủy văn: sóng, gió, dòng chảy… Tính định hướng: Là khả năng duy trì hướng đi của tàu theo hướng đã định trước. Nếu tàu có 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 gió 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 có 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 nó chịu được các nội, ngoại lực tác động mà không bị biến dạng trong phạm vi cho phép. Tính bền phụ thuộc vào kết cấu của tàu. Các lực tác dụng lên tàu: Nội lực: Trọng lượng của bản thân tàu, các kết cấu của tàu, máy móc, trang thiết bị, hàng hoá và các thành phần khác. Ngoại lực: Lực tác động của sóng, gió, dòng, lực đẩy của nước,… Phân loại sức bền: Sức bền thân tàu chia làm hai loại: Sức bền cục bộ: Là sức bền mà chỉ có một phần kết cấu của thân tàu tham gia, liên quan đến việc chất xếp hàng hoá. Sức bền chung: Là sức bền mà phần lớn các bộ phận kết cấu của thân tàu tham gia. Sức bền toàn 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 toàn kết cấu tàu là sức bền dọc vì chiều dài con tàu lớn hơn nhiều so với chiều ngang và dọc thân tàu có nhiều kết cấu không 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 không cần tăng thêm công suất máy. Tính chạy nhanh phụ thuộc vào lực cản thân tàu. Khái niệm về lực cản: Lực cản của tàu là những lực sinh ra khi tàu chuyển động mà hợp lực của chúng có chiều ngược với chiều chuyển động. Khi chuyển động, tàu gặp hai loại sức cản là: nước và không khí. Sức cản do nước tạo nên là rất rất lớn, lớn hơn nhiều so với sức cản của không khí. Do vậy, khi thiết kế tàu thủy phải đặc biệt quan tâm đến vấn đề này. Các loại lực cản thân tàu: Để xác định công suất máy phù hợp theo yêu cầu tốc độ của tàu, chúng ta phải biết sức cản của tàu khi chạy. Nói 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 sóng ở đằng mũi và đằng lái, sóng 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 sóng RS. Thành phần thứ hai là lực cản ma sát xuất hiện do cọ sát trực tiếp của dòng 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 sóng và lực cản ma sát trong lực cản toàn bộ của tàu thì phụ thuộc vào hình dạng và tốc độ của tàu. Lực cản sóng đối với tàu cở lớn chạy chậm thì chỉ chiếm khoảng 20% lực cản toàn bộ, còn đối với tàu chạy rất nhanh thì lực cản sóng chiếm tới 70% lực cản toàn bộ của con tàu. Dòng nước tách khỏi thân tàu là nguyên nhân xuất hiện vùng áp suất thấp phía sau đuôi tàu làm xuất hiện sức cản được gọi là sức cản áp suất. Ký hiệu là Ras. Ngoài nước, không khí cũng cản trở sự chuyển động của tàu gọi là sức cản không khí (Rkk): sức cản này phụ thuộc vào tốc độ của tàu, diện tích và hình dáng của phần trên đường mớn nước. Khi gió thổi, sức cản phụ thuộc vào tốc độ, hướng gió tương đối của nó. Thượng tầng có nhiều chức năng phải thoả mãn, chúng không đủ thoát khí và trường hợp nào đó, gió chỉ có ích là gió xuôi hoặc gần xuôi (không ngược). Ta có sức cản toàn bộ được ký hiệu là R, nó được xác định như sau: R = RS + Rms + Ras + Rkk Trong tính toán, sức cản sóng và sức cản áp suất thường được gọi là sức cản hình dáng hoặc sức cản dư. Biện pháp làm giảm sức cản: Biện pháp là giảm sức cản sóng: Có thể làm giảm sức cản sóng 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 sóng 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 không khí. Để có lợi về sức cản sóng có 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. Biện pháp làm giảm sức cản ma sát: Đảm bảo bề mặt vỏ tàu nhẵn, phẳng bằng cách áp dụng công nghệ đóng tàu chính xác, sơn thích hợp và bảo vệ được lớp sơn đó. 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 ÔN 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?