Bài tập môn lý thuyết tàu thủy pot

Trường Đại Học Nha Trang Bộ môn Kỹ thuật Tàu thủy G V H D: Trần Đình Tứ
Khoa Kỹ Thuật Giao Thông Môn: Lý thuyết Tàu Thủy 1 SVTH: Đặng Hữu Trí; lớp: 52TT
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA KỸ THUẬT GIAO THÔNG
BỘ MÔN KỸ THUẬT TÀU THỦY

BÀI TẬP LỚN
Môn: Lý Thuyết Tàu Thủy 1
(bản vẽ và thuyết minh)
GVHD : Trần Đình Tứ
SVTH : Đặng Hữu Trí
Lớp : 52TT
Nhóm : X- Nhà hàng nổi 40T
Đề : XVIII-E_2400
1
Nha Trang tháng 12 năm 2011
Trường Đại Học Nha Trang Bộ môn Kỹ thuật Tàu thủy G V H D: Trần Đình Tứ
Khoa Kỹ Thuật Giao Thông Môn: Lý thuyết Tàu Thủy 1 SVTH: Đặng Hữu Trí; lớp: 52TT
Nội dung bài tập lớn
Phần một : vẽ đường hình tàu thủy.
Phần hai : Tính toán tính nổi tàu thủy.
Phần ba : Tính toán tính ổn định Tàu thủy.
Phần bốn : Tính toán, kiểm tra tính chống chìm.
Phần năm : tính toán hạ thủy.
Mục lục
Lời nói đầu trang3
Phần 1: vẽ đường hình trang4
I.Tóm tắt lý thuyết: trang4
II. Quy trình thực hiện trang5
Phần hai :Tính toán tính nổi tàu thủy: trang7
I). đường cong diện tích trang7

II) đồ thị thủy tĩnh trang10
III ) Đồ thị bongjen trang13
Phần ba: tính toán tính ổn định tàu thủy trang15
I. Cơ sở lý thuyết: trang15
II) Thực hành tính toán và vẽ đồ thị ổn định trang15
1)Tính cánh tay đòn theo phương pháp Pantocaren. ……………………trang16
1 Tính toán cánh tay đòn ổn định tàu theo pp của giáo sư Vlaxôp Trang 16
2) Tính toán cánh tay đòn ổn định tàu theo pp Krưlôp –Darnhi.: trang22
Phần bốn : Tính toán, kiểm tra tính chống chìm.
I) Tóm tắt lý thuyết .
II) Tính toán tính chống chìm:
1)Xác định các yếu tố khoang ngập.
2)Phương pháp thêm tải.
3) Đường cong phân khoang:
2
Nha Trang tháng 12 năm 2011
Trường Đại Học Nha Trang Bộ môn Kỹ thuật Tàu thủy G V H D: Trần Đình Tứ
Khoa Kỹ Thuật Giao Thông Môn: Lý thuyết Tàu Thủy 1 SVTH: Đặng Hữu Trí; lớp: 52TT
Lời Nói Đầu.
Tàu thủy là một công trình kỹ thuật hết sức đặc biệt là phương tiện hoạt động trên môi
trường nước. có thể chuyển dịch trên mặt nước, hay ngầm dưới nước, nó có hai dạng đặc điểm chính
là nổi được trên mặt nước (hoặc ngầm dưới nước) và vận động theo sự điều khiển của con người, nó
giữ vai trò hết sức quan trọng trong hệ thống ngành giao thông vận tải, có vai trò rất lớn đối với bất
kỳ nền kinh tế biển nào .Vì thế việc nghiên cứu và phát triển tàu thuỷ rất quan trọng .
Ngày nay ngành công nghiệp tàu thủy ngày càng phát triển mạnh tàu thủy ngày càng có
nhiều tính năng, tải trọng chịu được ngày càng lớn, kích thước lớn, trang bị hiện đại, vùng hoạt
động ngày càng xa xôi. Các yêu cầu kỹ thuật ngày càng cao như vậy đòi hỏi phải đầu tư kinh tế vào
đó là rất lớn.
Lý Thuyết Tàu Thủy là một trong những môn học chuyên ngành quan trọng, được giảng dạy
ở đầu giai đoạn chuyên môn cho các ngành Đóng Tàu, Động Lực Tàu và một số ngành cho bộ môn

Kỹ thuật Tàu thủy. Ở môn này chúng ta được nghiên cứu chuyên sâu về những tính năng đảm bảo
tàu nổi, ổn định và vận động còn gọi là các tính năng hàng hải của tàu. Xuất phát từ điều kiện làm
việc phức tạp của con tàu, do đó mục tiêu của môn học không nằm ngoài việc trang bị các kiến thức
cơ bản về hình học tàu, và các tính năng hàng hải của tàu tạo điều kiện phát triển các môn học
chuyên môn khác trong chuyên ngành tàu.
Và như vậy chỉ có cho các sinh viên hoàn thành các bài tập lớn về lý thuyết tàu mới có thể
đáp ứng được các nhu cầu đó. Bài tập lớn lý thuyết tàu nếu được sinh viên hoàn thành một cách
đúng mực thì có thể xem nó như một tài liệu thiết kế tàu đầu tay, và qua nó mọi kiến thức cơ bản về
lý thuyết tàu thủy đều được nắm bắt một cách rất chắc chắn và vũng vàng, từ đây những tư duy mới
của đóng tàu có thể bắt đầu thôi thúc phát triển.
Sau một khoảng thời gian học tập và nghiên cứu, trong quá trình làm bài tập lớn em mắc phải
rất nhiều khó khăn về tài liệu tham khảo, toán học, tin học (Autocad), và đặc biệt cuối cùng là kiến
thức chuyên môn chưa được hiểu sâu rộng, nhưng với sự cố gắng của bản thân, sự chỉ bảo tận tình
của thầy và các bạn trong lớp,cuối cùng em đã hoàn thành được bài tập lớn của mình.
Trong quá trình làm bài tập lớn do một số lỗi như sự nắm bắt kiến thức kém, nhầm lẫn trong tính
toán và vẽ dẫn tới một số sai sót, kính mong thầy và các bạn có thể chỉ bảo thêm cho em để kịp thời
sửa chữa. Em xin chân thành cảm ơn thầy và các bạn, kính mong thầy tiếp tục giúp đỡ bọn em trong
các lần sau trong quá trình học tập và nghiên cứu.
3
Nha Trang tháng 12 năm 2011
Trường Đại Học Nha Trang Bộ môn Kỹ thuật Tàu thủy G V H D: Trần Đình Tứ
Khoa Kỹ Thuật Giao Thông Môn: Lý thuyết Tàu Thủy 1 SVTH: Đặng Hữu Trí; lớp: 52TT
PHẦN MỘT
BÀI TẬP LỚN SỐ I: VẼ ĐƯỜNG HÌNH
ĐỀ BÀI
Vẽ hình chiếu 2D của một tàu thép cho theo mẫu (có thể dùng Autocad hoặc vẽ tay) trên khổ A1.
+ khoảng sườn theo yêu cầu: 2400mm, khoảng sườn có sẵn: 2265mm
Các phương án lựa chọn kích thước:
+ Theo chiều dài:
L

max
=29.75m L
tk
=24.35m
+ Theo chiều rộng:
B
max
=6.32m B
tk
=6m
+ Theo chiều cao, chiều chìm:
H=2.1m T=1.3m
Các phương án thực hiện.
Từ bài mẫu đã cho ta lập block theo trục OX sao chgo đúng với khoảng sườn yêu cầu
I. Tóm tắt lý thuyết:
a. Các khái niệm chung:
- Bản vẽ đường hình là bản vẽ nền tản toàn đường cong biểu diễn hình dáng hình học bên ngoài của
của bề mặt vỏ tàu.
- Hình dáng vỏ tàu dưới nước có ảnh hưởng lớn đến tính năng hàng hải của tàu nên bản vẽ đường
hình chính là công cụ mô tả, cung cấp thông tin và tính toán các tính năng hàng hải của tàu. Nó cho
phép tiếp cận đến từng điểm trên toàn thân tàu.
- Đường hình lý thuyết: tập hợp những đường hình mang tính lý thuyết, chúng được hiểu theo một vài
quy định nhất định. Nó biểu diễn theo bề mặt lý thuyết được quy định như sau:
+ Đối với tàu vỏ mỏng ( thép, nhôm ) là bề mặt lớp ngoài bộ khung.
+ Đối với tàu vỏ dày ( xi măng lõi thép, gỗ) là bề mặt ngoài cùng.
b. Các mặt phẳng chiếu cơ bản:
- Tương tự như biểu diễn vật thể hình học bằng phương pháp hình chiếu, hình dáng bề mặt vỏ tàu
cũng được mô tả trên bản vẽ bằng cách chiếu thẳng góc lên các mặt phăng chiếu cơ bản.
- Mặt cắt dọc giữa tàu: mặt phẳng thẳng đứng đặt tại vị trí đường tâm dọc giữa tàu, chia tàu thành hai
phần đối xứng mạn trái và mạn phải.

- Mặt cắt ngang giữa tàu: mặt phẳng thẳng đứng, vuông góc với mặt phẳng dọc giữa tàu. Nó đi qua
điểm giữa chiều dài thiết kế ,chia tàu thành 2 phần mũi và đuôi.
- Mặt mặt đường nước: mặt phẳng nằm ngang trùng mặt đường nước thiết kế, chia tàu thành hai phần
nổi và chìm.
4
Nha Trang tháng 12 năm 2011
Trường Đại Học Nha Trang Bộ môn Kỹ thuật Tàu thủy G V H D: Trần Đình Tứ
Khoa Kỹ Thuật Giao Thông Môn: Lý thuyết Tàu Thủy 1 SVTH: Đặng Hữu Trí; lớp: 52TT
c. Hệ thống hình chiếu:
- Do bề nặt vỏ tàu là mặt cong phức tạp vậy để mô tả hình dáng vỏ tàu phải dùng hệ thống các mặt cắt
phụ song song với các mặt phẳng chiếu cơ bản, tạo thành hệ thống ba hình chiếu trên bản vẽ đường
hình tàu.
- Hệ thống chiếu bao gồm:
+ Hệ thống mặt cắt dọc : gồm các giao tuyến của bề mặt vỏ tàu với các mặt cắt phụ song
song với mặt cắt dọc giữa tàu. Thường có từ 2-6 mặt cắt dọc và được ký hiệu CDI, CDII, tính từ mặt
cắt dọc giữa ra hai bên.
+ Hệ thống mặt cắt ngang giữa tàu: gồm các giao tuyến của bề mặt vỏ tàu với các mặt
cắt phụ song song với mặt cắt ngang giữa tàu. Thường được bố trí đều với số lượng 11 hoặc 21
phụ thuộc chủ yếu vào chiều dài tàu, đánh theo thứ tự là 0,1,2…, tính từ đuôi đến mũi.
+ Hệ thống mặt đường nước: gồm các giao tuyến của bề mặt vỏ tàu với các mặt cắt phụ
song song mặt phẳng đường nước. Thường được bố trí cách đều nhau từ 4-10. Phụ thuộc vào
chiều cao tàu và ký hiệu là ĐN0, ĐN1, ĐN2,…, tính từ dưới đáy nên.
II. Quy trình thực hiện:
* Bước 1: Chuẩn bị số liệu:
- Tính toán các thông số cơ bản: lấy các thông số cơ bản của tàu mẫu nhân với hệ số tính toán
tìm được theo thứ tự, bao gồm:
+ Chiều dài thiết kế: Ltk = 24.37 m
+ Chiều rộng thiết kế: Btk = 6 m
+ Chiều chìm thiết kế: Tkt = 1.3 m
- Tính toán bảng trị số tuyến hình mới: nhân các số liệu của bảng trị số tuyến hình cũ với các hệ

số tính toán tương ứng.
* Bước 2: Chuẩn bị lưới vẽ như hình dưới đây
Hình 1.1: chuẩn bị lưới vẽ
5
Nha Trang tháng 12 năm 2011
Trường Đại Học Nha Trang Bộ môn Kỹ thuật Tàu thủy G V H D: Trần Đình Tứ
Khoa Kỹ Thuật Giao Thông Môn: Lý thuyết Tàu Thủy 1 SVTH: Đặng Hữu Trí; lớp: 52TT
* Bước 3: Dựa vào bảng trị số tuyến hình ta xác định các điểm của từng đường cong, bắt đầu từ
hình chiếu mặt cắt ngang và nối trơn các điểm.
Để bản vẽ đơn giản trên mặt cắt ngang giữa ta biểu diễn nửa trái cho các mặt cắt ngang thuộc phần
đuôi, nửa phải cho các mặt cắt ngang thuộc phần mũi tàu.
Tiếp tục chuyển sang vẽ hai mặt cắt còn lại và vẽ bổ sung một số đường.
- Đối với hình chiếu bằng do có tính chất đối xứng nên ta chỉ vẽ một nửa.
*Bước 5: chọn tỉ lệ đưa bản vẽ vào khổ A1 và ghi kích thước cần thiết và các thông số cơ bản ta
đã có bản vẽ đường hình hoàn chỉnh.
3. Nhận xét:
- Ta nhận thấy rằng bản vẽ đường hình là một tài liệu rất thông minh, nó cung cấp thông tin cơ
bản về con tàu,là sản phẩm sáng tạo đáp ứng nhu cầu tính toán thiết kế về tàu.
- Ngoài những ưu điểm trên thì bản vẽ đường hình còn có những hạn chế đáng lưu ý đó là:
+ Hạn chế sự sáng tạo phải có mẫu hoặc tàu thật mới có thể xây dựng được, tuân theo
mô hình cũ không có tính sáng tạo cái mới.
+ Lựu trọn dáng đường cong biểu diễn bề mặt tàu phụ thuộc vào khái niệm cảm tính.
+khó khăn trong việc phù hợp của các đường cong trên ba hình chiếu.
6
Nha Trang tháng 12 năm 2011
Trường Đại Học Nha Trang Bộ môn Kỹ thuật Tàu thủy G V H D: Trần Đình Tứ
Khoa Kỹ Thuật Giao Thông Môn: Lý thuyết Tàu Thủy 1 SVTH: Đặng Hữu Trí; lớp: 52TT
PHẦN HAI
BÀI TẬP LỚN SỐ 2: TÍNH TOÁN TÍNH NỔI
ĐỀ BÀI

Với tàu đã vẽ ở bài tập I tính và xây dựng các đồ thị:
I) Cơ sở lý thuyết
II) Các đường cong diện tích MCN và MĐN
III) Đồ thị thủy tĩnh
IV) Đồ thị Bonjean
BÀI LÀM
I) Cơ sở lý thuyết
Trong phần này ta biết thêm được khá nhiều khái niệm mới:
• Điều kiện cân bằng của tàu.
• Trọng lượng của tàu.
• Tọa độ trọng tâm tàu và tọa độ tâm nổi của tàu.
• Các phương pháp tính gần đúng; áp dụng nhiều nhất và thong dụng nhất là phương pháp
tính theo công thức hình thang.
• Đường cong yếu tố thủy lực và đồ thị bonjean.
II) Các đường cong diện tích MCN và diện tích ĐN:
1) Dồ thị phân bố diên tích mặt cắt ngang: Là đường cong biểu thị sự thay đổi của diện
tích mặt cắt ngang dọc theo chiều dài tàu.
* Cách xây dựng:
+ Dựng hệ trục tọa độ
xO
ω
, trên trục Ox đánh dấu các điểm tương ứng với vị trí đường
sườn theo tỉ lệ chiều dài tàu.
+ Ứng với từng điểm ta sẽ có vị trí của một đường sườn. Từ các điểm này vẽ các đoạn
thẳng vuông góc với trục Ox với độ dài bằng diện tích của từng mặt cắt ngang đã được nhân với tỉ lệ,
và phải có sự tương quan về vị trí các mặt cắt ngang.
+ Nối lần lượt các điểm cuối của từng đoạn thẳng sao cho nó là một đường cong trơn.
+ Theo lý thuyết các mặt cắt ngang được tính như sau:

0

2
z
ydz
ω
=
∫
Ta lập bảng tính như sau:
7
Nha Trang tháng 12 năm 2011
Trường Đại Học Nha Trang Bộ môn Kỹ thuật Tàu thủy G V H D: Trần Đình Tứ
Khoa Kỹ Thuật Giao Thông Môn: Lý thuyết Tàu Thủy 1 SVTH: Đặng Hữu Trí; lớp: 52TT
Hình 2.1 : xác định MCN
8
Nha Trang tháng 12 năm 2011
suon 0
dn
Tung
độ [1].[2]
(1) (2) (2)
0
1
2
3
4
5
6
Tổng các tung độ ∑'
Hiệu chỉnh ε
Tổng hiệu chỉnh
∑=∑' - ε

Diện tích mặt cắt
ngang
Trường Đại Học Nha Trang Bộ môn Kỹ thuật Tàu thủy G V H D: Trần Đình Tứ
Khoa Kỹ Thuật Giao Thông Môn: Lý thuyết Tàu Thủy 1 SVTH: Đặng Hữu Trí; lớp: 52TT
Bảng 2.1 : bảng tính diện tích MCN
2) Đồ thị (đường cong) phân bố diện tích mặt đường nước(MĐN): là đường cong biểu
thị sự thay đổi của diện tích mặt đường nước theo chiều cao z (chiều chìm
tàu).
* Cách xây dựng:
+ Xây dựng hệ tọa độ zOS, trên trục Oz đánh dấu những điểm đặc trưng cho vị trí các
đường nước theo tỉ lệ chiều dài xác định.
+ Từ các điểm này vạch các đường vuông góc với trục Oz và đặt trên đó những diện tích
đường nước đã được chia theo tỉ lệ, tương ứng với vị trí của nó.
+ Nối các điểm cuối của các đoạn thẳng biểu diễn diện tích của các đường nước thành
một đường cong trơn S(z).
- Tương tự như tính toán diện tích mặt cắt ngang, việc tính toán diện tích toán diện tích MĐN là
không thể vì không thể xác định được hàm S(z), chỉ có sủ dụng phương pháp hình thang hoặc lấy
trong Autocad.
-Diện tích nặt DDN được tính theo công thức:
2
2
2 .
L
L
S y dx
−
=
∫
Để tính được diện tích lập bảng số liệu theo bảng sau:
9

Nha Trang tháng 12 năm 2011
đường cong diện tích ĐN
DN0
sườn y
i
0
1
2
…
9
10
S
Trường Đại Học Nha Trang Bộ môn Kỹ thuật Tàu thủy G V H D: Trần Đình Tứ
Khoa Kỹ Thuật Giao Thông Môn: Lý thuyết Tàu Thủy 1 SVTH: Đặng Hữu Trí; lớp: 52TT
Hình 2.2: xác định mặt ĐN Bảng 2.2: bảng tính diện tích mặt ĐN
Trong đó
3) Kết quả thực hiện:
Ta lập được hai bảng tổng kết số liệu về diện tích MCN và diện tích mặt ĐN
bảng2.3 : tổng hợp diện tích
đường nước
ĐN diện tích thực
0 37.896 1515.84
1 48.072 1922.88
2 54.942 2197.68
3 57.51 2300.4
4 59.472 2378.88
5 61.11 2444.4
6 63.786 2551.44
10
Nha Trang tháng 12 năm 2011

Trường Đại Học Nha Trang Bộ môn Kỹ thuật Tàu thủy G V H D: Trần Đình Tứ
Khoa Kỹ Thuật Giao Thông Môn: Lý thuyết Tàu Thủy 1 SVTH: Đặng Hữu Trí; lớp: 52TT
Từ hai bảng tổng hợp trên ta tiến hành vẽ hai đường cong diện tích MCN và đường cong diện tích
mặt ĐN.
4) Nhận xét:
1) Đường cong diện tích đường sườn (MCN) đặc trưng cho sự phân bố thể tích ngâm nước theo
chiều dài tàu.Nó rất quan trọng trong quá trình thiết kế tàu, xác định dung tích các khoang.
- Diện tích giới hạn bởi đường cong và trục Ox theo tỉ lệ thì bằng thể tích ngâm nước V của tàu.
- Hệ số béo của diện tích bao bởi đường cong và trục Ox bằng hệ số béo dọc của tàu.
- Hoành độ trọng tâm của diện tích bao bởi đường cong và trục Ox theo tỉ lệ trục hoành bằng hoành
độ tâm nổi X
c
của tàu
2) Đường cong diện tích mặt đường nước đặc trưng cho sự phân bố thể tích chiếm nước theo cao
tàu.
- Diện tích giới hạn bởi đường cong và trục Oz theo tỉ lệ thì bằng thể tích ngâm nước V của tàu.
- Hệ số béo của diện tích giới hạn bởi đường cong và trục Oz bằng hệ số béo thẳng đứng của tàu.
- Tung độ trọng tâm của diện tích bao bởi đường cong và trục Ox theo tỉ lệ chiều chìm bằng tung độ
tâm nổi Z
c
của tàu.
II) các đường cong thủy lực
1) Tóm tắt lý thuyết
*Đường cong các yếu tố thủy lực là tập hợp các đường cogn biểu diễn sự thay đổi các yếu tố
như V, D, S. X
c
, X
f
, Z
c

, α, β, δ…
*Đồ thị Bonjean là đồ thị biểu diễn đường cong thay đổi diện tích các sườn và mômen theo các
mớn nước khác nhau. Đồ thị này cho phép xác sử dụng khi tàu nghiêng ngang và nghiêng dọc.
2) Nội dung thực hiện
11
Nha Trang tháng 12 năm 2011
bảng 2.4: tổng hợp
diện tích MCN
chiều dài biểu diễn (mm)
tỉ lệ xích 10cm/1m
2
sườn diện tích thực
0 5.002 500.2
1 8.53085 853.085
2 11.134025 1113.4025
3 11.527475 1152.7475
4 11.527475 1152.7475
5 11.527475 1152.7475
6 11.527475 1152.710475
7 11.2728 1127.28
8 10.53165 1053.165
9 8.419525 841.9525
10 1.48535 148.535
Trường Đại Học Nha Trang Bộ môn Kỹ thuật Tàu thủy G V H D: Trần Đình Tứ
Khoa Kỹ Thuật Giao Thông Môn: Lý thuyết Tàu Thủy 1 SVTH: Đặng Hữu Trí; lớp: 52TT
Như hai mục trên đã phân tích thì trước tiên ta phải đi tính các thông số đường nước, dựa vào bảng số
liệu của BTL số 1 ta có thể tính được các giá trị để vẽ đò thị dựa vào các mẫu bảng tính như sau:
Bảng 2.5: Bảng tính các giá trị đường nước:
duong nuoc
TT

Sườn
i
Tung độ
y
mi
y
di
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
0 5 0
1 6 4 1
2 7 3 2
3 8 2 3
4 9 1 4
5 10 0 5
Bảng 2.6: các giá tị mặt cắt ngang
dn
Tung
độ
(1) (B)
0 Y
0
Y
0
0 ∑'- ε ∑*ϪT*2
1 Y
1
Y
1+
Y
0

Y
i
-Y
0
2 Y
2
(Y
1+
Y
0
)+ Y
2
…
3 Y
3
…
4 Y
4
5 Y
5
6 Y
6
MDN S B T L V
I II III IV V VI
0
75.792
4.69 0.000 18.24 0 0.00 0.89
12
Nha Trang tháng 12 năm 2011
Trường Đại Học Nha Trang Bộ môn Kỹ thuật Tàu thủy G V H D: Trần Đình Tứ

Khoa Kỹ Thuật Giao Thông Môn: Lý thuyết Tàu Thủy 1 SVTH: Đặng Hữu Trí; lớp: 52TT
1
96.144
5.20 0.325 20.43 27.94 0.81 0.91
2
115.296
5.75 0.650 21.80 62.3 0.76 0.92
3
121.608
5.90 0.975 23.16 100.8 0.76 0.89
4
131.868
6.00 1.300 24.54 141.99 0.74 0.90
5
135.828
6.09 1.625 25.94 185.49 0.72 0.86
6
141.708
6.19 2.100 28.95 337 0.90 0.79
BẢNG TÍNH CÁC YẾU TỐ MẶT CẮT NGANG
dn
Tung
độ
Tổng các
tung độ
∑'
Hiệu
chỉnh
ε
Tổng hiệu

∑=∑' - ε
Diện tích
MCN ω
B T
β
(1) (B)
0 2.345
2.345
0 2.345 0 4.69
0 0
1 2.76
5.105
2.5525 2.5525 1.659125 5.52
0.325 0.92
2 2.875
7.98
2.61 5.37 3.4905 5.75
0.65 0.93
3 2.95
10.93
2.6475 8.2825 5.383625 5.9
0.975 0.94
4 3
13.93
2.6725 11.2575 7.317375 6
1.3 0.94
5 3.045
16.975
2.695 14.28 9.282 6.09
1.625 0.94

6 3.095
20.07
2.72 17.35 11.2775 6.19
1.95 0.93
Từ các số liệu cho trên ta tiến hành vẽ đồ thị thủy tĩnh.
III)Đồ thị Bôngien
1) Các khái niệm cơ bản:
- Đồ thị Bôngien: là tập hợp tất cả các đường cong diện tích
ω
và mô men tĩnh
oy
M
ω
của các mặt
cắt ngang phụ thuộc vào chiều chìm hay mặt đường nước.
- Đồ thị Vlaxôp: là đồ thị trên mỗi mặt cắt ngang ta biểu diễn được ba đường cong 1/2 diện tích
( )
2
ω
, mô men tĩnh của 1/2 diện tích đối với trục Oy
(
)
2
M oy
ω
, mô men tĩnh của 1/2 diện tích đối
với trục Oz
(
)
2

M oz
ω
.
- Giữa hai đồ thị có sự tương quan ta có thể gộp hai đồ thị thành một để cho gọn và có những ưu điểm
mà hai đồ thị khi đứng riêng rẽ không có được.
2) Cách xây dựng:
- Từ hình chiếu đứng của bản vẽ đường hình ta sẽ vẽ lại hình chiếu nay với sự thay đổi là gấp đôi các
kích thước liên quan đến chiều cao.
- Tại các mặt mặt cắt ngang: ta biểu diễn đường cong 1/2 diện tích và hai mô men tĩnh của 1/2 theo
hai trục Oz và Oy đã được nhân với một tỉ lệ phù hợp.
13
Nha Trang tháng 12 năm 2011
Trường Đại Học Nha Trang Bộ môn Kỹ thuật Tàu thủy G V H D: Trần Đình Tứ
Khoa Kỹ Thuật Giao Thông Môn: Lý thuyết Tàu Thủy 1 SVTH: Đặng Hữu Trí; lớp: 52TT
- Diện tích của 1/2 mặt cắt ngang và các mô men tĩnh có thể tính bằng phương pháp gần đúng hình
thang. Nhưng để rút ngắn thời gian ta có thể lấy ra từ trong Autocad, ta có bảng số liệu đã ghi trong
bản vẽ: - sau khi vẽ xong nên biểu diễn các các T
m
, T
đ
là các chiều chìm của tàu ở mũi và đuôi ở hai
bên ứng độ cao các mặt đường nước. Thực hiện tính trên các bảng để tìm ra các giá tri dện tích và
momen.
Bảng 2.5: tính toán theo sườn
Suon 0 y met tong dien tich i [II']*[V] tong mo men
I II II' III IV V VI VII VIII
ĐN0
ĐN1
ĐN2
ĐN3

ĐN4
ĐN5
boong
3) Kết quả thực hiện tính toán
Từ bảng tính trên ta suy ra bảng tính tổng hợp đẻ vẽ đồ thị bọnjean:
Bảng 2.6: số liệu vẽ đồ thị bonjen
Sườn ĐN0 ĐN1 ĐN2 ĐN3 ĐN4 ĐN5 boong
0
w 0 0.00 0.00 0.00 0.82 2.54 10.39
M 0 0.00 0.00 0.00 21.42 71.99 821.64
1
w 0 0.00 0.81 2.51 4.33 6.20 16.37
M 0 0.00 0.53 1.92 4.00 6.74 42.60
2
w 0 1.51 3.22 5.07 6.98 8.91 19.08
M 0 0.26 1.11 2.62 4.79 7.63 34.99
3
w 0 1.66 3.49 5.38 7.32 9.28 16.48
M 0 0.29 1.19 2.73 4.93 7.81 24.63
4
w 0 1.66 3.49 5.38 7.32 9.28 16.48
M 0 0.29 1.19 2.73 4.93 7.81 24.63
5
w 0 1.66 3.49 5.38 7.32 9.28 16.48
M 0 0.29 1.19 2.73 4.93 7.81 24.63
6
w 0 1.66 3.49 5.38 7.32 9.28 16.48
M 0 0.29 1.19 2.73 4.93 7.81 24.63
7
w 0 1.5568 3.3248 5.1675 7.072 9.020375 18.46

M 0 0.28 1.15 2.65 4.82 7.68 32.21
14
Nha Trang tháng 12 năm 2011
Trường Đại Học Nha Trang Bộ môn Kỹ thuật Tàu thủy G V H D: Trần Đình Tứ
Khoa Kỹ Thuật Giao Thông Môn: Lý thuyết Tàu Thủy 1 SVTH: Đặng Hữu Trí; lớp: 52TT
8 w 0 1.25 2.85 4.58 6.40 8.28 18.41
M 0 0.25 1.04 2.45 4.52 7.28 35.73
9
w 0 0.69 1.83 3.20 4.71 6.32 17.98
M 0 0.16 0.74 1.87 3.60 5.96 47.03
10
w 0 0.00 0.00 0.01 0.13 0.45 2.97
M 0 0.00 0.00 0.01 0.16 0.64 14.93
d) Nhận xét:
- Đồ thị Bôngien cho phép xác định nhanh chóng thể tích chiếm nước của tàu ở mớn nước bất kỳ khi
tàu bị nghiêng dọc.
- Ba đường cong Vlaxốp cho ta biết tọa đọ trọng tâm của tùng mặt cắt khi tàu nghiêng ở tư thế bất kỳ.
- Khi kết hợp hai đồ thị này ta vừa xác định nhanh chóng thể tich nước chiếm, và chúng ta còn có thể
xác định tọa độ tâm nổi của tàu ở tư thế bất kỳ vừa nghiêng vừa chúi.
- Nhờ đồ thị này mà ta có thể dẽ dàng xây dựng đường cong diện tích theo mặt cắt ngang, sử dung
trong tính toán độ bền dọc chung của tàu, các vấn đề liên quan đến việc thiết kế cơ bản vẽ đường hình
lý thuyết, và đặc biệt nhất là tính toán phân khoang chống chìm.
PHẦN BA
BÀI TẬP LỚN SỐ 3: TÍNH TOÁN TÍNH ỔN ĐỊNH
ĐỀ BÀI
Trong bài tập lớn số 3 này sinh viên áp dụng phương pháp tính cánh tay đòn ổn định theo
phương pháp Vlaxôp và phương pháp Krưlôp- Darnhi trong việc tính toán, xây dựng đồ thị cánh tay
đòn ổn định cho tàu đã làm trong bài tập 1, 2 và kiểm tra tính ổn định của tàu theo hệ tiêu chuẩn
thích hợp, nhận xét và so sánh theo hai Phương pháp trên.
Lựa chọn phương án:

+ Tính toán cánh tay đòn ổn định tàu theo phương pháp của giáo sư Vlaxôp.
+ Tính toán cánh tay đòn ổn định tàu theo phương pháp Krưlôp-Darnhi.
15
Nha Trang tháng 12 năm 2011
Trường Đại Học Nha Trang Bộ môn Kỹ thuật Tàu thủy G V H D: Trần Đình Tứ
Khoa Kỹ Thuật Giao Thông Môn: Lý thuyết Tàu Thủy 1 SVTH: Đặng Hữu Trí; lớp: 52TT
I. Cơ sở lý thuyết:
1 Khái niệm:
Tính ổn định là khả năng tàu khôi phục vị trí cân bằng ban đầu khi mômen ngoại lực thôi tác
dụng, hay khả năng chống lại mômen ngoại lực.
- Ổn định ngang: Là ổn định trong mặt phẳng ngang, đặc trưng bởi góc nghiêng θ.
- Ổn định dọc: Là ổn định trong mặt phẳng dọc, đặc trưng bởi góc nghiêng ψ.
- Ổn định tĩnh: Mômen nghiêng là mômen tĩnh, tàu nghiêng từ từ không có gia tốc.
- Ổn định động: Mômen nghiêng là mômen động, tàu nghiêng đột ngột, có gia tốc.
- Ổn định ban đầu: Ổn định xét trong trường hợp góc nghiêng nhỏ θ≤ 10
0
– 12
0
.
- Ổn định góc nghiêng lớn: Ổn định xét trong trường hợp góc nghiêng lớn θ >10
0
- 12
0
.
2 Các phương pháp tính cánh tay đòn ổn định.
1) Tính theo đường cong Pantocaren (Cross Curvers)
2) Tính toán cánh tay đòn ổn định tàu theo phương pháp của giáo sư Vlaxôp.
3) Tính toán cánh tay đòn ổn định theo phương pháp Krưlôp-Darnhi
II) Thực hành tính toán và vẽ đồ thị ổn định.
Ở đay ta thự hiện tính toán vẽ và đối chiếu cả hai phương pháp như lý thuyết đã nêu.

1) Tính cánh tay đòn theo phương pháp Pantocaren. (Cross Curvers)
a) Các bước thực hiện:
Trước tiên ta tính cánh tay đòn hình dạng của tàu l
k
được đo từ điểm cố định (keel) trong
mọi trường hợp tính toán. Cánh tay đòn hình dáng phụ thuộc vào tọa độ tâm nổi (y
c
, z
c
), được biểu
diễn theo hàm: l
k
= f(V,θ).
Từ đồ thị Pantocaren có thể xây dụng được đồ thị ổn ddingj ở thể tích chiếm nước bất kỳ
bằng cách vẽ đường thẳng đi qua tung độ V
i
cắt tất cả các đường cong Pantocaren và tung độ của
các giao điểm này cính lafgias trị cánh tay đòn hình dáng l
k
ở tất cả các gốc nghiêng θ. Khi biết cao
độ trọng tâm z
G
và cao độ tâm nổi z
C
của tàu ở lượng chiếm nước đã cho V
i
, có thể tính toán và xây
dựng đồ thị ổn định tĩnh của tàu L
θ
= l

k
– z
G
sinθ
Quá trình tính toán này có thể thực hiện đơn giản thong qua bản tính cánh tay đòn hồi phục
từ đồ thị Pantocaren như sau:
16
Nha Trang tháng 12 năm 2011
Trường Đại Học Nha Trang Bộ môn Kỹ thuật Tàu thủy G V H D: Trần Đình Tứ
Khoa Kỹ Thuật Giao Thông Môn: Lý thuyết Tàu Thủy 1 SVTH: Đặng Hữu Trí; lớp: 52TT
… V = Z
G=…
Góc θ 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
Sin θ
l
k
Z
G
sinθ
L
θ
Từ bảng số liệu vừa tính được ta tiến hành vẽ đồ thị cánh ray đồn hồi phục.
2) Tính toán cánh tay đòn ổn định tàu theo phương pháp của giáo sư Vlaxôp.
a) nội dung thực hiên:
Tính toán, xây dựng đồ thị cánh tay đòn ổn định tàu theo phương pháp của giáo sư Vlaxôp
và kiểm tra tính ổn định của tàu đã làm trong bài tập lớn số 1 và 2 theo hệ tiêu chuẩn thích hợp.
b) các bước thực hiện:
Theo nhà khoa học Nga Vlaxốp đề nghị, giá trị cánh tay đòn ổn định hình dáng l
hd
được tính

gần đúng theo công thức :
l
hd
=y
c90
f
1
(θ)+ (z
c90
-z
co
) f
2
(θ)+ r
o
f
3
(θ) + r
90
f
4
(θ)
và: l
hp
=l
hd
– l
tl
= y
c90

f
1
(θ) + (z
c90
- z
co
) f
2
(θ) + r
o
f
3
(θ) + r
90
f
4
(θ) – (Z
G
– Z
c0
)sinθ.
trong đó : z
co
, y
c90
, z
c90
, r
o
, r

90
- các yếu tố hình học quy đổi, có thể xác định theo
các công thức như sau :
• z
co
là cao độ tâm nổi C ứng với góc nghiêng θ = 0
0
và được xác định theo công thức sau:
z
co
=
T
δ+α
α
=



















+
H
T
B
H
L
B
L
δα
α
• y
c90
tung độ tâm nổi C ứng với góc nghiêng θ = 90
0
và được xác định theo công thức sau:
y
c90
=
B
T
H
k
c
1
2
2
2

)2)(1(
25,0
−






−+
−
δ
α
α
δ
δαα
α
=













δ−αα+
α
−
δ
α
α
δ
−
L
B
L
T
H
k
)2)(1(
25,0
1
2
2
c
2
17
Nha Trang tháng 12 năm 2011
Trường Đại Học Nha Trang Bộ môn Kỹ thuật Tàu thủy G V H D: Trần Đình Tứ
Khoa Kỹ Thuật Giao Thông Môn: Lý thuyết Tàu Thủy 1 SVTH: Đặng Hữu Trí; lớp: 52TT
• z
c90
là cao độ tâm nổi C ứng với góc nghiêng θ = 90
0
và được xác định theo công thức sau:

z
c90
=
Hk
c
α
δ
δ+α
α
=












δ+α
α
α
δ
B
H
L
B

Lk
c
• r
o
, r
90
– bán kính ổn định ngang của tàu ứng với góc nghiêng θ = 0
0
và θ = 90
0
xác định
theo các công thức như sau:r
o
=k
r
T
B
12
22
δ
α
=k
r



















δ
α
T
H
H
B
L
B
12
2
r
90
=
o
3
90c
co90c
r
y

zz








−
k
r
-hệ số phụ thuộc hình dạng mặt đường nước, tính theo công thức gần đúng sau :
k
r
= 1,06±0,05 - đối với mặt đường nước dạng chữ S
k
r
= 1,03±0,05 - đối với mặt đường nước dạng lồi
k
c
-hệ số tính đến ảnh hưởng của thể tích boong kín nước, xác định theo công thức do Viện sỹ
Pozduynhin đề nghị như sau :k
c
= 1+
H
B
V
V
=1,05 – 1,15

V
B
-thể tích dưới boong kín nước tính từ chiều cao H
V
H
-thể tích tàu tính từ đáy đến chiều cao H
• Z
g
cao độ trọng tâm tàu, việc tính cao độ trọng tâm tàu tương đối phức tạp theo công thức:
i
n
i
ig
pz
P
Z
∑
=
=
1
1
Trong đó : P - là khối lượng toàn tàu.
z
i
, p
i
- là cao độ và trọng lượng của tải trọng thành phần thứ i trên tàu.
Ta cũng có thể chọn Z
g
theo tỷ số

H
Z
g
của tàu mẫu.
18
Nha Trang tháng 12 năm 2011
Trường Đại Học Nha Trang Bộ môn Kỹ thuật Tàu thủy G V H D: Trần Đình Tứ
Khoa Kỹ Thuật Giao Thông Môn: Lý thuyết Tàu Thủy 1 SVTH: Đặng Hữu Trí; lớp: 52TT
f
1
(θ), f
2
(θ), f
3
(θ), f
4
(θ) là các hàm số chỉ phụ thuộc vào góc nghiêng ngang của tàu θ có giá
trị cho theo bảng sau:
Bảng 3.1: Giá trị các hàm f
1
(
θ
), f
2
(
θ
), f
3
(
θ

), f
4
(
θ
) phụ thuộc góc nghiêng tàu
θ
Góc nghiêng sin(θ) Giá trị các hàm fi(θ)
θ(độ) (rad)
f
1
(θ) F
2
θ) F
3
θ) F
4
θ)
0 0 0 0 0 0
10 0.1736 0.05 -0.036 0.151 0.01
20 0.3420 0.337 -0.241 0.184 0.062
30 0.5000 0.84 -0.556 0.081 0.135
40 0.6428 1.279 -0.722 -0.069 0.155
50 0.7660 1.365 -0.513 -0.155 0.069
60 0.8660 1.056 0.026 -0.135 -0.081
70 0.9397 0.586 0.603 -0.062 -0.184
80 0.9848 0.21 0.935 -0.01 -0.151
90 1 0 1 0 0
Từ bang các hàm f
1
(θ), f

2
(θ), f
3
(θ), f
4
(θ) ta lập bảng tổng hợp kết quả tính tay đòn ổn định
hình dáng theo góc nghiêng θ ở bảng
Bảng 3.2: Bảng tính giá trị cánh tay đòn ổn định tàu
Góc nghiêng θ
(độ)
y
c90
f
1
(θ) (z
c90
- z
co
) f
2
(θ) r
o
f
3
(θ) r
90
f
4
(θ)
l

hd
=
(2) + (3) + (4) + (5)
(1) (2) (3) (4) (5) (6)
0
10
…
80
90
19
Nha Trang tháng 12 năm 2011
Trường Đại Học Nha Trang Bộ môn Kỹ thuật Tàu thủy G V H D: Trần Đình Tứ
Khoa Kỹ Thuật Giao Thông Môn: Lý thuyết Tàu Thủy 1 SVTH: Đặng Hữu Trí; lớp: 52TT
• Tính cánh tay đòn ổn định động: Áp dụng công thức:
l
θ
đ
=
∫
d
dl
hp
θ
θ
0
=
)1)(cos(cos)(sin −−+−−
θθθ
COGOCOCC
ZZZZy

l
θ
đ
=∆
θ
(Σl
θ
i
- (l
θ
i
+l
θ
n
)/2) =(∆
θ
/2) Σl
θ
Từ các giá trị trên ta tính giá trị cánh tay đòn tĩnh và cánh tay đòn ổn định động sau đó vẽ dồ thị.
c) kết qủa thực hiện: Các thông số kế thừa từ BTL số 1 và BTL số 2:
- Loại tàu: Nhà hàng nổi 40 tấn.
-Chiều dài đường nước thiết kế: L=24.37(m).
-Chiều rộng đường nước thiết kế: B=6.00(m)
-Chiều chìm trung bình: T=1.3(m).
-Chiều cao mép boong: H=2.1(m). α =0,90; δ =0,83 β =0,93
- Các yếu tố hình học quy đổi, có thể xác định theo các công thức như sau:
• z
co
=
T

δα
α
+
=


















δ+α
α
H
T
B
H
L
B

L
=
)(6724.03.1
83.090.0
90.0
m
=×
+
• y
c90
=
B
T
H
k
c
1
2
2
2
)2)(1(
25,0
−






−+

−
δ
α
α
δ
δαα
α
1.27966
3.1
1.2
1,1
)83.09,02()9,01(
9,025,0
1
83,0
9,02
9,0
83,0
2
2
=×






×
−××+
×

=
−
×
−
• z
c90
=
Hk
c
α
δ
δ+α
α
=












δ+α
α
α
δ

B
H
L
B
Lk
c
=
)(1.19281.21,1
83,09,0
9,0
9,0
83,0
m
=××
+
• r
o
= k
r
T
B
12
22
δ
α
= k
r



















T
H
H
B
L
B
δ
α
12
2
=
)(2.3196
3.1
6
83,012

9,0
03,1
22
m
=×
×
• r
90
=
o
3
90c
co90c
r
y
zz








−
=
)(1560.02.3196
1.2796
6724.01.1928
3

m
=×






−
20
Nha Trang tháng 12 năm 2011
Trường Đại Học Nha Trang Bộ môn Kỹ thuật Tàu thủy G V H D: Trần Đình Tứ
Khoa Kỹ Thuật Giao Thông Môn: Lý thuyết Tàu Thủy 1 SVTH: Đặng Hữu Trí; lớp: 52TT
• Z
g
cao độ trọng âm tàu, ta có thể chọn Z
g
theo tỷ số
H
Z
g
của tàu mẫu.
Đối với tàu hàng
H
Z
g
thường nằm trong khoảng 0,60-0,65. [3, tr.113]

)(26.11.260,060,0 mHZg
=×=×=

Các bảng tổng hợp kết quả tính toán
Bảng 3.3: Bảng tính giá trị cánh tay đòn ổn định tàu
Góc θ y
c90
f
1
(θ) (z
c90
- z
co
)f
2
(θ) r
o
f
3
(q) r
90
f
4
(θ) l
hd
các hệ số
0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
10 0.07 -0.02 0.39 0.00 0.44 B 6.00
20 0.45 -0.14 0.48 0.01 0.80 T 1.30
30 1.13 -0.32 0.21 0.02 1.04 H 2.10
40 1.72 -0.41 -0.18 0.03 1.15 β 0.93
50 1.83 -0.29 -0.40 0.01 1.14 δ 0.74
60 1.42 0.01 -0.35 -0.01 1.07 α 0.90

70 0.79 0.35 -0.16 -0.03 0.94 k
c
1.10
80 0.28 0.54 -0.03 -0.02 0.77 kr 1.03
90 0.00 0.57 0.00 0.00 0.57 Δθ 0.174544
Từ các giá trị trong các bảng tính trên ta thiết lập bảng tổng hợp tính cánh tay đòn ổn định tĩnh và
động.
Áp dụng công thức tính cánh tay dòn ổn định động:
l
θ
đ
=
∫
d
dl
hp
θ
θ
0
=
)1)(cos(cos)(sin −−+−−
θθθ
COGOCOCC
ZZZZy
l
θ
đ
=∆
θ
(Σl

θ
i
- (l
θ
i
+l
θ
n
)/2) =(∆
θ
/2) Σl
θ
l
θ
đ
=∆
θ
(l
0
+ l
10
+ l
20
+ … +l
90
–(l
0
+ l
90
)/2 )

Bảng 3.4:Giá trị cánh tay đòn tĩnh và cánh tay đòn ổn định động.
Góc θ l
hd
(m) ltl=(ZG-Zc0)sinθ lhp=lhd-ltl ∑[4] lđ
0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
10 0.44 0.10 0.34 0.34 0.03
20 0.80 0.20 0.60 1.28 0.11
30 1.04 0.29 0.75 2.63 0.23
40 1.15 0.38 0.77 4.14 0.36
21
Nha Trang tháng 12 năm 2011
Trường Đại Học Nha Trang Bộ môn Kỹ thuật Tàu thủy G V H D: Trần Đình Tứ
Khoa Kỹ Thuật Giao Thông Môn: Lý thuyết Tàu Thủy 1 SVTH: Đặng Hữu Trí; lớp: 52TT
50 1.14 0.45 0.69 5.61 0.49
60 1.07 0.51 0.56 6.86 0.60
70 0.94 0.55 0.39 7.81 0.68
80 0.77 0.58 0.19 8.39 0.73
90 0.57 0.59 -0.01 8.56 0.75
Từ kết quả cột 4 và 6 tiến hành vẽ đồ thị ổn định:
Hình 3.8: Đồ thị ổn định
Tàu có các thông số ổn định: h= 2.045m). l
30
=0.75(m)
θ
m
=36.96 l
đ30
=0.23 (m)
l
đ40

=0.36 l
đ40
- l
đ30
=0,13 (m)
Vậy theo hệ tiêu chuẩn IMO tàu đủ ổn định trong điều kiện hoạt động của mình.
3) Tính toán cánh tay đòn ổn định tàu theo phương pháp Krưlôp –Darnhi.
a) Tóm tắt lý thuyết
Phương pháp Krưlôp –Darnhi là phương pháp giải tích kết hợp đồ hoạ, đây là phương pháp
tính dựa trên các dữ liệu thu được từ các bản vẽ liên quan.
Nguyên tắc phép tính dựa vào sự xác định bán kính tâm nghiêng của tàu nghiêng
θ
r
khi
V=const và sau đó tính toạ độ tâm nổi
B
Z
và
B
Y
trong hệ trục của tàu nghiêng cùng với tàu.
22
Nha Trang tháng 12 năm 2011
Trường Đại Học Nha Trang Bộ môn Kỹ thuật Tàu thủy G V H D: Trần Đình Tứ
Khoa Kỹ Thuật Giao Thông Môn: Lý thuyết Tàu Thủy 1 SVTH: Đặng Hữu Trí; lớp: 52TT
N
M
B'
B
WO

O
z
y

θ

θ

θ

θ

θ

θ

θ

θ

θ

θ

θ
d
B
B
B
B

Y
dY
Z
dZ
Hình 2.10: Tính tay đòn ổn định theo phương pháp Krưlôp –Darnhi.
Quan hệ giữa toạ độ tâm nổi và bán kính tâm nghiêng, chúng ta xác định dựa vào hình vẽ
2.10.
Đối với gia số góc nghiêng nhỏ, bất kì, đường cong tâm nổi có thể xem như cung có tâm tại
θ
M
và bán kính bằng
θ
r
, chúng ta có độ dịch chuyển tâm nổi:
θθθθθθ
θ
drdMBBB
==
.
'
Gia số toạ độ tâm nổi khi nghiêng thêm góc
θ
d
có thể biểu diễn bằng các công thức:
θ
θθθ
cos.
,
BBdY
B

=
θ
θθθ
sin.
,
BBdZ
B
=
Từ đó:
θθ
θθ
drdY
B
.cos.
=
θθ
θθ
drdZ
B
.sin.
=
Sau khi tích phân hai vế của các phương trình trên trong giới hạn từ
θ
÷
0
, chúng ta có toạ độ
tâm nổi như hàm của lần lượt các giá trị bán kính tâm nghiêng
θ
r
23

Nha Trang tháng 12 năm 2011
Trường Đại Học Nha Trang Bộ môn Kỹ thuật Tàu thủy G V H D: Trần Đình Tứ
Khoa Kỹ Thuật Giao Thông Môn: Lý thuyết Tàu Thủy 1 SVTH: Đặng Hữu Trí; lớp: 52TT
và góc nghiêng
θ
:
θθ
θ
θθ
drY
B
cos
0
∫
=
;
θθ
θ
θθ
drZZ
BOB
sin
0
∫
=−
Để có toạ độ
θ
B
Y
và

θ
B
Z
, phải tính
θ
r
ở mỗi góc nghiêng khi thể tích ngâm nước không đổi,
vậy đòi hỏi vẽ những đường nước nghiêng cắt phần ngâm nước với những thể tích bằng nhau
(đường nước nghiêng tương đương ).
Phương pháp tính tay đòn ổn định của Viện sỹ Krưlôp đạt độ chính xác rất cao nên có thể
coi là hoàn hảo về mặt lý thuyết và phương pháp. Tuy nhiên phương pháp của Viện sỹ Krưlôp vẫn
còn một số tồn tại: khối lượng công việc tính toán rất lớn, toàn bộ số liệu đầu vào phải đo trực tiếp
từ bảng toạ độ đường hình với tỉ lệ lớn, do đó sai số trong khi đo là không thể tránh khỏi.
* Tiêu chuẩn ổn định:
Tiêu chuẩn ổn định là những chỉ tiêu hoặc những định mức nhằm đảm bảo an toàn tối đa
cho con tàu về phương diện ổn định. Tất cả các loại tàu phải đảm bảo yêu cầu cơ bản về ổn định
chung, ngoài ra còn phải thoả mãn các yêu cầu khác ứng với riêng từng loại tàu.
* Tiêu chuẩn vật lý:
Tiêu chuẩn này được xây dựng trên cơ sở giải bài toán cân bằng của tàu dưới tác dụng của
tất cả mômen ngoại lực. Tiêu chuẩn vật lý có tính khoa học cao, sang tạo nó tạo điều kiện để tìm
kiếm và áp dụng những sáng kiến mới. Tuy nhiên, việc xây dựng cũng như tính ổn định cho tàu
theo tiêu chuẩn này là rất phức tạp và khó thực hiện, đặc biệt nó đòi hỏi phải có nghiên cứu thực
nghiệm.
Vì những lý do trên nên tiêu chuẩn vật lý chỉ được áp dụng ở một số nước như Nga, Nhật,
Mỹ, Trung Quốc.
* Tiêu chuẩn thống kê:
Hệ tiêu chuẩn thống kê được xây dựng trên cơ sở:
- Thống kê những vụ đắm tàu do thiếu ổn định.
- Xác định những yếu tố thiếu ổn định là nguyên nhân gây ra tai nạn đắm tàu.
-Xác định giới hạn của những yếu tố đó và đưa ra thành tiêu chuẩn.

24
Nha Trang tháng 12 năm 2011
Trường Đại Học Nha Trang Bộ môn Kỹ thuật Tàu thủy G V H D: Trần Đình Tứ
Khoa Kỹ Thuật Giao Thông Môn: Lý thuyết Tàu Thủy 1 SVTH: Đặng Hữu Trí; lớp: 52TT
Với cách xây dựng như vậy nên hệ tiêu chuẩn thống kê rất phù hợp với thực tế nhưng cứng
nhắc, hạn chế sự sáng tạo ra mẫu tàu mới.
Các tiêu chuẩn ổn định thống kê hiện nay thường thiết lập theo công trình nghiên cứu của
nhà khoa học Hà Lan Rakhole.
Ví dụ hệ tiêu chuẩn ổn định thống kê đối với các loại tàu là hệ tiêu chuẩn do IMO thiết lập
dựa trên cơ sở công trình nghiên cứu của nhà khoa học Hà Lan Rakhole, gồm một hệ sáu điều kiện
như sau: h
o
≥ 0,15 (m)
l
30
≥ 0,2 (m)
θ
m
≥ 25
0
-30
0
l
đ 30
≥ 0,055 (m)
l
đ40
≥ 0,09 (m)
l
đ40

- l
đ 30
≥ 0,03 (m)
Trong đó : h
o
- chiều cao tâm ổn định ban đầu của tàu.
l
30
- cánh tay đòn ổn định tĩnh của tàu ở góc nghiêng 30
o
.
θ
m
- góc nghiêng ứng với cánh tay đòn ổn định lớn nhất.
l
đ 30
, l
đ40
- cánh tay đòn ổn định động ở góc nghiêng 30
o
,

40
o
.
b) các bước thực hiện
-Trước khi thực hiện tính toán tính ổn định của tàu ta thiết lập đường hình Tchebyshev, với chiều
dài thiết kế cỡ nhỏ ta sẽ chia khoảng 9 sườn là hợp lý.
-Vậy khoảng sườn được tính theo công thức X
i

=k
i
*
L/2. Với k
i
cho trong bảng “giá trị k
i
đối với số
lượng các tung độ Tchebyshev khác nhau” ( giáo trình trang 58).
-Sau đó thực hiện vẽ lại bản vẽ đường hình theo khoảng sườn vừa tính được. Ta thực hiện vẽ cả hai
phần mũi và đuôi cả hai bên, chú ý là nên vẽ phần phía mũi vẽ nét đứt, phần đuôi vẽ nét liền.
-vẽ đường nước WL
0
, sau đó từ tâm nổi f
o
vẽ đường WL
1
chếch lên trên với góc là 10
o
. Từ đó ta
đo các kích thước a
i
, b
i.
sau đó lập bảng tính, tìm được các gái trị sau:
ŋ=1/2(∑a
2
-∑b
2
)/( ∑a+∑b)

r
o
=[1/3*L/n*(∑a
3
+∑b
3
)- L/n*(∑a+∑b)*( 1/2(∑a
2
-∑b
2
)/( ∑a+∑b))
2
]/V
25
Nha Trang tháng 12 năm 2011