thiết kế tối ưu tàu đánh cá lưới kéo theo mẫu truyền thống của tỉnh bình định

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA KỸ THUẬT TÀU THỦY
  



TRẦN NGỌC TÚ
NGÔ VĂN TUẤN



THIẾT KẾ TỐI ƯU TÀU ĐÁNH CÁ LƯỚI
KÉO THEO MẪU TRUYỀN THỐNG CỦA
TỈNH BÌNH ĐỊNH


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
CHUYÊN NGÀNH: ĐÓNG TÀU



Cán bộ hướng dẫn: PGS.TS TRẦN GIA THÁI




Nha Trang, tháng 6 năm 2011
NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

Họ, tên SV: Ngô Văn Tuấn Lớp: 49ĐT1

Ngành: Đóng tàu thủy Mã ngành:
Tên đề tài:
: “
Thiết kế tối ưu tàu đánh cá lưới kéo theo mẫu truyền thống của tỉnh Bình
Định.
”
Số trang: 124 Số chương: 4 Tài liệu tham khảo: 6
Hiện vật:

NHẬN XÉT





KẾT LUẬN


Nha trang, ngày ……tháng……năm 2011
Cán bộ hướng dẫn
(Ký, ghi rõ họ tên)


TS.Trần Gia Thái
NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

Họ, tên SV: Trần Ngọc Tú Lớp: 49ĐT1
Ngành: Đóng tàu thủy Mã ngành:
Tên đề tài:
: “

Thiết kế tối ưu tàu đánh cá lưới kéo theo mẫu truyền thống của tỉnh Bình
Định.
”
Số trang: 124 Số chương: 4 Tài liệu tham khảo: 6
Hiện vật:

NHẬN XÉT






KẾT LUẬN


Nha trang, ngày ……tháng……năm 2011
Cán bộ hướng dẫn
(Ký, ghi rõ họ tên)


TS.Trần Gia Thái

PHIẾU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG ĐATN


Họ, tên SV: Trần Ngọc Tú Lớp: 49ĐT1
Ngành: Đóng tàu thủy Mã ngành:
Tên đề tài:
: “

Thiết kế tối ưu tàu đánh cá lưới kéo theo mẫu truyền thống của tỉnh
Bình Định.
””

Số trang: 124 Số chương: 4 Tài liệu tham khảo: 6
Hiện vật:

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN





Điểm phản biện

Nha trang, ngày ……tháng……năm 2011
CÁN BỘ PHẢN BIỆN
(Ký, ghi rõ họ tên)



Nha trang, ngày ……tháng……năm 2011
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG
(Ký, ghi rõ họ tên)
ĐIỂM CHUNG
Bằng số Bằng chữ

PHIẾU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG ĐATN


Họ, tên SV: Ngô Văn Tuấn Lớp: 49ĐT1
Ngành: Đóng tàu thủy Mã ngành:
Tên đề tài:
: “
Thiết kế tối ưu tàu đánh cá lưới kéo theo mẫu truyền thống của tỉnh
Bình Định.
””

Số trang: 124 Số chương: 4 Tài liệu tham khảo: 6
Hiện vật:

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN





Điểm phản biện

Nha trang, ngày ……tháng……năm 2011
CÁN BỘ PHẢN BIỆN
(Ký, ghi rõ họ tên)



Nha trang, ngày ……tháng……năm 2011
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

(Ký, ghi rõ họ tên)
ĐIỂM CHUNG
Bằng số Bằng chữ




LỜI CÁM ƠN

Sau hơn ba tháng tìm hiểu, nghiên cứu và tính toán, với sự hướng dẫn tận
tình của thầy PGS.TS Trần Gia Thái tôi đã hoàn thành đề tài tốt nghiệp với nội
dung: “
Thiết kế tối ưu tàu đánh cá lưới kéo theo mẫu truyền thống của tỉnh Bình
Định.
”
Qua đây tôi xin chân thành cám ơn đến thầy PGS.TS Trần Gia Thái đã
quan tâm, tận tình hướng dẫn tôi trong quá trình thực hiện và hoàn thành đề tài. Tôi
cũng xin được gửi lời cám ơn đến các thầy trong Khoa kỹ thuật tàu thủy.
Tôi cũng xin chân thành cám ơn đến anh Bùi Xuân Nam đang công tác ở Chi
cục khai thác và bảo vệ nguồn lợi thuỷ sản tỉnh Bình Định và các bạn đã giúp đỡ
tận tình trong suốt thời gian thực hiện đề tài.
Tôi xin chân thành cám ơn!

Nha Trang, ngày 10 tháng 7 năm 2011
Sinh viên thực hiện
Trần Ngọc Tú
Ngô Văn Tuấn

ĐỀ CƯƠNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ và tên : Trần Ngọc Tú ; MSSV: 4913091125.
Ngô Văn Tuấn ; MSSV: 4913091126.
Lớp : 49ĐT-1.
Chuyên ngành : Đóng tàu.
Tên đồ án: Thiết kế tối ưu tàu đánh cá lưới kéo theo mẫu truyền thống của tỉnh
Bình Định.


Cán bộ hướng dẫn : PGS.TS Trần Gia Thái.
I. ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI VÀ MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU.
1. Đối tượng nghiên cứu :
2. Phạm vi nghiên cứu:
3. Mục tiêu nghiên cứu :
II. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ.
1.1. Tổng quan đề tài nghiên cứu.
1.2. Thực trạng công tác thiết kế.
1.3. Mục tiêu, phương pháp, nọi dung và giới hạn nội dung đề tài.
CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH MẪU TÀU ĐÁNH CÁ LƯỚI KÉO TỈNH BÌNH
ĐỊNH.
2.1 Tổng quan ngành thủy sản Bình Định
2.1.1 Vị trí địa lý.
2.1.2 Nguồn lợi thủy sản.
2.2 Phương tiện đánh bắt
2.2.1 Tình hình phát triển

2.2.2 Thực trạng khai thác.
2.3 Đặc điểm tàu cá BÌnh Định.
2.4 Đặc điểm tàu lưới kéo Bình Định.
2.5 Xác định tọa độ đường hình mẫu.
2.6 Xử lý đường hình tàu khảo sát.
2.7 Kiểm tra kết cấu theo quy pham.
2.8 Kiểm tra các tính năng hàng hải.
CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ TỐI ƯU.
3.1 Sơ lược phương pháp thiết kế tối ưu.
3.2 Trình tự thiết kế tối ưu.
CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ TỐI ƯU.
3.1. Xác định nhiệm vụ thư.
3.2. Xác định các kích thước hình học chính.
3.3 Thiết kế đường hình
3.4 Tính toán bố trí chung.
3.3.1. Tình hình bố trí chung trong thực tế hiện nay.
3.3.2. Phân tích, tính toán, lựa chọn bố trí tối ưu.
3.4. Kiểm tra các tính năng của tàu.
3.4.1. Tính năng sử dụng.
3.4.2. Tính năng hàng hải.
CHƯƠNG 5: THẢO LUẬN KẾT QUẢ.
4.1. Kết luận
4.2. Đề xuất ý kiến.
III. KẾ HOẠCH VÀ THỜI GIAN THỰC HIỆN
KẾ HOẠCH THỜI GIAN
Hoàn thành nội dung đề cương đến 15-03-2011
Hoàn thành chương 1 và chương 2 16-03-2011 đến 31-03-2011
Hoàn thành chương 3 01-04-2011 đến 26-04-2011
Hoàn thành nội dung đồ án 27-04-2011 đến 04-06-2011

LỜI NÓI ĐẦU

Nước ta có đường bờ biển dài hơn 3200 km chạy dài từ bắc đến nam, với
diện tích mặt biển hơn 1 triệu km
2
. Đây là điều kiện vô cùng thuận lợi cho ngành
kinh tế biển nói chung và ngành khai thác thuỷ sản nói riêng phát triển, trở thành
ngành kinh tế mũi nhọn đã và đang mang lại nhiều lợi ích kinh tế lớn và có giá trị
kim ngạch xuất khẩu cao cho đất nước.
Theo thống kê, hiện nay cả nước có khoảng trên 80.000 tàu thuyền đăng kí
đánh bắt, khai thác nguồn lợi thuỷ sản. Đa số các tàu này làm từ gỗ, chiều dài khá
khiêm tốn (15 ÷20) m, công suất máy cũng chỉ khoảng (90 ÷250) ml; được đóng
theo tàu mẫu của từng địa phương, phụ thuộc kinh nghiệm và ý thích của ngư dân là
chính, cùng với trang thiết bị khai thác và an toàn trên tàu rất đơn giản, dựa váo sức
người là chính. Sau khi đóng xong mới tiến hành lập hồ sơ thiết kế tàu dưới dạng hồ
sơ hoàn công nhằm hợp thức hoá việc đưa tàu vào hoạt động hơn là kiểm tra, đánh
giá tính năng của tàu. Vì thế đa số hồ sơ hoàn công chỉ mang tính hình thức, không
đảm bảo độ chính xác cần thiết khi tính toán các tính năng hàng hải và đánh giá
mức độ an toàn của tàu. Nhìn chung, các loại tàu này cũng đáp ứng được các yêu
cầu về khai thác và sử dụng. Để đáp ứng những yêu cầu ngày càng cao của cuộc
sống, chúng ta phải tạo ra những con tàu ngày càng hoàn thiện hơn, trên cơ sở vừa
kế thừa những kinh nghiệm quý báu mà các ngư dân đúc kết qua ngàn đời, kết hợp
việc áp dụng khoa học kĩ thuật vào tính toán.
Với mục tiêu đưa ra những mẫu tàu vừa có tính năng tốt nhất lại vừa phù hợp
với yêu cầu của ngư dân, tôi được nhà trường giao đề tài:“Thiết kế tối ưu tàu đánh
cá lưới vây theo mẫu truyền thống của tỉnh Bình Định.”
Nội dung đề tài được trình bày trong 4 chương :
Chương 1: Đặt vấn đề

Chương 2: Xây dựng phương án thiết kế tối ưu
Chương 3: Tính toán thiết kế tối ưu
Chương 4: Thảo luận kết quả.
Được sự hướng dẫn và giúp đỡ nhiệt tình của thầy PGS.TS Trần Gia Thái và
các thầy trong khoa Kỹ Thuật Tàu Thuỷ, đến nay em hoàn thành đề tài này. Kính
mong các thầy giúp đỡ, chỉ bảo để em hoàn thành đề tài của mình một cách tốt nhất.
Em xin chân thành cảm ơn !

Nha Trang, tháng 6 năm 2011
Người thực hiện
TRẦN NGỌC TÚ
NGÔ VĂN TUẤN














i
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN
LỜI MỞ ĐẦU

MỤC LỤC i
CHƯƠNG 1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1
1.1TỔNG QUAN VỀ ĐỂ TÀI NGHIÊN CỨU 1
1.2 THỰC TRẠNG CÔNG TÁC THIẾT KẾ 2
1.2.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới 2
1.2.2 Tình hình nghiên cứu trong nước 3
1.3 MỤC TIÊU, PHƯƠNG PHÁP, GIỚI HẠN NỘI DUNG CHÍNH CỦA ĐỀ
TÀI 3
1.4.1 Mục tiêu của đề tài 3
1.4.2 Phương pháp nghiên cứu 3
1.4.3 Nôi dung và giới hạn đề tài 4
CHƯƠNG 2 PHÂN TÍCH MẪU TÀU ĐÁNH CÁ LƯỚI KÉO TỈNH BÌNH
ĐỊNH 5
2.1 TỔNG QUAN NGÀNH THỦY SẢN BÌNH ĐỊNH 5
2.1.1 Vị trí địa lý 5
2.1.2 Nguồn lợi thủy sản 6
2.2 PHƯƠNG TIỆN ĐÁNH BẮT 7
2.2.1 Tình hình phát triển 7
2.2.2 Thực trạng khai thác thuỷ sản 9
2.3 ĐẶC ĐIỂM TÀU CÁ BÌNH ĐỊNH 10
2.3.1 Đặc điểm đường hình tàu 10
2.3.2 Đặc điểm kết cấu 12
2.3.3 Một số bộ phận tàu 12
2.3.4 Kết cấu thượng tầng 13
2.3.5 Bố trí buồng máy 13
2.3.6 Bố trí hầm cá 13
ii
2.3.7 Đặc điểm trang bị động lực trên tàu 13
2.4 ĐẶC ĐIỂM TÀU LƯỚI KÉO BÌNH ĐỊNH 13
2.5 XÁC ĐỊNH TỌA ĐỘ ĐUỜNG HÌNH TÀU MẪU THỰC TẾ 16

2.5.1 Điều tra, thống kê một số tàu mẫu đánh cá lưới kéo Bình Định 16
2.5.2 Xác định tọa độ đường hình tàu thực tế 16
2.6 XỬ LÝ ĐƯỜNG HÌNH TÀU KHẢO SÁT 19
2.7 KIỂM TRA KẾT CẤU THEO QUY PHẠM 26
2.7.1 Mục đích và yêu cầu 26
2.7.2 Qúa trình kiểm tra kết cấu 26
2.7.2.1 Các quy định về chất lượng của gỗ đóng tàu 26
2.7.2.2. Yêu cầu chung về kết cấu 27
2.8 KIỂM TRA CÁC TÍNH NĂNG HÀNG HẢI CỦA TÀU KHẢO SÁT 33
2.8.1 Giới thiệu module autohydro 33
2.8.2.Tính toán các yếu tố tính nổi 34
2.8.3.Tính toán ổn định 40
2.8.3.1 Trường hợp 1 Tàu ra ngư trường với 100% dự trữ 43
2.8.3.2.Trường hợp 2 10%du tru va nhien lieu,100%ca 45
2.8.3.3 Trường hợp 3 70%du tru va 10%nhien lieu, 20%ca 47
2.8.3.4 Trường hợp 4 100% dự trữ va 25% nhiên liệu, 0% cá 50
CHƯƠNG 3 XÂY DỰNG PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ TỐI ƯU 53
3.1 SƠ LƯỢC PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ TỐI ƯU 53
3.2 HỆ PHƯƠNG TRÌNH THIẾT KẾ THEO QUAN ĐIỂM TỐI ƯU 55
3.3 TRÌNH TỰ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ 59
3.3.1. Lựa chọn mớn nước T 59
3.3.2 Lựa chọn tỷ số H/T 60
3.3.3 Lựa chọn hệ số thể tích nước chiếm δ 61
3.3.4. Lựa chọn hệ số diện tích mặt cắt ngang β 61
3.3.5 Lựa chọn hệ số diện tích mặt đường nước α 62
3.3.6 Lựa chọn các kích thước cơ bản của tàu theo điều kiện ổn định 62
iii
3.3.7 Lựa chọn các kích thước cơ bản của tàu theo điều kiện lắc 64
3.3.8 Lựa chọn tỷ số B/H cho tàu tối ưu 65
3.3.9 Lựa chọn chiều dài L/B cho tàu thiết kế 65

3.3.10 Kiểm tra phương trình trọng lượng 66
3.3.11 Kiểm tra phương trình tốc độ 68
CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MẪU TỐI ƯU 69
4.1 XÂY DỰNG NHIỆM VỤ THƯ THIẾT KẾ 69
4.2 XÁC ĐỊNH CÁC KÍCH THƯỚC VÀ CÁC HỆ SỐ ĐƯỜNG HÌNH LÝ
THUYẾT CỦA TÀU 70
4.2.1 Lựa chọn mớn nước T(m) 70
4.2.2 Lựa chọn tỷ số H/T 70
4.2.3 Lựa chọn hệ số thể tích nước chiếm δ 70
4.2.4 Lựa chọn hệ số diện tích mặt cắt ngang β 74
4.2.5 Lựa chọn tỷ số B/H theo đồ thị 74
4.2.6 Lựa chọn hệ số diện tích mặt đường nước α 75
4.3 THIẾT KẾ THEO PHƯƠNG PHÁP THỐNG KÊ 78
4.3.1 Thống kê số liệu khảo sát 78
4.3.2 Xây dựng các công thúc thống kê 79
4.3.3 Xác định các đặc điểm hình học theo công thúc thống kê 82
4.4 KIỂM TRA THEO PHƯƠNG PHÁP GIẢI TÍCH 84
4.4.1.Hệ phương trình của thiết kế của tàu cá 84
4.3.2 Giới hạn tỷ số các kích thước 85
4.5 THIẾT KẾ ĐƯỜNG HÌNH 85
4.6 THIẾT KẾ KẾT CẤU 89
4.6.1 Kết cấu đáy 89
4.6.2 Kết cấu mạn 91
4.6.3 Kết cấu boong tàu 93
4.6.4 Kết cấu thượng tầng. 93
4.7 THIẾT KẾ BỐ TRÍ CHUNG 95
iv
4.7.1 Ảnh hưởng của việc bố trí chung toàn tàu 95
4.7.2 Thiết kế bố trí chung cho tàu thiết kế 95
4.7.2.1 Nguyên tắc bố trí phải xét đến các yêu cầu sau 95

4.7.2.2 Đặc điểm bố trí tàu thiết kế 95
4.7.3 Bố trí và phân chia các khoang 96
4.8 KIỂM TRA CÁC TÍNH NĂNG HÀNG HẢI CỦA TÀU THIẾT KẾ 100
4.8.1 Kiểm tra các yếu tố tính nổi 101
4.8.2 Tính thủy lực 103
4.8.3 Kiểm tra ổn định cho các trường hợp tải trong 104
4.8.3.1 Trường hợp 1 106
4.8.3.2 Trường hợp 2 108
4.8.3.3 Trường hợp 3 110
4.8.3.4 Trường hợp 4 113
4.8 TÍNH ỔN ĐỊNH THEO TIÊU CHUẨN THỜI TIẾT 115
CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 121
5.1 THẢO LUẬN KẾT QUẢ 121
5.2 ĐỀ XUẤT KIẾN NGHỊ 121
1
CHƯƠNG 1
ĐẶT VẤN ĐỀ

1.1 TỔNG QUAN VỀ ĐỂ TÀI NGHIÊN CỨU
Do khai thác quá mức và bừa bãi khiến các nguồn tài nguyên trên đất liền
ngày càng cạn kiệt và khan hiếm. Các đại dương rộng lớn với nguồn tài nguyên
phong phú sẽ là nguồn cung thay thế; việc hướng ra biển chinh phục đại dương
nhằm giải quyết khan hiếm tài nguyên cung như các nhu cầu ngày càng cao của
con người đã trở thành mục tiêu chiến lược của nhiều quốc gia trên thế giới.
Việt nam có đường bờ biển trải dài hơn 320 km , với hơn 1 triệu km2 vùng
biển đặc quyền (gấp 3 lần diện tích đất liền ), nằm trải dài trên 13 vĩ độ. Vùng nội
thủy và lãnh hải rộng 226.000 km2 với trên 3000 đảo lớn nhỏ, 112 cửa sông lạch là
nguồn tiềm năng quý giá để phát triển ngành kinh tế biển. Mặt khác, nước ta lại
nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa tạo điều kiện cho ngành thủy sản phát
triển mạnh.

Đối với ngành khai thác thủy sản thì việc phát triển đội tàu khai thác là một
trong những yêu cầu hàng đầu. Chính vì vậy, việc đóng mới tàu cá ở nước ta được
tổ chức đều khắp các địa phương có nghề cá, hàng năm số lượng tàu thuyền được
tăng
lên. Song hầu hết các loại tàu thuyền này được đóng theo kinh nghiệm dân
gian của từng địa phương, cùng với trang thiết bị khai thác và an toàn trên tàu rất
đơn giản, dựa váo sức người là chính. Sau khi đóng xong mới tiến hành lập hồ sơ
thiết kế tàu dưới dạng hồ sơ hoàn công nhằm hợp thức hoá việc đưa tàu vào hoạt
động hơn là kiểm tra, đánh giá tính năng của tàu. Vì thế đa số hồ sơ hoàn công chỉ
mang tính hình thức, không đảm bảo độ chính xác cần thiết khi tính toán các tính
năng hàng hải và đánh giá mức độ an toàn của tàu. Việc này vừa tạo ra chi phí bất
hợp lý cho người dân lại vừa gây nhiều trở ngại cho công tác quản lý kinh tế - kỹ
thuật của cơ quan chức năng.
Trong số các tàu thuyền được đóng theo kinh nghiệm dân gian ngoài
những chiếc có tính năng khá tốt do ngẫu nhiên, còn lại phần lớn các tàu đều tồn
2
tại những vấn đề cần giải quyết. Thực tế một số tàu cho thấy những chiếc đóng ra
không đảm bảo an toàn. Các con tàu như vậy thì hoạt động kém hiệu quả, trong
điều kiện làm việc phức tạp khó khăn thì rất dễ xảy ra tai nạn, gây thiệt hại rất
lớn về người và
của.

Việc đóng tàu theo kinh nghiệm dân gian ở nước ta nói chung và
tỉnh Bình Định nói riêng mặc dù có truyền thống lâu đời, nhưng trước
thực tế như vậy khó lòng mà đáp ứng đầy đủ tính an toàn, tính hiệu quả kinh tế
cho con tàu, nhất là đối với việc đóng mới những con tàu tương đối lớn. Để
hạn chế mức tối đa các nguyên nhân dẫn đến lật tàu nhằm đảm bảo an toàn cho
tàu, cần quan tâm ngay từ khâu thiết kế bằng cách tiến hành các tính toán một
cách khoa học.
Với yêu cầu thực tế trên chúng tôi đã thực hiện đề tài “

Nghiên cứu thiết kế
tối ưu tàu đánh cá lưới kéo của tỉnh Bình Định
” nhằm xây dựng mẫu tàu đánh
bắt phù hợp, trên cơ sở vừa đảm bảo được mức độ an toàn, khả năng chịu đựng
sóng gió và hiệu quả khai thác. Đối tượng nghiên cứu của đề tài chỉ giới hạn trong
phạm vi tàu đánh cá lưới kéo có chiều dài từ (13- 18m) của tỉnh Bình Định, nhưng
kết quả nghiên cứu lý thuyết ở đây hoàn toàn có thể áp dụng cho các loại tàu đánh
bắt khác của các địa phương khác ở nước ta.
1.2 THỰC TRẠNG CÔNG TÁC THIẾT KẾ
1.2.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới:
cùng với các ngành nghề khác, nghề khai thác thủy sản thế giới phát triển rất
mạnh, với hầu hết các tàu cá đều đóng hàng loạt theo mẫu đã được tính toán, thử
nghiệm trong nhiều năm và thường làm bằng vật liệu thép hoặc composite, chỉ một
số ít làm bằng gỗ. Do đó, vấn đề thiết kế chuẩn hóa những mẫu tàu đánh cá ở các
nước tiên tiến, từ đường hình, kết cấu, bố trí chung cho đến trang thiết bị bảo đảm
an toàn cho tàu đi biển đã được quan tâm nghiên cứu từ rất lâu, thể hiện dưới dạng
các mẫu tàu có tính năng tốt và trang bị hiện đại.
Tuy nhiên ở nước ta do có sự khác biệt về điều kiện tự nhiên, đặc điểm ngư
trường, trình độ người sử dụng cùng với các điều kiện cơ bản về kinh tế - kỹ thuật
3
còn nhiều hạn chế nên không thể áp dụng hiệu quẩ các mẫu tàu hoặc công nghệ
đánh bắt hiện đại ở các nước được.
Do đó, vấn đề thiết kế tối ưu mẫu tàu đánh cá vỏ gỗ truyền thống hoạt động
an toàn ở các vùng biển xa bờ Việt Nam nói chung và tỉnh Bình Định nói riêng _
một trong những địa phương có nghề khai thác thủy sản xa bờ đã và đang phát triển
mạnh_ hiện vẫn là vấn đề có vai trò, ý nghĩa quan trọng và mang tính cấp thiết.
1.2.2 Tình hình nghiên cứu trong nước
Từ năm 2004, liên quan đến vấn đề này có đề tài “ Nghiên cứu thiết kế các
loại tàu cá cỡ nhỏ có khả năng hoạt động an toàn trên vùng biển xa bờ” do TS
Phạm Ngọc Hòe thuộc Tổng công ty Hải Sản Biển Đông Thành phố Hồ Chí Minh

thuộc Bộ thủy sản trước đây thực hiện.
Năm 2005, nhằm phục vụ cho chương trình đánh bắt xa bờ nên Cục khai và
bảo vệ nguồn lợi thủy sản đã tổ chức lập hồ sơ thiết kế kỹ thuật cho một số tàu
đánh cá truyền thống.
Tuy nhiên, do chưa có phương pháp nghiên cứu thích hợp nên các mẫu tàu
đánh cá đưa ra (thực tế là chỉ dựa trên cơ sở đo và vẽ lại nguyên bản các mẫu tàu
đánh cá thực tế tại Đà Nẵng ) đã không được chấp nhận, do không phù hợp với đặc
điểm ngư trường, ngành nghề khai thác, kinh nghiệm cũng như ý thích của các chủ
tàu là các ngư dân ở từng địa phương khác nhau.
1.3 MỤC TIÊU, PHƯƠNG PHÁP, GIỚI HẠN NỘI DUNG CHÍNH CỦA ĐỀ TÀI
1.4.1 Mục tiêu của đề tài
Nghiên cứu thiết kế tối ưu đường hình tàu đánh cá lưới kéo vỏ gỗ theo mẫu
truyền thống của tỉnh Bình định trên cơ sở đảm bảo được mức độ an toàn, tối ưu
các tính năng hàng hải và nâng cao hiệu quả khai thác đội tàu đánh cá Bình Định.
1.4.2 Phương pháp nghiên cứu
Để giải quyết vấn đề đặt ra chúng tôi áp dụng đồng thời các phương pháp:
khảo sát thực tế đối tượng kết với nghiên cứu lý thuyết, theo các hướng tiếp cận cụ
thể như sau:
Tiến hành khảo sát, đo đạc thực tế để thu thập số liệu các đặc điểm hình học
4
của các mẫu tàu đánh lưới kéo thực tế của tỉnh Bình Định, là cơ sở để xây dựng
phương pháp xác định hợp lý đặc điểm hình học của tàu thiết kế.
Khảo sát, đo đạc để xây dựng đường hình của mẫu tàu đánh cá lưới kéo
thực tế, cơ sở để xây dựng phương pháp thiết kế đường hình tàu thiết kế theo mẫ
tàu đánh cá truyền thống của tỉnh Bình Định.
1.4.3 Nôi dung và giới hạn đề tài
Lĩnh vực nghiên cứu đề tài này rất rộng,trong khoảng thời gian có hạn đề tài
này chỉ nghiên cứu về tàu đánh cá lưới kéo vỏ gỗ theo mẫu truyền thống của tình
Bình Định có chiều dài từ 13
÷

16 m.
Trên cơ sở đó, nội dung đề tài được trình bày cụ thể như sau:
-

Chương 1: Đặt vấn đề.
-

Chương 2: Phân tích mẫu tàu đánh cá lưới kéo Bình Định.
- Chương 3: Xây dựng phương án thiết kế tối ưu.
-
Chương 4: Tính toán thiết kế mẫu tối ưu.
- Chương 5: Thảo luận kết quả.













5
CHƯƠNG 2
PHÂN TÍCH MẪU TÀU ĐÁNH CÁ LƯỚI KÉO TỈNH
BÌNH ĐỊNH
2.1 TỔNG QUAN NGÀNH THỦY SẢN BÌNH ĐỊNH

2.1.1 Vị trí địa lý
BẢN ĐỒ HÀNH CHÍNH TỈNH BÌNH ĐỊNH
Bình Định là một tỉnh duyên hải miền trung với chiều dài bờ biển là 134km,
nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa, nóng ẩm quanh năm, thời gian chiếu sáng
dài, nguồn lợi thuỷ sản phát triển phong phú và đa dạng.
6

Ngư trường Bình Định được giới hạn:
-

Vĩ độ Bắc : 13
0
35
’
÷ 14
0
40
’
.
-

Kinh độ Tây : 109
0
÷ 110
0
.
-

Phía Bắc giáp biển Quảng Ngãi.
-

Phía Nam giáp biển Phú Yên.

Độ sâu : biển Bình Đình có độ sâu lớn và độ dốc cao.
-

Cách biển 1,5 hải lý, độ sâu nước biển 20m.
-

Cách biển 4,2 hải lý, độ sâu nước biển 50m.
-

Cách biển 16 hải lý, độ sâu nước biển 100m.
-

Cách biển 23 hải lý, độ sâu nước biển 200m.
-

Cách biển 40 hải lý, độ sâu nước biển 1000m.

Chất đáy : ở vùng của song của biển chất đáy chủ yếu là bùn cát, ở phía
ngoài các đảo là cát bùn và sỏi đá. Vì thế độ trong của nước ở đây rất thich hợp
cho các loại cá thu, cá ngừ sinh sống. Khu vực xung quanh các đảo Hòn Khô, Cù
Lao Xanh và ven bờ phía Đông bán đảo Phương Mai có nhiều rạn đá, san hô, là
ngư trường tốt cho nghề lưới kéo tôm.

Luồng lạch, bến bãi : toàn tình có ba của lạch lớn: Quy Nhơn, Đề Gi, Tam
Quan; hai cửa lạch phụ là Hà Ra – Phú Thứ và An Dũ. Độ sâu mực nước khá lớn,
thuận tiện cho tàu bè ra vào cảng.
2.1.2 Nguồn lợi thủy sản

Với những điều kiện thuận lợi về địa hình, khí hậu, thuỷ văn như vậy đã tạo
cho vùng biển Bình Định đa dạng và phong phú về các nguồn lợi thuỷ sản. Thống
kê đến năm 2010 của chi cục bảo vệ nguồn lợi thuỷ sản tỉnh Bình Định
cho thấy
hiện cá ở đây có khoảng
trên 1500 loài, trong đó cá kinh tế chiếm (60
÷
80%),
cá tạp chiếm (20
÷
40%) với tỷ lệ cá đáy chiếm 35%.
Ngành kinh tế thủy sản Bình Định dựa vào đặc điểm tự nhiên, đặc điểm
ngư trường, truyền thống nghề nghiệp. Trên cơ sở quy hoạch và phân bố lực
lượng sản xuất, kinh tế - văn hóa - xã hội của tỉnh. Kinh tế thủy sản tỉnh Bình
Định chia làm 3 vùng kinh tế tập trung :
7
-

Vùng Quy Nhơn – Tuy Phước: đây là vùng trung tâm sản xuất nghề cá
của tỉnh. Nghề biển được xác định bao gồm các nghề chủ lực sau: lưới vây,
lưới kéo (giã cá, giã tôm), cản khơi.
-

Vùng Phù Cát –Phù Mỹ: vùng này là trung tâm nghề cá sản xuất tập
trung. Ngư dân có nghề nghiệp truyền thống, tích lũy nhiều kinh nghiệm khai
thác ngư trường trong tỉnh và ngoài tỉnh.Cơ cấu chủ lực của vùng: lưới vây,
lưới kéo, câu khơi và các loại mành.
-

Vùng Hoài Nhơn: vùng này có số lượng tàu đánh bắt rất lớn, đồng thời

nhờ tính sáng tạo và tiếp cận nhanh các tiến bộ khoa học kỹ thuật nên sản
lượng đánh bắt ở đây rất lớn. Cơ cấu nghề nghiệp chủ lực ở vùng này được xác
định: nghề lưới chuồn khơi, lưới vây, kéo tôm, câu khơi, cản khơi…

Khai thác thủy sản: theo số liệu điều tra thống kê sản lượng khai thủy
sản thác hàng năm do các phòng kinh tế huyện, thành phố tỉnh Bình Định với
tổng sản lượng khai thác toàn tỉnh khoảng 10000 tấn /năm.

Nuôi trồng thủy sản: trong những năm gần đây nhu cầu về các sản phẩm
nuôi trồng thủy sản trong nước và xuất khẩu tăng nhanh, đặc biệt là tôm nước
lợ, bào ngư, ốc hương …Đồng thời mức thu nhập của người dân từ những sản
phẩm này rất cao đã làm tăng nhanh số lượng cơ sở và diện tích nuôi. Toàn tỉnh
có trên 100 cơ sở nuôi và ươm giống đáp ứng nhu cầu trong tỉnh và xuất sang tỉnh
bạn. Mặt khác nghề nuôi trồng thủy sản nước ngọt đang có chiều hướng tăng và
đã xuất hiện mô hình nuôi lồng, bè trên sông , hồ, ao với các đối tượng nuôi
mới có hiệu quả cao.

Chế biến thủy sản: sản lượng sản xuất chế biến đáp ứng kịp thời tình
hình kinh tế, khai thác và nuôi trồng thủy sản, không những đáp ứng được nhu
cầu trong nước mà con xuất khẩu ra nước ngoài. Do đó ngành chế biến thủy sản
đã đóng góp rất lớn vào tăng trưởng phát triển kinh tế của tỉnh.
2.2 PHƯƠNG TIỆN ĐÁNH BẮT
2.2.1 Tình hình phát triển:
Trong những năm gần đây, lực lượng tàu thuyền đánh bắt hải sản Bình Định
8
đã phát triển đáng kể, số lượng, công suất tàu thuyền ngày càng được nâng cao để
vươn ra khai thác xa bờ, bám biển dài ngày. Tính đến nay, 100% tàu thuyền Bình
Định đã được đăng ký quản lý.
Tàu thuyền gắn máy toàn tỉnh tăng từ 2.676 chiếc, tổng công suất 42.280 CV
năm 1990 lên 5.676 chiếc, tổng côngsuất 226.130 CV năm 2000 ; 6.256 chiếc, tổng

công suất 242.542 CV năm 2005, và tính ở thời điểm hiện tại 2009 có 9243 chiếc
với tổng công suất 435.774 CV đạt bình quân 47.15 cv/pt, trang bị đầy đủ các trang
thiết bị an toàn, cứu sinh, cứu đắm cho người và phương tiện đi biển đúng theo quy định.
Đặc biệt từ năm 1995 đến nay việc đánh bắt hải sản khơi xa đạt được nhiều
thành quả nhất : tàu thuyền đóng mới loại có công suất từ 60 CV trở lên ngày càng
chiếm đa số, loại tàu thuyền có công suất từ 90 CV trở lên nếu như năm 1995 chỉ
có rất ít thì hiện nay đã có1025 chiếc, số tàu thuyền đánh bắt ở các vùng biển xa bờ
trong toàn quốc ngày càng tăng, chiếm trên 55% trên tổng số tàu thuyền toàn tỉnh.
Sản lượng hải sản khai thác hàng năm cũng ngày càng tăng : từ 31.000 tấn
năm 1990 tăng lên 58.500 tấn năm 1995; 75.500 tấn năm 2000 và trên 110.000 tấn
năm 2008.
Sau đây là một số kết quả điều tra về tàu thuyền ở các huyện, thành phố
làm nghề biển đến 14/03/2010 của chi cục Bảo vệ nguồn lợi thủy sản Bình Định.
Bảng 1.1
: Phân bố các cơ sở đóng mới và sữa chữa tàu thuyền.
NĂM 1990 1995 2000 2005 2009
Thuyền gắn máy (ch)

2.676

4.051

5.163

6.256

9243

Tổng công suất (CV)

42.280

93.989

190.503

242.542

435.774

CS bình quân tàu (CV)

15,8

23,2

36,9

38,8

47,15

Sản lượng đánh bắt (tấn)

31.000

58.500

75.500

107.195

>120.000

Lao động đánh cá (người)

18.731

29.465

35.369

48.602

43.406


Bảng 1.2:
Phân bố tàu thuyền ở các huyện, Thành phố.
Tên huyện, Thành phố Hoài Nhơn

Phù Cát

Phù Mỹ

Quy Nhơn

Tổng số

Số tàu (chiếc) 1986 1016 648 954 4602

9
Bảng 1.3:
Phân bố tàu thuyền theo chiều dài lớn nhất L
max
.
Theo chiều dài lớn nhất L
max
(m)
STT
Tên huyện,
Thành phố
Số tàu
(chiếc)
< 8 8÷12 12÷15 15÷20 20÷30 >30
1 Hoài nhơn 1986 0 77 1244 665 0 0
2 Phù cát 1016 0 82 812 122 0 0
3 Phù mỹ 648 0 60 307 281 0 0
4 Quy nhơn 954 92 347 401 112 2 0
5 Tổng số 4602 92 566 2764 1180 2 0

Bảng 1.4
: Phân bố tàu thuyền theo công suất máy chính
Phân loại theo công suất (Chiếc)
TT

Huyện
Thành phố

Tổn

g
Số

Tàu

Tổng

TĐK
Tổng

C.Suất

Tổng
Số
LĐ <20

20<50

50<90

90<250

250<400

>=400

1 Hoài Nhơn

2506

57080

320494

16320

347

550 433 621 536 19
2 Phù Mỹ 1252

23428

120858

9302

272

367 217 209 181 6
3 Phù Cát 1255

23052

84079

8359

105

713 203 165 69 0
4 Tuy Phước

824 1382 11281

1702

793

31 0 0 0 0
5 Quy Nhơn

2269

21622

116811

10916

1173

591 237 95 161 12

Tổng cộng

8106

126565

653523

46599

2690

2252

1090

1090 947 37

2.2.2 Thực trạng khai thác thuỷ sản
Cơ cấu nghề nghiệp khai thác hải sản Bình Định hiện tại tập trung vào 05 họ
nghề chính sau :
-

Nghề câu : 3.958 chiếc chiếm 42,82% gồm các nghề chính là câu mực, câu
vàng (cá ngừ đại dương, cá mập, cá hố…).
-

Nghề Vây rút chì : 1.469 chiếc chiếm 15,90 % gồm 02 nghề chính là vây
rút chì thưa (vây ngày) và vây ánh sáng.
-

Nghề lưới kéo : 652 chiếc chiếm 7,05 % gồm 02 nghề chính là lưới kéo cá
và lưới kéo tôm.
-

Nghề lưới rê : 400 chiếc chiếm 4,32% gồm các nghề chính là rê thu ngừ,

rê chuồn và rê cước.
10
-

Nghề khác : 2764 chiếc chiếm 29,90 % gồm chủ yếu các nghề mành, vó,
hậu cần và nghề cố định
-

Tàu thuyền đánh cá của ngư dân Bình Định thường đi đánh bắt ở khắp tất
cả các ngư trường trong toàn quốc, kể cả vùng lân cận các nước trong khu vực biển
Đông.
Phần lớn các tàu thuyền công suất lớn đều di chuyển ngư trường đánh bắt
theo mùa vụ quanh năm nhất là đối với các nghề câu mực, vây rút chì. Các nghề
khác thì thường đánh bắt ở ngư trường miền Trung, Hoàng Sa, Trường Sa từ tháng
2-tháng 8 hàng năm, sau đó di chuyển đánh bắt đến ngư trường các tỉnh phía Bắc
và phía Nam. Số lượng tàu thuyền di chuyển ngư trường chiếm trên 50% tổng số
tàu thuyền toàn tỉnh, trong đó di chuyển đánh bắt ở ngư trường Vịnh Bắc Bộ từ
600-1.000 chiếc, ngư trường các tỉnh phía Nam từ 4.000-4.500 chiếc.

Bảng 1.5:
Phân bố tàu theo nghề khai thác.
Nghề khai thác thủy sản
TT

Tên huyện,
Thành phố
Câu Vây Rê Kéo Nghề khác
1 Hoài Nhơn

1898 178 220 82 128

2 Phù Mỹ 39 559 213 235 206
3 Phù Cát 885 176 40 0 154
4
Tuy Phước

146 5 0 0 673
5 Quy Nhơn 174 335 133 384 1243
Tổng số 3142 1253 606 701 2404
(Nguồn: thống kê của chi cục bảo vệ nguồn lợi thủy sản Bình Định 14/03/2011)
2.3 ĐẶC ĐIỂM TÀU CÁ BÌNH ĐỊNH
2.3.1 Đặc điểm đường hình tàu

Đặc điểm hình dáng mũi tàu
Hình dáng mũi tàu liên quan rất nhiều đến tính năng hàng hải của tàu.
Các tàu đánh cá Bình Định hiện nay có đặc điểm phần mũi tàu gần giống
nhau, nói chung thân tàu phần mũi có dạng thủy khí động lực học để giảm lực
cản tác dụng vào tàu. Sống mũi thẳng hơi nghiêng về phía trước một góc (hợp
với mặt phẳng ngang) khoảng 65
÷
70, với sống mũi như vậy tạo dáng khỏe, cắt
11
sóng tốt, tránh va đập và đồng thời quay trở thuận tiện.
Mặt cắt ngang phía mũi tàu có dạng gần chữ V, càng lên cao mặt boong
càng được mở rộng. Thực tế với đặc điểm hình dáng như vậy thì lực cản chống
lắc dọc có thể khá lớn.

Đặc điểm hình dáng đuôi tàu
Hầu hết các tàu ở Bình Định hiện nay đều có dạng đuôi vuông, mặt cắt
ngang phần đuôi có dạng chữ U.
Kết cấu vòm đuôi có ảnh hưởng rất nhiều đến tính năng hàng hải của con

tàu: đuôi vuông có một độ nghiêng nhất định, độ ngập nước không quá sâu để
tránh sức cản tăng lên, nhất là hiện tượng bị va đập sóng khi tàu lùi. Góp phần
tăng diện tích sinh hoạt trên tàu.

Đặc điểm đường hình đáy tàu có dạng hơi bằng góp phần làm tăng tính
ổn định của tàu. Tuy nhiên các đuôi tàu thường quá béo, do đó tổn thất về tốc
độ của tàu lớn, tính quay trở của tàu kém, tàu lùi bị vỡ song mạnh, nhưng vì kết
cấu kiểu dáng vòm đuôi tàu như vậy đảm bảo đầy đủ các lực nổi dự trữ cho đuôi
tàu và đồng thời làm tăng mớn nước đuôi.

Hình dáng mặt boong tàu
Để tạo điều kiện thuận lợi cho việc thoát nước nhanh khi song hắt lên
boong, mặt boong tàu thường được làm cong có dạng mui rùa.

Hình dáng phần chìm dưới nước
Qua tìm hiểu phần chìm dưới nước của tất cả các loại tàu cá Bình Định
có dạng thuôn đều về phía mũi và phía đuôi tàu, vừa bảo đảm tính cơ động cho
tàu, vừa có tác dụng giảm sức cản cho tàu. Hình dáng mặt cắt ngang giữa tàu
có bán kính hông đáy tương đối lớn, do đó có lợi làm giảm lắc ngang cho tàu.
Một vài kết luận về đường hình tàu cá ở Bình Định như sau:
-

Đặc điểm hình dáng của tàu lưới vây và lưới rê là gần giống nhau.
-

Phần mũi biến thiên lớn trừ tàu lưới kéo thì thon hơn do lấy tốc độ.
-

Góc nghiêng mũi đa số là hướng cong ra và có góc nghiêng từ 15
0

đến 20
0
.
-

Góc nghiêng đuôi lớn từ 20
0
đến 30
0
.