thiết kế tàu kéo 600 hp phục vụ công tác lai dắt tại cảng nha trang

1
LỜI NÓI ĐẦU
Đất nước ta có những thuận lợi về mặt vị trí địa lý : bờ biển dọc theo chiều
dài của đất nước, có nhiều cảng n ước sâu, tiếp giáp với v ùng biển Đông rộng lớn
và là nơi giao nhau c ủa hệ thống giao thông đ ường biển Quốc Tế. Hằng năm có
khoảng 90% lượng hàng hóa trên thế giới vận chuyển bằng đ ường biển. Với
lượng tàu thông thương với các nước trên thế giới ngày càng tăng. Đòi hỏi các
cảng phải có đội tàu lai dắt các tàu khi cập cảng. Cảng Nha Trang cũng không
tránh khỏi những đòi hỏi đó.
Cảng Nha Trang là một đầu mối giao thông quan trọng của tỉnh Khánh
Hòa. Hằng năm, lượng hàng hóa luân chuyển ra vào cảng ngày càng tăng dẫn đến
lượng tàu ra vào cảng cũng tăng theo. Cảng Nha Trang với mực n ước có chiều
sâu trung bình nên phần lớn các tàu vào cập cảng là những tàu có trọng lượng
trung bình. Đòi hỏi cảng Nha Trang phải có những t àu lai dắt có kích thước phù
hợp để lai dắt những t àu ra vào cảng.
Trước những yêu cầu cấp thiết đó, để tạo điều kiện tiếp cận với thực tế, l àm
quen với việc giải quyết những vấn đề cụ thể, sau thời gian học tập em đ ã được
nhà trường giao cho thực hiện đề t ài với nội dung: “Thiết kế t àu kéo 600 HP phục
vụ công tác lai dắt tạ i cảng Nha Trang”.
Qua thời gian tìm hiểu, được sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo Th.S.
Huỳnh Văn Nhu, cùng với sự động viên giúp đỡ của các thầy giáo v à các bạn, em
đã hoàn thành nội dung đề tài.
Nội dung đề tài gồm ba phần:
Chương 1: Đặt vấn đề.
Chương 2: Yêu cầu kỹ thuật đối với t àu kéo.
Chương 3: Thiết kế tàu kéo 600 HP phục vụ công tác lai dắt tạ i cảng Nha
Trang.
2
Song với thời gian thực hiện không nhiều c ùng với trình độ còn hạn chế
nên đề tài của em không tránh khỏi những thiếu sót, em mong nhận đ ược những ý
kiến đóng góp của thầy cô v à các bạn để đề tài được hoàn thiện hơn.

Em xin chân thành c ảm ơn tất cả thầy cô và các bạn đã động viên giúp đỡ
em trong quá trình th ực hiện đề tài, đặc biệt em xin cảm ơn thầy giáo Th.S.
Huỳnh Văn Nhu đã hướng dẫn em rất tận tình trong thời gian thực hiện đề t ài.
Nha Trang, tháng 11 năm 2007
Sinh viên thực hiện
Đỗ Tấn Thành
3
Chương 1: ĐẶT VẤN ĐỀ
1.1. TỔNG QUAN.
1.1.1. Đặc điểm loại tàu thiết kế.
- Tàu kéo cảng là loại tàu làm dịch vụ trong cảng. Nhiệm vụ chủ yếu của
tàu là lai dắt các tàu lớn cập cảng an toàn và rời khỏi cảng dễ dàng.
- Đặc điểm của loại t àu này là sức kéo của tàu phải đủ lớn để có thể kéo
được các tàu có trọng tải lớn ra vào cảng. Do đó công su ất máy chính đòi hỏi phải
đủ lớn để có thể thực hiện đ ược việc này.
- Tàu hoạt động trong vùng cảng, trong điều kiện hạn hẹp giữa các t àu và
giữa tàu với cầu cảng nên kích thước của tàu được hạn chế đến mức có thể.
- Tính quay trở cũng là một tiêu chuẩn đánh giá khả năng hoạt động của
tàu, tàu hoạt động trong điều kiện chập hẹp nên đòi hỏi tính quay trở phải rất cao.
Khi thiết kế cần phải tìm mọi cánh để nâng cao tính quay trở cho t àu.
- Vùng hoạt động chủ yếu là trong khu vực cảng nên lượng dự trữ nhiên
liệu, nước ngọt và lương thực thực phẩm … chỉ dự trữ ở mức thấp nhất. Thông
thường là từ 3 – 5 ngày. Các trang thi ết bị trên tàu cũng được giảm tới mức có
thể.
- Tầm nhìn của thuyền trưởng phải đạt mức cao nhất, việc bố tr í cabin thiết
bị phải đảm bảo khả năng bao quát của thuyền tr ưởng.
- Việc lựa chọn và lắp đặt máy chính phải ph ù hợp với kích thước tàu
không gian buồng máy và lợi cho sức đẩy của t àu.
- Không gian vòm đuôi phải đủ để có thể lắp đặt đ ược chân vịt và đảm bảo
cho chân vịt hoạt động trong điều kiện tốt nhất.

1.1.2. Đặc điểm vị trí vùng biển.
- Khánh Hòa là một tỉnh nằm ở vùng Nam Trung Bộ trải dài từ vĩ độ 11-
0
50
’
00
’’
N đến vĩ độ 12
0
54
’
00
’’
N, có bờ biển dài 385 km chạy suốt từ Đèo Cả (giáp
với Phú Yên) đến tận Cam Ranh (giáp với Ninh Thuận) v à điểm cực đông của
Khánh Hòa cũng là điểm cực đông của Tổ quốc.
4
- Biển Khánh Hòa có trên 200 đảo lớn nhỏ phân bố đều ở ven bờ v à trong
các đầm vịnh. Trong đó, đảo ven bờ lớn nhất l à đảo Hòn Tre với diện tích 36 km
2
và đảo lớn nhất nằm trong vịnh l à Hòn Lớn (ở vịnh Vân Phong - Bến Giỏi) với
diện tích 44 km
2
.
- Khánh Hòa có nhiều bán đảo lớn nhỏ khác nhau nh ư bán đảo Hòn Hèo
với diện tích 146 km
2
, bán đảo Cam Ranh với diện tích 10 6 km
2
và bán đảo Hòn

Gốm với diện tích 83 km
2
…
- Bên cạnh đó, Khánh Hòa còn có các vịnh lớn như vịnh Vân Phong - Bến
Giỏi với diện tích 503 km
2
, độ sâu dưới 30 m; vịnh Nha Trang với diện tích 249
km
2
, độ sâu dưới 16 m và vịnh Cam Ranh với diện tíc h 185 km
2
, độ sâu dưới 25
m.
- Khánh Hòa thuộc vùng khí hậu nhiệt đới ẩm, độ ẩm từ (70 ÷ 80) %; l ượng
mưa trung bình từ (1300 ÷ 1700) mm. Nhiệt độ trung b ình hàng năm là 26,4
0
C;
mùa có nhiệt độ cao kéo dài từ tháng 05 đến tháng 09 v à mùa có nhiệt độ thấp từ
tháng 12 đến tháng 02 năm sau.
- Ở Khánh Hòa không có mùa đông rõ rệt, chỉ có 2 mùa là mùa khô kéo dài
từ tháng 01 đến tháng 08 v à mùa mưa từ tháng 09 đến tháng 12; 4 tháng n ày
lượng mưa đã đạt đến 1000 mm. Nhiệt độ n ước biển tầng mặt có giá trị cực đại là
31,3
0
C và giá trị cực tiểu là 23,4
0
C.
- Với vị trí địa lý thuận lợi nh ư vậy nên hằng năm có một lượng lớn tàu
thuyền cập cảng Khánh Hòa để trao đổi hàng hóa, đặc biệt là cảng Nha Trang.
1.1.3. Tình hình chung v ề cảng Nha Trang.

- Cảng Nha Trang có một đội tàu lai dắt gồm có 3 chiếc. Tàu có công suất
lớn nhất là tàu CNT1000 có chi ều rộng 8m, chiều d ài 30m, một máy, một chân
vịt, có công suất 1000 HP, thủy thủ đoàn tối đa 12 người. Tàu có công suất nhỏ
hơn là tàu CNT800 , có chiều rộng 5,5m, chiều d ài 21,5m, gồm 2 máy mỗi máy có
công suất 400 HP, 2 trục chân vịt, tàu có công suất 800 HP, thủy thủ đoàn tối đa
10 người. Tàu có công suất nhỏ nhất là tàu CNT700 có chi ều rộng 4,5m, chiều d ài
17m, gồm 2 máy mỗi máy có công suất 350 HP, 2 trục chân vịt, tàu có công suất
5
700 HP, thủy thủ đoàn tối đa 10 người.
- Tàu chủ yếu lai dắt các t àu khi cập cảng Nha Trang v à lai dắt tàu công
trình nổi, xà lan đến các vùng khác trong tỉnh như Cam Ranh, Ninh H òa. Thỉnh
thoảng cũng hoạt động xa cảng như kéo tàu vào cảng Sài Gòn hoặc các nhà máy
sửa chữa. Các tàu lai dắt được tàu trên 80m nếu gặp sóng gió thì dưới 80m.
1.2. PHÂN LOẠI TÀU KÉO.
Tàu làm nhiệm vụ kéo hoặc đẩy đ ược gọi chung vào nhóm tàu kéo. Có th ể
phân các tàu nhóm này thành các kiểu tàu theo chức năng: tàu kéo đi biển gọi tàu
kéo biển, tàu kéo trong vùng n ội địa hay tàu kéo sông và các tàu ch ỉ làm nhiệm vụ
đẩy gọi là tàu đẩy.
1.2.1. Tàu kéo chạy biển.
Tàu kéo chạy biển rất đa dạng, thực hiện nhiều nhiệm v ụ khác nhau. Trong
thực tế, các tàu nhóm này đư ợc thiết kế cho những công việc nhất định v à mang
tên gọi qui ước cũng không trùng nhau. Tàu kéo bi ển chuyên kéo các phương ti ện
nổi đi biển xa hoặc biển gần có thể coi như tàu viễn dương hoặc tàu cận hải,
giống cách gọi dùng cho tàu vận tải. Tàu kéo kiêm công tác c ứu hỏa được dùng
phổ biến trong đội tàu kéo biển. Tàu không chỉ làm nhiệm vụ kéo mà còn kiêm
nghề gọi là tàu đa mục đích. Tàu kéo đa mục đích ngày nay được phát triển nhằm
đáp ứng yêu cầu sử dụng tại các nước chưa ở mức chuyên môn hóa cao.
Trong trường hợp tàu kéo làm việc tại các cảng biển đ ược xếp vào nhóm
tàu kéo biển.
1.2.1.1. Tàu kéo đa mục đích.

Tàu kéo đa m ục đích hay hiểu theo cách khác, t àu đa dụng được phát triển
tại nhiều nước. Tàu có khả năng kéo tàu, giúp các tàu lớn quay trở trong cảng .
Tàu thường được trang bị hệ thống chữa cháy công suất cao l àm cho tàu trở thành
phương tiện chữa cháy chính khi có sự cố hỏa hoạn trên biển, trong cảng. Các tàu
này còn trang bị các phương tiện cứu hộ để tàu nhanh chóng biến thành phương
tiện cứu hộ trên biển.
Đặc trưng chính các tàu đa d ụng như sau:
6
- Chiều dài tàu từ 29m đến 45m.
- Công suất máy chính từ 1500 HP đến 3000 HP.
- Vận tốc tàu thông thường nằm trong phạm vi 12 – 14 HL/h.
Điều cần nêu, sức kéo đơn vị tính cho trường hợp thử tại bến (polar pull) 13
-15KG/HP.
Tàu đa dụng còn được trang bị phương tiện bốc dỡ hàng và khoang chứa
hàng trên tàu.
Dưới đây giới thiệu những tàu kéo đa dụng đã được đóng tại các n ước có
nền công nghiệp đóng t àu phát triển.
Tên tàu
Nước sản
xuất
L,m
B,m
H, m
T, m
D, T
Bonn
Aventure
UK
28,26
7,96

-
-
-
Icuerr
‘’
32,31
8,53
3,96
3,05
-
Zaberdast
‘’
36,58
9,60
5,03
-
-
Cocbern
Australia
38,10
9,45
4,42
-
-
Arzanach
UK
41,10
9,60
-
-

-
Kwweetex
‘’
32,0
8,94
4,31
-
543
Arbil
Germany
37,7
9,75
4,3
3,6
-
Keverne
‘’
37,5
8,53
4,19
3,58
450
Vikingbank
Ha lan
30,2
7,5
4,0
3,4
-
Stere

Finlandia
55
11,5
5.5
4.51
1278
Nandkim
UK
34,15
9,45
4.88
4.03
-
i.plusnin
Nga
43
10,0
4.95
4.1
-
Britonia
UK
43,43
9,6
5.5
-
-
Noord
Ha lan
43,47

10,05
4.57
4.74
-
Parachaki
UK
35,66
9,45
4.56
4.04
-
7
Tamaran
T.B.N
38,1
10.05
5.79
-
718
Atlant
Nga
47,55
11
4.49
4.35
1128
Lecrsar
UK
40,23
9.45

3.96
-
-
Elkaballo
“
38,7
9.75
5.78
-
-
Kbs
Finlandia
55,3
11.52
5.15
-
-
Mounir
Nhật bản
45,0
10
5.3
4.39
1054
Khajashio
maru
“
60,0
11.4
5.1

4.43
1970
Tames
Hà lan
47,5
10
5
4.5
-
Tais maru
Nhật bản
50,0
10.4
5.9
4.5
-
Hlgoland
Germany
62,0
12.4
5.2
4.1
-
Pamir
Thụy
điển
72
12.44
5.65
4.08

2032
Hecules
Na uy
56,8
10.55
5.6
4.57
-
Alcmdar
Germany
52,5
11
5.52
3.9
-
atlantic
“
58,5
10.25
-
3.86
-
Tên tàu
L/B
L/H
B/T
H/T
Công
suất HP
Vận tốc

HL/h
Bonn
Aventure
3.57
7.14
-
-
2x730
-
Icuerr
3.8
8.15
2.8
1.3
2x745
-
Zaberdast
3.81
7.26
-
-
1500
12.7
Cocbern
1500
12.1
Arzanach
1500
13
Kwweetex

3.58
7.43
-
-
2x785
12.9
Arbil
3.87
8.76
2.71
1.2
1620
12
8
Keverne
4.4
8.95
2.38
1.17
1650
12.9
Vikingbank
4.03
7.55
2.21
1.18
2x825
12
Stere
4.78

10
2.55
1.22
1700
13.5
Nandkim
3.61
7
2.34
1.21
2x900
12
i.plusnin
4.3
7.82
2.44
1.34
1000
13
Britonia
4.52
8.76
-
-
2000
14
Noord
4.32
7.9
2.12

1.16
1000
15
Parachaki
3.78
7.8
2.34
1.13
1048
13
Tamaran
3.79
8.35
-
-
2x1050
14
Atlant
4.33
8.21
2.53
1.33
2x1100
14.4
Le corsar
4.26
8.97
-
-
2315

14.5
Elkaballo
3.97
9.79
-
-
2x1200
13
Kbs
4.79
9.56
-
-
2520
15
Mounir
4.5
8.75
2.28
1.17
2x1600
15.8
Khajashio
maru
5.26
11.3
2.58
1.13
3200
15.3

Tames
4.75
9.32
2.22
1.14
2x1625
-
Tais maru
4.8
11.1
2.31
1.11
2x1750
14.5
Hlgoland
5
10.5
3
1.44
4x970
16.6
Pamir
5.79
13.8
3.4
1.11
2x2100
17.5
Hecules
5.38

10.05
2.22
1.19
4x1100
-
Alcmdar
4.77
9.38
2.82
1.44
2x2500
16.5
atlantic
5.7
10.6
2.66
1.43
2x2500
17
Tàu kéo có thể coi như tàu viễn dương. Trong thực tế, tàu kéo có khả năng
làm việc tại vùng biển không hạn chế, thời gian chuyến biển th ường dài, có
những trường hợp đến 15 – 20 ngày đêm. Tầm hoạt động tàu kéo có thể trên
15.000 hải lý.
9
Tàu được thiết kế để làm những việc nặng trên biển như kéo tàu, kéo giàn
khoan, các công trình n ổi. Tàu phải được đảm bảo về mặt an to àn, đảm bảo ổn
định để làm việc trong điều kiện thời tiết trở n ên xấu điều này xảy ra trong
chuyến đi. Công suất máy t àu nhóm này thường vượt quá 4.000 HP. Vận tốc chạy
tự do của tàu có lúc còn nhanh hơn tàu vận tải kiểu cũ, đạt đến 16 – 17 Hl/h. Các
tàu này luôn trang b ị phương tiện cứu sinh, cứu nạn v à cả phương tiện chữa cháy

đủ mạnh. Các tàu kể sau thường được coi là tàu kéo kiêm cứu hộ, trong đó nhiệm
vụ cứu hộ có khi lấn l ướt vai trò kéo.
Tàu kéo – cứu hộ đời mới trang bị máy công suất đến 8.000 – 10.000 HP,
tầm hoạt động đến 20.000 hải lý. Tàu mang tên Zvarter Zee đóng t ại Netherlands
giữa những năm sáu m ươi trang bị máy công suất 9.000 HP, tầm l àm việc lên đến
19.800 hải lý. Cuối thập kỷ sáu mươi từ Germany người ta hạ thủy tàu kéo kiêm
tàu cứu hộ với máy chính công suất 16.000 HP, dự tính chạy với vận tốc chóng
mặt trong ngành kéo là 22 hải lý / giờ.
Hình 1.1. Tàu kéo kiêm cứu hộ có tên gọi Alice I Moran được đóng vào những
năm bảy mươi.
10
1.2.1.2. Tàu kéo cỡ nhỏ.
Tàu cỡ nhỏ hoạt động v ùng ven biển hoặc vừa kéo biển v à còn tham gia
kéo tuyến pha sông – biển. Tàu Sadko trong hình được trang bị máy chính công
suất 750 HP.
Tàu nhóm này thường có mạn khô khá lớn, đặc biệt mạn khô phần mũi lớn
hơn mức bình thường. Tàu có tính đi biển tốt, ít bị nước tràn boong. Tính ổn định
hướng của tàu phải cao hơn các tàu kéo cảng.
Đặc trưng chung của tàu cỡ nhỏ này: Công suất máy chính khoảng 220 –
750 HP, chiều dài tàu khoảng 20 – 30m. Sức kéo trên tang từ 3,5 T đến 8 T. Vận
tốc tàu không quá 10 – 11 HL/h.
Hình 1.2. Tàu kéo đi biển Sadko, lắp máy công suất 750 HP.
Tàu kéo chạy biển nhỏ ký hiệu MB-301 trang bị máy chính 225 HP, chân
vịt trong ống đạo lưu được trích dẫn và giới thiệu tại hình dưới đây, hình 1.3.
Trong hình 1 – lầu lái đặc trưng của tàu kéo, 2 – forepeak, 3 – thùng xích, 4 –
phòng ở bốn người, 5 – buồng phát điện, 6 – phòng 2 người, 7 - phòng ăn, 8 – két
nhiên liệu, 9 – buồng máy, 10 – két nước ngọt, 11 – buồng máy lái.
11
Mặt cắt dọc qua giữa tàu cho phép chúng ta nhìn nh ận rõ hơn profile tàu
kéo đặc trưng. Lầu lái thông lệ nằm tr ước mặt cắt giữa tàu, chiếm vị trí cao và đẹp

nhất trên tàu. Tỷ lệ giữa chiều dài lầu lái và chiều dài tàu thường lớn, trên 25 %.
Mũi tàu cao hơn hẳn những phần còn lại của boong, mạn chắn sóng phía mũi
thường cao và đủ chắc chống va đập th ường xuyên sóng biển, nước phủ.
Hình1.3. Bố trí tàu kéo đi biển cỡ nhỏ.
1.2.1.3. Tàu kéo trong cảng.
Đặc trưng của nhóm tàu này: Công suất máy chính đủ mạnh song kích cỡ
tàu không lớn, chiều cao mạn khô chỉ đạt giá trị tối thiểu. Khả năng quay trở tàu
kéo cảng (gọi tắt của tàu kéo hoạt động chủ yếu trong cảng) rất cao. Tất cả điều
vừa nêu đảm bảo tàu có thể an toàn và dễ dàng thao tác trong kho ảng không gian
chật chội, luồng lạch hạn hẹp giữa các t àu trong cảng, giữa tàu và bến, giữa các
chướng ngại khó tránh trong c ác cảng vv…
Tàu có kích thước nhỏ cho nên bố trí tàu nhóm này đòi hỏi chặt chẽ, chi li.
Các buồng điều khiển phải đảm bảo thông, thoáng , tầm quan sát đủ lớn, trong khi
đó các buồng sinh hoạt không đ ược thoáng rông nh ư tàu biển khác. Dự trữ nhi ên
12
liệu, lương thực, thực phẩm, nước vv… ở mức thấp nhất. Thông thường dự trữ đủ
cho tàu trong vòng 3 – 5 ngày.
Hoạt động trong vùng nước hạn chế, tầm hoạt động chỉ gọn trong khu vực
cảng và vùng lân cận do vậy trang thiết bị cho t àu được phép miễn giảm đến mức
tối đa. Trên nhiều tàu không trang bị tời kéo, hệ thống nâng hạ xuồng cứu sinh.
Thay vì tàu kéo trên các tàu nhóm này ph ải có đủ móc kéo, cọc kéo, các cọc bích
buộc tàu, chằng tàu.
Những tàu đã được đóng và sử dụng có hiệu quả đ ược giới thiệu tóm tắt sau
đây.
Giới thiệu tàu Reid trang bị máy diesel công suất 600 HP, chân vịt trong
ống đạo lưu, hoạt động xứ lạnh được giới thiệu tại h ình 1.4.
Hình 1.4. Tàu Reid công suất máy 600 HP.
Trong hình 1.4 các ghi chú mang ý n ghĩa sau. 1 – lầu lái, 2 - forepeak, 3 –
thùng xích, 4 – két nhiên liệu, 5 – buồng cất giữ áo quần lao động, 6 – buồng giải
trí, 7 – buồng máy, 8 – thùng dầu trực, 9 – kho, 10 – két nước ngọt, 11 – buồng

máy lái.
Tàu kéo “ Sao Thổ” lắp máy công suất 1200 HP được trình bày tại hình 1.5
13
Hình 1.5. “Sao Thổ” với máy chính công suất 1200 HP.
Những ghi chú trong “Sao Thổ”: 1 – lầu lái, 2 – kho, 3 – thùng xích, 4 –
buồng giải trí, 5 – buồng công cộng, 6 – két nhiên liệu, 7 – buồng tắm, 8 – buồng
máy, 9 – két dầu trực, 10 – buồng máy lái.
Tàu kéo cỡ lớn trong nhóm, lắp má y 2520 HP có dạng như tại hình 1.6.
Hình 1.6. Tàu Dingl Bai lắp máy công suất 2520HP.
14
Trong hình: 1- lầu lái, 2 - forepeak, 3 – thùng xích, 4 – phòng ngủ hai
người, 5 – két nước ngọt, 6 – két nước ballast, 5- buồng đựng bình bọt chữa cháy,
8 – két nhiên liệu, 9 – buồng máy, 10 – kho dây, 11 – kho dụng cụ cơ khí, 12 –
afterpeak.
1.2.2. Tàu kéo chạy sông.
Tàu kéo chạy sông chiếm số lượng đáng kể trong danh sách t àu thủy. Có
thể nói, tàu kéo sông với kích cỡ vô cùng đa dạng, từ tàu rất nhỏ đến tàu khá cồng
kềnh có mặt hầu nh ư trên tất cả sông, hồ.
Đội tàu kéo hoạt trong sông và vùng biển gần bờ có thể coi gồm ba chủng
loại: Tàu kéo đơn thuần, tàu đẩy đơn thuần và tàu làm được cả hai việc là tàu kéo
đẩy. Dấu hiệu giúp phân biệt các nhóm l à cơ cấu ghép nối hay còn gọi cơ cấu liên
kết giữa tàu kéo hoặc đẩy với phương tiện bị kéo, đẩy cùng phương tiện kéo trên
tàu. Công suất máy chính trên tàu sông tùy thuộc nhiều vào điều kiện luồng lạch
mà tàu phải làm việc, phụ thuộc vào sức chở của các đối tượng bị kéo. Người ta
đã đóng những tàu kéo lắp máy chỉ vài mươi sức ngựa song đã có tàu xuất xưởng
với máy chính trên đó xấp xỉ 2000 HP. Cần nói rõ hơn, công suất máy cho tàu
kéo đẩy không lớn song với t àu đẩy công suất máy đ ã đạt đến 9000 HP cho một
tàu.
Tàu kéo và đẩy:
Tàu nhóm này trong ch ừng mức nào giống tàu kéo trong cảng, kích thước

bị hạn chế đến mức tối thiểu v à theo đó bố trí thiết bị, bố trí t àu nói chung phải
tiến hành trong không gian h ẹp.
Tàu sông trang b ị máy không lớn, hiếm khi đến 600 HP, sức kéo trên tang
chừng 4 – 5 T. Chiều dài tàu không muốn vượt quá 20 m. Vận tốc tàu trong sông
theo chế độ chạy tự do chỉ v ào khoảng 15 – 20 km/h.
Tiện đây lưu ý bạn đọc cách gán đơn vị đo vận tốc tàu. Tàu biển luôn phải
được đo bằng đơn vị truyền thống trong ngành hàng h ải là “nút”, dịch ra tiếng
Việt là “hải lý/giờ”,viết tắt HL/h. Một dặm biển, dịch từ tiếng Anh NM(hải lý) d ài
15
1852m. Trong khi đó v ận tốc tàu chạy trong sông, bất kể loại t àu nào, đều được
đo bằng đơn vị km/h, với 1km = 1000m.
Hình 1.7. Bố trí chung hai tàu kéo – đẩy chạy sông tiêu biểu.
Giới thiệu những tàu được khai thác có đặc tính nêu tại bảng dưới đây.
16
Tàu
Kích thước
Tỷ lệ
L
t
/L
B
H
T
 - lư
ợng chiếm
nư
ớc
MÔ ĐUN LBH (m
3
)

L/B
L/H
B/T
H/T
T
Ỷ LỆ LBH/P
(m
3
/HP)
A
B
C
D
E
F
G
H
I
J
K
69.7

00.10
80.10
00.10
80.10
00.10
80.10
00.10
80.10

00.10
80.10
00.10
80.10
00.10
80.10
00.10
80.10
00.10
80.10
00.10
80.10
2.67
5.00
5.00
5.50
7.00
5.80
5.40
7.00
5.80
6.60
7.7
1.64
1.80
2.40
1.75
2.50
2.70
2.70

3.40
2.70
2.30
3.00
0.92
1.50
1.10
0.90
1.25
2.00
2.25
2.70
2.20
1.50
1.80
3.8
-
-
33.0
102
-
-
-
-
106
200
34
90
232
149

396
328
270
524
328
304
415
2.88
2.00
3.87
2.73
3.23
3.62
3.43
3.14
3.62
3.03
3.50
4.68
5.56
8.06
8.60
9.05
7.78
6.87
6.46
7.78
8.70
9.00
2.91

3.34
4.54
6.11
5.59
2.90
2.40
2.59
2.64
4.40
4.28
1.78
1.20
2.18
1.95
2.00
1.13
1.20
1.26
1.23
1.53
1.67
0.26
0.41
0.86
0.52
1.10
0.84
0.48
0.88
0.53

1.03
0.69
Hình 1.8. Dưới đây giới thiệu mặt cắt dọc tàu sông làm nhiệm vụ kéo - đẩy
– cứu hộ, công suất máy 600 HP. Trong hình ghi chú nh ư sau: 1 - lầu lái (ở vị trí
rất cao), 2 - buồng trực, 3 - buồng công cộng, 4 - forepeak, 5 - thiết bị chuyên
dùng, 6 - buồng máy, 7 - két nhiên liệu, 8 - buồng máy lái, 9 - afrepeak.
17
Hình 1.8. Mặt cắt dọc tàu sông làm nhiệm vụ kéo - đẩy – cứu hộ,
công suất máy 600 HP.
Đặc điểm đầu cần đề cập đến khi thiết kế t àu đẩy là bố trí lầu lái ở vị trí
cao và tầm quan sát của tàu đẩy phải tốt nhất.
1.2.3. Tàu đẩy – kéo và tàu đẩy.
Nhóm tàu này có nhi ệm vụ đẩy, kéo t àu hoặc các phương tiện thủy khác
trên những đoạn đường sông không ngắn. Nh ìn chung nhóm tàu này có ngoại
hình gần giống nhau, lầu lái chiếm vị trí cao v à được bố trí về hẳn phía mũi tàu.
Hình ảnh tàu đẩy – kéo, hình 1.9, với công suất 150 HP giới thiệu tiếp l à ví dụ
cho kiểu tàu chúng ta quan tâm.
18
Tàu nhóm đang đề cập thường khá dài, công suất máy đủ lớn. Tàu kéo tại
các sông châu Âu dài đ ến 50 – 55 m. Máy chính các tàu châu Âu đạt đến 4000
HP trên những tàu công suất mạnh. Vận tốc trong sông của t àu 28 km/h.
Tàu đóng tại USA thường trang bị máy rất mạnh, đến 9000 HP. Người Mỹ
đang muốn tăng công suất máy cho đội t àu của họ đến 10.000 hoặc 15.000
HP/chiếc.
Những hình tiếp theo giới thiệu với các bạn đọc các tàu đã đóng tại các
nước có nền công nghiệp phát triển, nh ư tài liệu tham khảo. Các t àu này đã hoạt
động có hiệu quả trong tại các sông Danube (Trung Âu), Volga (Nga).
Hình 1.10. Tàu đẩy – kéo RT-601, công suất 600 HP.
19
Hình 1.11. Tàu đẩy OTA – 2001 công suất máy 2000 HP.

Hình 1.12. Tàu đẩy công suất 4000 HP.
Ghi chú trong hình 1 2 có nghĩa: 1 - lầu lái, 2 – thông gió, 3 – buồng đặt
thiết bị chuyên dùng, 4,5,7 – buồng sinh hoạt, 6,8 – buồng công cộng, 9 - điều
hòa, 10 – phòng ăn và giải trí, 11 – bếp, 12 – lối đi, 13 – buồng điều khiển, 14 -
ống, 15 – buồng máy, 16,19 – kho, 17 – buồng máy lái, 18 – forepeak, 20 –
khoang nước dằn.
Như tài liệu tham khảo bạn đọc xem thêm phương án dùng tàu hai thân làm
tàu đẩy, lập ra từ những năm sáu m ươi. Ngày nay tàu đ ẩy hai thân đã trở nên khá
quen thuộc trong ngành đóng tàu.
20
Hình 1.13. Phương án tàu đẩy hai thân.
Tàu hai thân dùng trên sông Danube trong nh ững năm cuối thế kỷ XX
mang dạng đơn giản như trình bày tại hình 1.13. Hình vẽ đang nêu được trình bày
trong bài báo “Hướng mới thiết kế t àu kéo – đẩy”, đăng trong tạp chí “Đóng tàu”
số 5, 1999.
21
Chương 2:
YÊU CẦU KỸ THUẬT ĐỐI VỚI T ÀU KÉO
Yêu cầu kỹ thuật đối với t àu kéo là vấn đề được quan tâm hàng đầu trong
quá trình thiết kế tàu kéo.
Đối với tàu kéo thì yêu cầu quan trọng nhất l à phải đạt được sức kéo lớn,
nên yêu cầu kỹ thuật đối với t àu kéo còn có những yêu cầu riêng ngoài các yêu
cầu kỹ thuật đối với các t àu thông thường.
2.1. YÊU CẦU KỸ THUẬT ĐỐI VỚI T ÀU KÉO.
Đặc điểm hình học, bao gồm các kích th ước chính và bản vẽ đường hình
(hình dạng hình học), là yếu tố có ảnh hưởng rất lớn đến các tính năng hàng h ải
của tàu nói chung và sức kéo nói riêng. Riêng đối với các tàu kéo, đặc điểm hình
học được xem như là yếu tố có ảnh hưởng quyết định đến sức kéo của tàu, yêu
cầu thường được đặt ra đầu tiên phải đạt được khi thiết kế các t àu kéo. Do đó việc
nghiên cứu xác định hợp lý đặc điểm h ình học tàu có vai trò và ý ngh ĩa rất quan

trọng, được xem như là một trong các giải pháp đảm bảo sức kéo hiệu quả nhất
khi thiết kế các tàu kéo.
Do đó trong quá tr ình thiết kế tàu kéo, người thiết kế cần phải phân tích lựa
chọn các đặc điểm h ình học của tàu, đồng thời cũng cần phải phân tích các
phương án bố trí toàn tàu để tìm ra một phương án hợp lý nhất trên cơ sở đảm bảo
tốt các yêu cầu kỹ thuật đối với t àu kéo.
2.1.1. Các yêu cầu đối với kích thước chính của tàu kéo.
Để đáp ứng tốt yêu cầu kỹ thuật, kích thước chính của tàu kéo phải thỏa
mãn:
- Đảm bảo được diện tích và khoảng không gian cần thiết để bố trí các th ành
phần tải trọng có mặt tr ên tàu như trang thi ết bị, các dự trữ khác.
- Các kích thước chính của tàu nên có giá trị nhỏ nhất nhằm đảm bảo trọng
lượng và giá thành tàu là thấp nhất.
- Tỷ số giữa các kích th ước chính nằm trong giới hạn cho phép nhằm đảm
bảo các tính năng h àng hải của tàu, nhất là tính năng sức kéo.
22
a) Chiều dài L của tàu có ảnh hưởng quyết định đến mọi công việc bố trí tr ên
tàu và có ảnh hưởng đến trọng lượng vỏ tàu được thiết kế. Chiều dài L lớn thì
công việc bố trí tàu, bố trí trang thiết bị tr ên tàu dễ dàng hơn, tuy nhiên s ẽ làm
tăng khối lượng vỏ tàu ảnh hưởng đến sức kéo của tàu. Nếu chiều dài L của tàu
nhỏ thì sẽ làm cho công việc bố trí các phương tiện trên tàu trở nên khó khăn hơn.
Vì vậy cần phải lựa chọn chiều d ài L của tàu một cách hợp lý, phải đảm bảo kết
hợp hài hòa giữa yêu cầu về bố trí của tàu và yêu cầu về sức kéo của tàu.
b) Chiều rộng B của tàu có ảnh hưởng quyết định đến tính năng của t àu.
Chiều rộng B quá lớn th ì làm cho việc cân bằng dễ dàng hơn, ổn định động tốt
hơn, tuy nhiên ổn định dọc và tính êm sẽ giảm. Chiều rộng B nhỏ đưa đến những
điều tệ hại cho phương tiện, B quá nhỏ sẽ không đảm bảo ổn định ban đầu nh ư
mong đợi, ổn định động của t àu rất kém. Tàu với B quá hẹp sẽ làm cho lực nâng
tấm đáy khi tàu chạy không đủ độ lớn v à hậu quả là tàu không nâng nổi mình lên
mặt nước dù cố chạy nhanh. Tuy nhiên ưu điểm của dạng này là ổn định dọc khá

tốt, tính êm cũng khá tốt. Đồng thời tỷ lệ L/B có ảnh h ưởng lớn đến chọn chiều
rộng B. Như vậy có thể thấy được rằng chọn chiều rộng B cho t àu cỡ nhỏ chạy
nhanh là công việc mang tính chất dung hòa, theo đó B được chọn trên cơ sở thỏa
mãn rất nhiều điều kiện khá ng ược nhau.
c) Tỷ lệ B/T ảnh hưởng trực tiếp đến tính ổn định t àu, tính lắc và tính hàng
hải. Tỷ lệ H/T có ảnh hưởng đến tính ổn định v à sức cản của con tàu. Lựa chọn tỷ
lệ H/T phải đảm bảo đủ mạn khô theo y êu cầu của quy phạm, phải đủ lực nổi dự
trữ. Do vậy cần phải lựa chọn tỷ số H/T một cách hợp lý v ì:
- Nếu như mớn nước T không thay đổi v à chiều cao mạn H tăng l ên, trường
hợp này thì tính ổn định tàu tăng, giảm bớt tình trạng sóng hắt lên mặt boong, làm
tăng chiều cao kiến trúc thượng tầng, lực cản do gió tác dụng v ào tàu tăng, không
có lợi về mặt sức kéo.
- Và nếu mớn nước T không thay đổi, giảm chiều cao mạn H th ì lúc này
trọng tâm tàu tương đối thấp, ổn định ban đầu của t àu được tăng lên, lực cản do
23
gió tác dụng vào tàu giảm, tuy nhiên ổn định động của tàu giảm, sóng hắt lên mặt
boong.
- Khi chiều cao H không đổi, giảm mớn n ước T thì sức cản của tàu sẽ giảm,
tốc độ tàu tăng lên, tuy nhiên tính ổn định cũng như tính lắc của tàu sẽ giảm
nhanh. Điều này không thể chấp nhận được.
- Và khi chiều cao mạn H không thay đổi v à tăng mớn nước T, trường hợp
này thì sẽ có lợi về mặt ổn định v à tính lắc của tàu, nhưng lại không có lợi cho
sức kéo tàu do phần chìm tàu tăng làm diện tích tiếp xúc n ước của vỏ tàu nên lực
cản tăng nhanh.
d) Các hệ số hình dáng của tàu cũng có ảnh hưởng đến các tính năng của t àu:
- Hệ số diện tích mặt đ ường nước  có ảnh hưởng nhiều đến một số tính
năng của tàu. Nếu hệ số  lớn, bán kính ổn định ngang ban đầu r
o
sẽ lớn, lúc này
tính ổn định của tàu sẽ tăng lên. Nếu  lớn diện tích mặt đường nước sẽ lớn, lúc

này mặt boong sẽ được mở rộng thuận tiện cho việc thao tác v à đi lại trên tàu.
Nếu  quá bé, nguy hiểm nhất là tính ổn định của tàu giảm. Vì vậy ta thường
chọn hệ số  khá lớn để đảm bảo tính ổn định v à yêu cầu về mặt boong của t àu.
- Hệ số thể tích chiếm n ước  có ảnh hưởng lớn đối với các tính nă ng của
tàu. Nếu hệ số  lớn thì sức cản tác dụng vào tàu sẽ lớn, công suất có ích của t àu
bị giảm nhưng bù lại sức chở của tàu tương đối lớn. Nếu hệ số  lớn thì cũng làm
giảm bán kính ổn định ngang của t àu, đồng thời làm giảm độ cao tâm nổi ban đầu
Z
Co
. Điều này làm cho chiều cao tâm ổn định ban đầu h
o
giảm dẫn đến tính ổn
định của tàu bị giảm. Ngược lại nếu hệ số  nhỏ, lúc này tính ổn định của tàu
được tăng lên, đồng thời sức cản giảm n ên sức kéo của tàu được cải thiện, đáp
ứng được yêu cầu của thiết kế. Vì tàu kéo không ch ở hàng và tốc độ tự do tương
đối cao, nên hệ số thể tích chiếm n ước được lựa chọn nhỏ.
*
Như vậy, trong quá trình thiết kế tàu kéo thì ta cần phải lựa chọn các kích
thước chính, tỷ số giữa các kích th ước chính và các hệ số hình dáng của tàu một
cách hợp lý sao cho phải đảm bảo được các yêu cầu kỹ thuật đối với tàu kéo.
Trong phạm vi của đề tài này và ở khu vực Việt Nam, th ì các kích thước chính,
24
các tỷ lệ giữa các kích th ước chính và các hệ số hình dáng của tàu sẽ được lựa
chọn trên cơ sở xử lý số liệu thống k ê các tàu mẫu đang hoạt động có hiệu quả
đồng thời phân tích các ưu nhược điểm của các mẫu t àu.
2.1.2. Các yêu cầu đối với đường hình dáng tàu kéo.
Đối với loại tàu này, những yêu cầu đặc biệt về tính h àng hải, tính điều
khiển, tính ổn định và nghiêng dọc cũng như những yêu cầu thao tác khác, đều
phải suy xét nhiều hơn so với các loại tàu khác.
2.1.2.1. Đặc trưng chủ yếu của đường hình dáng của tàu kéo.

a) Đối với tàu kéo, khi thiết kế, tăng công suất chưa phải là cách tốt nhất để
tăng sức kéo tàu. Biện pháp quan trọng hơn thường là lựa chọn một cánh thỏa
đáng kích thước thân tàu và đường hình dáng thân tàu. Sau k hi kích thước chủ
yếu đã được xác định, việc thiết kế đ ường hình dáng phải lưu ý những điểm sau
đây:
- Độ béo của đường hình dáng: Hệ số thể tích chiếm nước và hệ số lăng trụ
của tàu kéo tương đối nhỏ, do đó sự thay đổi của chiều d ài tương đối L/
1/3
ảnh
hưởng đến sức cản không r õ rệt như đối với tàu vận tải. Mối quan hệ giữa hệ số
thể tích chiếm nước và hệ số diện tích mặt cắt ngang giữa t àu không chặt chẽ như
tàu vận tải, do đó dùng hệ số thể tích chiếm n ước để nghiên cứu ảnh hưởng của
độ béo của thân tàu đối với tính năng là không thích hợp. Đối với tàu kéo, hệ số
lăng trụ là trị số đặc trưng quan trọng hơn.
- Đường cong diện tích mặt cắt ngang: Khi chạy tự do sức cản sóng của t àu
kéo chiếm một tỷ lệ lớn trong sức cản to àn bộ, do đó phải chú ý dến sự phân bố
hướng dọc của lượng chiếm nước. Đoạn nước vào của đường cong diện tích mặt
cắt ngang nên dài và gầy, mặt cắt ngang lớn nhất l à vị trí tâm nổi hướng dọc nên
dịch chuyển về phía sau một cánh thích đáng, không n ên có đoạn thân ống, đồng
thời phải tránh u lồi tr ên thân tàu.
Theo [1] khi thiết kế đường hình dáng, đường cong diện tích mặt cắt ngang
có thể tham khảo đồ thị Tayl or (hình 2.1). Trước tiên dựa vào hệ số và vị trí tâm
nổi hướng dọc tính ra hệ số lăng trụ của nửa tr ước thân tàu và nửa sau thân tàu, từ
25
đó trên đồ thị tra ra tỷ số diện tích giữa các s ườn lý thuyết và mặt cắt ngang lớn
nhất. Vị trí tâm nổi di chuyển 1%L, hệ số lăng trụ nửa trước và nửa sau thân tàu
biến động khoảng 0,022.
Hình 2.1 Đường cong diện tích mặt cắt ngang của Taylor
b) Hình dáng đường nước thiết kế: Để đảm bảo cho tàu có tính hàng hải và
tính ổn định tốt, hệ số diện tíc h mặt đường nước của tàu kéo nên hơi lớn một chút,

và phải thích hợp với hệ số lăng trụ tức l à đảm bảo hệ số lăng trụ đứng nhất định
(thường z = / = 0,67), đồng thời khi mớm n ước thay đổi, trị số z biến đổi rất ít.
Vị trí hướng dọc của trọng tâm mặt đ ường nước cố gắng gần vị trí h ướng dọc của
tâm nổi. Đường nước chở đầy ở phía mũi nên thẳng phẳng, như vậy có thể cải
thiện được tính hàng hải, và không ảnh hưởng rõ rệt đến sức cản.
Yêu cầu về tính ổn định đối với t àu kéo là rất cao, hệ số diện tích mặt
đường nước thiết kế tương đối lớn, nửa góc vào nước cũng lớn.
c) Đường hình dáng mũi tàu: Sự biến động của đường bao hình dáng mặt
cạnh của mũi tàu ảnh hưởng đến sức cản tương đối ít, nhưng lại liên quan mật
thiết đến tính hàng hải của tàu. Đối với đường hình dáng nói chung, s ống mũi nên
nghiêng về phía trước một cách thích đáng, mũi không vát quá nhiều để đảm bảo
một độ sâu ngập nước nhất định, để tránh hiện t ượng sóng va đập.
Đối với tàu kéo, đặc biệt đối với tàu kích thước tương đối nhỏ, chiều dài tàu
thường nhỏ hơn chiều dài sóng thường gặp, hình dáng mặt cắt ngang mũi tàu