Đồ án tốt nghiệp tàu 300 khách

Bộ GIáO DụC Và ĐàO TạO bộ giao thông vận tải
TR<ờNG ĐạI HọC hàng hải
khoa đóng tàu

Thiết kế môn học

Thiết kế tàu khách chở 300 khách, vận
tốc v = 22 (hl), chạy tuyến
Hải Phòng - hồng kông


Chuyên ngành: Vỏ tàu thủy
Lớp: VTT-43-ĐH1


Ng ời thực hiện: l<ơng bằng việt
Ng ời h ớng dẫn: lê hồng bang






hải phòng - năm 2006
2

NhiÖm vô th thiÕt kÕ

ThiÕt kÕ tµu kh¸ch chë 300 kh¸ch, vËn tèc v = 22 (hl), ch¹y tuyÕn
H¶i Phßng - Hång K«ng.
3

Mục lục
1. Tìm hiểu tuyến đ ờng tàu mẫu
2. Xác định kích th ớc chủ yếu
3. Xây dựng tuyến hình
4. Bố trí chung toàn tàu
5. Các yếu tố tính nổi thủy lực
6. Tính toán kết cấu cơ bản phần thân chính
7. Tính toán lực cản và sơ bộ chọn thiết bị đẩy
8. Kiểm tra ổn định cho tàu ở các trạng thái:
- 100% khách và 100% dự trữ
- không khách và 10% dự trữ
- Tính toán ổn định theo tiêu chuẩn bổ sung đối với tàu khách
4

Mở đầu

Đầu thể kỷ XXI, cùng với sự phát triển toàn thế giới, Viêt Nam cũng đang có
những b ớc tiến vững chắc về mặt kinh tế. Chúng ta đang dần khẳng định vị thế của
mình đối với nền kinh tế khu vực và toàn cầu. Nền kinh tế Việt Nam đang đứng
tr ớc một cơ hội lớn khi chính thức gia nhập WTO và trở thành thành viên thứ 150
của tổ chức kinh tế lớn nhất thế giới này vào ngày 11 tháng 01 năm 2007 vừa qua.
Là một n ớc ở khu vực Đông Nam á, đ ợc thiên nhiên u đãi, với một bờ
biển dài và hải phận rộng lớn, Việt Nam đang rất chú trọng vào phát triển ngành
Hàng hải: vận tải, du lịch, đánh bắt hải sản, và đặc biệt, ngành Đóng tàu đang trở
thành ngành kinh tế mũi nhọn, đ ợc u phát triển. Việt Nam đã đặt mục tiêu phấn
đấu năm 2010 sẽ trở thành quốc gia đóng tàu đứng thứ t thế giới.
1. Lý do nhận đề tài:
Ngày nay, Việt Nam đang trở thành một điểm du lịch hấp dẫn rất nhiều du
khách thăm quan trong n ớc và đặc biệt là du khách quốc tế. Tuy vậy, số l ợng tàu
khách chạy tuyến quốc tế vẫn rất hạn chế, hầu hết phải đóng ở n ớc ngoài. Vì vậy,
việc tự thiết kế và đóng mới các tàu khách vừa và lớn, phục vụ chở khách quốc tế là
một nhu cầu thực tế và cần thiết.
2. Mục đích:
Thiết kế tàu khách chạy tuyến quốc tế, có đầy đủ các tính năng hiện đại, phù
hợp với điều kiện địa lý và khai thác của Việt Nam.
3. Ph ơng pháp thiết kế:
Để thiết kế một con tàu ta có thể áp dụng nhiều ph ơng pháp với thế mạnh
khác nhau. ở đây tàu đ ợc thiết kế theo ph ơng pháp tính chuyển từ tàu mẫu. Ưu
điểm của ph ơng pháp này là vừa có thể phát huy đ ợc thế mạnh của các tàu đã
khai thác, vừa tránh đ ợc những nh ợc điểm có thể phát sinh của ph ơng pháp thiết
5

kế mới và có thể áp dụng những tiến bộ kỹ thuật trong đóng tàu mới đ ợc nghiên
cứu gần đây.
4. ý nghĩa thực tiễn của đề tài:
Giúp ng ời thiết kế năm vững kiến thức thiết kế tàu, rút ra những kinh

nghiệm thực tế để có thể tối u hóa những u điểm và hạn chế nh ợc điểm khi thiết
kế tàu.
Sau thời gian học tập và rèn luyện, em rất vinh dự đ ợc Nhà tr ờng và Khoa
Đóng Tàu giao đề tài Thiết kế tốt nghiệp:
Thiết kế tàu chở khách, sức chở 300 khách, tốc độ 22 hl/g, chạy tuyến Hải
Phòng - Hồng Kông
Để có thể hoàn thành tốt đề tài này, em đã nhận đ ợc sự h ớng dẫn tận tình
và sự giúp đỡ vô cùng quý báu của các thầy cô giáo Khoa Đóng Tàu, đặc biệt là các
thầy:
- Thầy Lê Hồng Bang, giáo viên h ớng dẫn chính
- Thầy Nguyễn Tiến Lai, giáo viên h ớng dẫn tính năng
- Thầy Nguyễn Văn Hân, giáo viên h ớng dẫn kết cấu
Do khả năng có hạn và kinh nghiệm còn thiếu nên trong thiết kế không thể
tránh khỏi những thiếu sót. Em kính mong các thầy cô hết sức giúp đỡ và góp ý để
em có thể ngày càng hoàn thiện hơn kiến thức chuyên môn của mình, sẵn sàng cho
công việc sắp tới.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô.
Hải Phòng, ngày 24 tháng 12 năm 2006
Sinh viên

L ơng Bằng Việt
6

néi dung thiÕt kÕ
7





PhÇn I
TuyÕn ® êng - Tµu mÉu




8

1.1. Tuyến đ ờng:
Tàu chở khách chạy tuyến Hải Phòng-Hồng Kông. Đặc điểm của các cảng
nh sau:
1.1.1 Cảng Hải Phòng:
Cảng Hải Phòng bao gồm: Cảng Chính, Cảng Chùa Vẽ, Cảng Vật Cách.
1.1.1.1 Điều kiện tự nhiên và vị trí địa lý:
Cảng Hải Phòng nằm ở hữu ngạn sông Cấm ở vĩ độ 2052 Bắc và kinh độ
10641 Đông.
Chế độ thủy triều là nhật triều với mức n ớc triều cao nhất là +4.0 mét, đặc
biệt cao 4.23 mét, mực n ớc triều thấp nhất là +0.48 mét, đặc biệt thấp là +0.23
mét.

Cảng chịu hai mùa gió rõ rệt: từ tháng 10 đến tháng 3 năm sau là gió Bắc-
Đông Bắc, từ tháng 4 đến tháng 9 là gió Nam-Đông Nam.
Cảng Hải Phòng cách phao số 0 khoảng 20 hải lý; từ phao số 0 vào cảng
phải qua luồng Nam Triệu, kênh đào Đình Vũ rồi vào sông Cấm. Cảng Hải Phòng
nằm ở vùng trung chân sông Hồng. Sông Hồng mang nhiều phù sa nên tình trạng
luồng lạch vào cảng rất không ổn định. Từ nhiều năm nay luồng vào cảng Hải
Phòng th ờng xuyên phải nạo vét nh ng chỉ sâu đến -5.0 mét đoạn Cửa Cấm và -5.5
mét đoạn Nam Triệu. Những năm gần đây luồng vào cảng bị cạn nhiều, sông Cấm
chỉ còn -3.9 đến -4.0 mét nên tàu ra vào rất hạn chế về trọng tải. Nếu tính bình quân
Nam Triệu vét đến -6.0 mét, sông Cấm vét đến -5.5 mét thì hàng năm phải nạo vét
một khối l ợng khoảng 3 triệu m
3
.
Thủy diện của cảng hẹp, vị trí quay tàu khó khăn, cảng chỉ có một chỗ quay
tàu ở ngang cầu 8 (có độ sâu -5.5 đến -6.0 mét, rộng khoảng 200 mét).
Luồng sông bao gồm Sông Cấm, Sông Cửa Cấm, Sông Bạch Đằng và Sông
Nam Triệu là tuyến sông thuộc Sông Hồng ở vào khoảng 25 vĩ Bắc và 105 kinh
Đông. Nó bắt đầu từ th ợng nguồn và đổ ra Biển Đông.
Triều c ờng cực đại: lòng sông sâu nhất 9m.
9

Triều c ờng trung bình và triều kiệt từ 6m đến 7m, ven bờ triều c ờng 3m,
triều kiệt 1.5m.
Bề rộng trung bình vào khoảng 140m.
Mức phù sa trung bình hàng năm theo thống kê là 145 270m
3
/năm, mức cực
đại là 254 800m
3
/năm.

Tốc độ dòng chảy từ 4 đến 6 km/h.
1.1.1.2 Cầu tàu và kho bãi:
a. Cảng Chính:
Cảng có 11 bến đ ợc xây dựng từ năm 1967 và kết thúc năm 1981, dạng
t ờng cọc ván thép một neo với tổng chiều dài 1 787 mét. Trên mặt bến có cần trục
cổng (Kirốp và KAMYHA) có nâng trọng từ 5 đến 16 tấn. Các bến đảm bảo cho tàu
10 000 tấn cập cầu. Từ cầu 1 đến cầu 5 th ờng xếp dỡ hàng kim khí, bách hóa, thiết
bị; bến 6, 7 xếp dỡ hàng nặng; bến 8, 9 xếp dỡ hàng tổng hợp; bến 11 xếp dỡ hàng
lạnh.
Toàn bộ kho của cảng (trừ kho 2a, kho 9a) có tổng diện tích là 46 800 m
2
,
các kho đ ợc xây dựng theo quy hoạch chung của một cảng hiện đại, có đ ờng sắt
tr ớc bến, sau kho thuận lợi cho việc xuất hàng. Kho mang tính chất chuyên dụng.
Ngoài ra còn có các bãi chứa hàng với tổng diện tích 183 000 m
2
(kể cả diện tích
đ ờng ôtô), trong đó có 25 000 m
2
bãi nằm ở mặt bến 6. Tải trọng trên mặt bến 4
tấn/m
2
, dải tiếp phía sau rộng 6 mét là 6 tấn/m
2
tiếp theo đó bình quân 10 tấn/m
2
.
Đ ờng sắt trong cảng có khổ rộng 1.0 mét với tổng chiều dài 1 560 mét gồm
đ ờng sắt tr ớc bến, bãi sau kho, ga lập tàu phân loại.
b. Cảng Chùa Vẽ:

Theo thiết kế, Cảng Chùa Vẽ có 5 bến với tổng chiều dài 810m và sản l ợng
thông qua hàng năm là 1 600 000 tấn. Hiện tại đã xây dựng đ ợc bến phụ, bến 1-2
với chiều dài 330m dạng bến cọc bêtông cốt thép. Cảng đã lắp dàn cần trục cổng
nâng container chuyên dụng và chủ yếu xếp hàng container, sắt thép, hàng kiện, gỗ.
c. Cảng Vật Cách:
10

Cảng bắt đầu đ ợc xây dựng từ năm 1965, có năm mố cầu trên có bố trí cần
trục ôtô để bốc than và một số loại hàng khác
1.1.2 Cảng Hồng Kông:
Cảng Hồng Kông nằm ở 22
0
11' độ vĩ Bắc và 114
0
11' độ kinh Đông.
Cảng có thể tiếp nhận các tàu cỡ 60 000 DWT, chiều dài 288m.Tuy nhiên
luồng ở cửa chỉ cho phép tàu có mớn n ớc 10.9m ra vào đ ợc.
Các bến n ớc sâu đ ợc tập trung ở bán đảo Konlum ở đây có 12 bến cho tàu
Viễn D ơng, với độ sâu khi n ớc triều kiệt là 9.6m.
Bến Container đ ợc bố trí ở khu Kwaichung, ở đây có 3 bến với độ sâu tr ớc
bến là 12.1 mm
Cảng làm việc 24 giờ/ngày. Thiết bị làm hàng bách hóa của cảng có nâng
trọng từ 1 á 100 tấn.
Cảng cung cấp l ơng thực, thực phẩm bất kỳ lúc nào. Khả năng thông qua
cảng khoảng 37 triệu tấn/năm trong đó chủ yếu là hàng nhập khẩu.
11

1.2. Tàu mẫu:

STT

Thông số cơ
bản
Đơn vị

Abkhadia

Aivazopxki

Arcadia

Berlin

Kezman

1

Dung tích
đăng ký
T 5300 7127 5097 7800

4561
2
Chiều dài
thiết kế L
DWL

m 101 108.5 101.45

105 101.6

3
Chiều rộng
thiết kế B
DWL

m 16 17.46 17.25 17.5 16
4 Chiều chìm T

m 4.7 4.2 5.2 4.8 4.3
5
Hệ số béo thể
tích d
- 0.681 0.664 0.682 0.67 0.685
6
Hệ số béo
đ ờng n ớc

- 0.812 0.796 0.807 0.79 0.805
7
Hệ số béo
s ờn giữa
- 0.974 0.968 0.97 0.965

0.97
8 Số khách ng ời 272 328 332 330 300
9 Tốc độ tàu V

hlý/giờ

15 18 15 18.5 14.5

10

Công suất
máy Ne
KW 2x2940 7654 2x2628

7853

2x2106

11

Thuyền viên

ng ời 86 114 126 107 126
12

n/L - 2.693 3.023 3.273 3.143

2.853
13

L/B - 6.313 6.214 5.881 6 6.35
14

B/T - 3.404 4.157 3.317 3.646

3.721

12

PhÇn Ii
kÝch th íc chñ yÕu


13

2.1. Xác định kích th ớc chủ yếu:
Khi thiết kế tàu khách, ta xác định các kích th ớc chủ yếu của tàu căn cứ vào
các chỉ tiêu tiện nghi:
k
1
=
L
N
; k
2
=
N
LB
; k

3
=
N
D

Đối với tàu khách viễn d ơng, ta căn cứ vào chỉ số tiện nghi k
1
để xác định
các kích th ớc chủ yếu.
2.1.1. Chiều dài tàu:
Theo thống kê tàu mẫu ta có giới hạn của k
1
=
L
N
= 2.693ữ3.273
Trong đó: N: là số khách mà tàu chuyên chở.
L: là chiều dài tàu.
Chọn k
1
= 2.927 L = 102.49 (m)
Chọn L = 102.5 (m)
2.1.2. Chiều rộng tàu:
Tỉ số
B
L
đặc tr ng cho tính ổn định ban đầu của tàu, sức cản tàu và khả năng
chịu uốn dọc chung thân tàu. Theo thống kê tàu mẫu ta có giới hạn:

B

L
=5.881 ữ 6.350
Đối với tàu khách chạy biển,
B
L
=6 ữ 8. Chọn
B
L
= 6.03 (m)
B = 17.00 (m)
Chọn B = 17.0 (m)
2.1.3. Chiều chìm tàu:
Tỉ số
T
B
đặc tr ng cho tính chòng chành của tàu, ta căn cứ vào tỉ số này để
xác định chiều chìm thiết kế của tàu.
Theo thống kê tàu mẫu, giới hạn của
T
B
=3.317 ữ 4.157
14

Chọn
T
B
= 3.65 (m)
T = 4.66 (m)
Chọn T = 4.7 (m)
2.1.4. Chiều cao mạn tàu:

Tỉ số
T
H
đặc tr ng cho tính chống chìm của tàu, đồng thời cũng ảnh h ởng
tới ổn định của tàu khi tàu nghiêng. Ta căn cứ vào tỉ số này để xác định chiều cao
mạn. Giá trị của tỉ số này càng lớn thì l ợng dự trữ lực nổi của tàu càng lớn, tính ổn
định của tàu tăng lên, nh ng đồng thời cũng làm tăng diện tích hứng gió, dẫn đến
tăng lực cản tàu và làm giảm khả năng ổn định h ớng đi của tàu khi hành trình.
Chọn
T
H
= 1.75
H = 8.23 (m)
Chọn H = 8.2 (m)
2.1.2. Các hệ số béo:
Các hệ số béo đ ợc chọn theo tàu mẫu.
a. Hệ số béo thể tích :
Hệ số béo thể tích ảnh h ởng trực tiếp tới dung tích và sức cản tàu.
Ta chọn = 0.67
b. Hệ số béo s ờn giữa :
Hệ số béo s ờn giữa có ảnh h ởng tới tính chòng chành của tàu.
Ta chọn = 0.965
c. Hệ số béo diện tích đ ờng n ớc:
Ta chọn = 0.79

15

Vậy các kích th ớc chính của tàu là:
Thông số Ký hiệu Trị số Đơn vị
Chiều dài thiết kế

L=
102.5

m
Chiều rộng
B=
17.0

m
Chiều chìm
T=
4.7

m
Chiều cao mạn
H=
8.2

m
Tỉ số
L/B=
6.029

-
Tỉ số
B/T=
3.617

-
Tỉ số

H/T=
1.745

-
Hệ số béo thể tích
=
0.670

-
Hệ số béo s ờn giữa
=
0.965

-
Hệ số béo đ ờng n ớc
=
0.790

-
Hệ số béo dọc
=
0.694

-
Hệ số béo thẳng đứng
=
0.848

-
L ợng chiếm n ớc

D=
5663.7

T

2.2. Kiểm tra:
2.2.1. Kiểm tra ổn định ban đầu:
Chiều cao tâm nghiêng ban đầu h
0
:
h
0
= Z
C
- Z
G
+ r
0
-h
0

Trong đó:
Chiều cao tâm nổi =
+
= TZ
C
d
a
a
2.543 (m)

Chiều cao trọng tâm Z
G
= K
g
.H = 6.314 (m)
với K
g
= 0.77
Bán kính tâm nghiêng ban đầu ==
T
BK
r
12
.

22
0
d
a
r
4.869 (m)
với K

= 1.06 0.05, chọn K

= 1.02
Trị số giảm ổn định ban đầu do ảnh h ởng của mặt thoáng chất lỏng:
h
0
= (0.1 ữ 0.5)m, chọn h

0
= 0.25 m
16

Theo yêu cầu của quy phạm, đối với tàu khách viễn d ơng, chiều cao tâm
nghiêng ban đầu h
0
=(0.3 ữ 1.5) (m).
Giá trị thực của h
0
= 0.848(m), tàu đảm bảo ổn định ban đầu.
2.2.2. Kiểm tra chu kỳ chòng chành của tàu:
Chu kỳ chòng chành của tàu:

==
q
0
h
CB
T
13.5 (s)
Trong đó: C = 0.73 (đối với tàu khách)
Đối với tàu khách viễn d ơng, chu kỳ chòng chành của tàu nằm trong giới
hạn từ 9 ữ 15 (s).
Kết luận: Tàu thỏa mãn điều kiện về chu kỳ chòng chành.
2.2.3. Kiểm tra ổn định khi khách dồn về một bên mạn:
Khi khách dồn về một bên mạn ta coi nh dịch chuyển hàng nặng theo
ph ơng ngang tàu. Trọng l ợng trung bình của mỗi khách là 75 kg. Nh vậy ta có
trọng l ợng khách và thuyền viên dồn mạn là:
P = (300 + 80).75.10

-3
= 28.5tấn
Mật độ tập trung của khách trên boong là 6 ng ời/m
2
. Từ đó ta tính đ ợc diện
tích khách chiếm chỗ là S
k
= 63.3m
2
.
Chiều dài boong khách chiếm chỗ l = 39.68 m
Chiều rộng boong khách chiếm chỗ b = 1.596 m
Ta tính đ ợc khoảng cách từ trọng tâm toàn bộ khách dồn mạn tới mặt phẳng
dọc tâm tàu: y = 7.702 m
Mômen nghiêng tàu do khách dồn về một bên mạn:
M
h1
= P . y = 219.5 T.m
Momen hồi phục: M
hp
= D . h
01
. sin
q

Tàu ổn định khi M
h1
M
hp
. Góc nghiêng cực đại của tàu khi khách dồn về

một bên mạn là:
17

sin
q
=
=
01
1
.hD
M
h
0.046

q
= 2.621 < 10
Vậy tàu đảm bảo ổn định khi toàn bộ khách trên tàu dồn về một bên mạn.
2.2.4. Kiểm tra ổn định tàu khi khách dồn mạn và l ợn vòng:
Mômen sinh ra do l ợn vòng:
M
h2
=
ữ
ứ
ử
ỗ
ố
ổ
-
2.

24.0
2
8.0
T
Z
gL
vD
G
= 439.3 T.m
Mômen nghiêng tổng cộng M
t
= M
h1
+ M
h2
= 658.8 T.m
Momen hồi phục: M
hp
= D . h
01
. sin
q

Tàu ổn định khi M
t
M
hp
. Góc nghiêng cực đại của tàu trong tr ờng hợp này
là: sin
q

=
01
21
.hD
MM
hh
+
= 0.137

q
= 7.888 < 12
Vậy tàu đảm bảo ổn định khi khách dồn mạn và l ợn vòng.
Kết luận: Tàu đảm bảo ổn định.

2.2.5. Tính toán sơ bộ lực cản tàu (theo ph ơng pháp Holtrop Mennen)
Các thông số của tàu thiết kế
- Chiều dài đ ờng n ớc thiết kế L
WL
= 102.5 m
- Chiều rộng tàu B = 17 m
- Chiều chìm tàu T = 4.7 m
- Hoành độ tâm nổi x
C
= -1.62 m
- Góc vào n ớc a
w
= 37
- Hệ số béo thể tích = 0.66
- Hệ số béo đ ờng n ớc = 0.79
- Hệ số béo s ờn giữa = 0.965

- Hệ số béo dọc trục = 0.684
18

- Hệ số béo thẳng đứng = 0.835
- Chiều dài đoạn thon đuôi L
R
= 48.6 m
- Diện tích mũi quả lê tại đ ờng FP A
BT
= 9.677 m2
- Tung độ tâm diện tích s ờn ABT h
B
= 2.219 m
Sức cản toàn bộ của tàu đ ợc tính theo công thức:
R = R
F0
(1+k
1
)+R
APP
+R
W
+R
B
+R
TR
+R
A

trong đó

R
FO
(1+k
1
) là sức cản ma sát
R
APP
là sức cản phần nhô
R
W
là sức cản sóng
R
B
là sức cản áp suất bổ sung do mũi
R
TR
là sức cản áp suất bổ sung do ngập đuôi kiểu tuần d ơng hạm
R
A
là hiệu chỉnh sai khác mô hình tàu
(1+k
1
) là hệ số hình dáng đ ợc tính theo công thức sau

( )( )
ỳ
ỳ
ỷ
ự
ờ

ờ
ở
ộ
+
ữ
ữ
ứ
ử
ỗ
ỗ
ố
ổ
+=+
6906,052448,0
92497,0
12131
0255,0195,093,01
C
R
x
L
B
CCk
jj

trong đó
2228446,0
12
ữ
ữ

ứ
ử
ỗ
ỗ
ố
ổ
=
WL
L
T
C với 05,0>
WL
L
T

79948,002,02,48
078,2
12
+
ữ
ữ
ứ
ử
ỗ
ỗ
ố
ổ
-=
WL
L

T
C với 05,002,0 <<
WL
L
T

C
12
= 0,479948 với 02,0<
WL
L
T


Ta có =
WL
L
T
0.0459, áp dụng công thức ta có :
C
12
= 0.8237
C
13
= 1+0,003C
stern
, với C
stern
tra bảng tùy thuộc vào dạng đuôi

19

# S ờn đuôi có dạng chữ V C
stern
= -10
# S ờn đuôi có dạng bình th ờng C
stern
= 0
# S ờn đuôi có dạng chữ U với đuôi Hooc C
stern
= +10

Tra bảng ta có C
stern
= -10
Ta tính đ ợc C
13
= 0.97
Thay số vào ta có
1+k
1
= 0.964
Diện tích mặt ớt vỏ tàu tính theo công thức

d
abdb
BT
W
A
T

B
BTLS 38,23696,0003467,02862,04425,0453,0)2( +
ữ
ứ
ử
ỗ
ố
ổ
+ ++=

Thay số vào ta có
S = 2024.1 (m
2
)
Hệ số ma sát tấm phẳng C
f0
đ ợc tính theo công thức ITTC-1957

2
0
)2Re(lg
075,0
-
=
f
C

Sức cản ma sát t ơng đ ơng:
S
v

CR
fFO
2
2
0
r
=
Sức cản phần nhô đ ợc tính theo công thức
R
APP
= 0,5v
2
S
APP
(1+k
2
)
eq
C
f0

trong đó
= 104.5 (KGm
-4
s
2
), là mật độ của n ớc
v : là tốc độ của tàu, (m/s)
S
APP

là diện tích phần nhô
S
APP
= 59.08 m
2

(1+k
2
)
eq
là hệ số sức cản phần nhô đ ợc tính theo công thức

APP
APP
eq
S
Sk
k
S
+
S
=+
)1(
)1(
2
2

20

Trong đó 1+k
2
là các hệ số hình dáng đ ợc cho trong bảng
Tên bộ phận 1+k
2
Chọn
(1+k
2
)
S
APP
(m
2
)
Bánh lái sau cánh vây 1.5-2.0
Bánh lái sau chong chóng 1.3-1.5 1.4 25.08
Bánh lái cân bằng trên tàu 2 chong chóng 2.8
Giá đỡ trục chong chóng 3
Cánh vây 1.5-2.0
ống bao trục sau giá đỡ
3
ống bao trục
2
Các trục 2.0-2.4
Cánh vây ổn định tàu 2.8 2.8 30
Chỏm 2.7
Các ki tàu 1.4 1.4 4

Ta tính đ ợc
(1+k

2
)
eq
=2.111
L ợng tăng sức cản phần nhô do lỗ các dòng n ớc

R
APP
= v
2
d
2
C
BTO

trong đó
C
BTO
là hệ số có giá trị 0,003 ~ 0,012
C
BTO
=0.005
d là đ ờng kính lỗ
d = 0 (m)
Sức cản sóng của tàu đ ợc tính theo công thức

trong đó
[
]
)cos(

521
2
2
9,0
1
10

+
ẹ=
FrmFrm
W
gCCCR
l
r
21


37565,1
07961,1
378613,3
71
2
1
902223105
-
÷
÷
ø
ö
ç

ç
è
æ
-
÷
ø
ö
ç
è
æ
=
w
B
T
CC
a


33333,0
7
229577,0
÷
÷
ø
ö
ç
ç
è
æ
=

W
L
B
C víi 11,0<
W
L
B



W
L
B
C=
7
víi
25,011,0 <<
W
L
B



W
L
B
C 0625,05,0
7
-= víi 25,0>
W

L
B


3
89,1
2
10
C
C
-
=

M
T
BTC
A
C
8,0
1
5
-=


)31,0(
.56,0
5,1
3
BFBT
BT

hTABT
A
C
-+
=



2
1,0
2
152
10
-
-
=
Fr
P
CCm

B
L
C
W
P
03,0446,1 -=
l
víi
B
L

W
< 12

36,0446,1 -=
P
C
l
víi
B
L
W
> 12

32
16
984388,68673,1307981,8
PPP
CCCC +-= víi C
P
< 0,8

P
CC 7067,073014,1
16
-= víi C
P
> 0,8
C
15
= -1,69385 víi 512

3
<
Ñ
W
L

C
15
= 0 víi 1727
3
>
Ñ
W
L

16
3/1
1
79323,475254,1
0140407,0
C
L
B
LT
L
m
WW
W

Ñ

-=
22

36,2/)8/(69385.1
3/1
15
-ẹ+-=
W
LC với 1727512
3
<
ẹ
<
W
L

Thay số vào ta có
C
7
= 0.1659 =0.8080917
C
1
= 2.6281 C
5
= 1
C
2
= 0.3406 C
3
= 0.0612

với A
T
là diện tích phần ngâm n ớc của đuôi tuần d ơng hạm
A
T
= 0 m
2


=
=
ẹ
LBT
d
5405.2(m
3
), là thể tích ngâm n ớc của tàu
m
1
= -2.0627
C
16
= 1.2739
C
15
= -1.6939
Sức cản áp suất bổ sung do mũi quả lê đ ợc tính bằng công thức

2
5,13

3
1
10.1,0
2
i
BTi
P
B
Fr
g
FrR
B
+
D=
-
r

trong đó:

2
15,0)25,0(/ vAhTgvFr
BTBFi
+-=
)5,1/(56,0
BFBTB
hTAP -=

BT
là thể tích ngâm n ớc của mũi quả lê
Thay số vào ta có

P
B
= 1.2702

BT
= 28.676m
3

Sức cản áp suất bổ sung do ngập đuôi kiểu tuần d ơng hạm là

6
2
5,0 CAvR
TTR
r
=
trong đó C
6
= 0,2(1-0,2FrT) với Fr
T
<0,5
C
6
= 0 với Fr
T
>0,5
23


)/(2

WT
T
BCBgA
v
Fr
+
=

Hiệu chỉnh sức cản do sự hiệu chỉnh mô hình với tàu

AA
SCvR
2
2
1
r
=

Hệ số C
A
đ ợc xác định theo công thức
)04,0(.5,7/003,000205,0)100(006,0
42
4
16,0
CCCLLC
BWWA
-+-+=
-

W
F
L
T
C =
4
với
04.0<
W
F
L
T

C
4
= 0,04 với 04.0>
W
F
L
T

Thay số vào ta có
C
4
= 0.04
C
A
= 0.00052
Từ các số liệu đã tính toán, ta lập đ ợc bảng tính công suất, lực cản. Từ đó ta

tìm đ ợc lực cản của tàu tại vận tốc đã cho v = 22 hl/g:
R= 52975.32 KG
P
E
= 7993.48 cv = 5879.21 KW
Hiệu suất chong chóng sơ bộ là:

D
= 0.63
Hiệu suất đ ờng trục và hộp số:

S
= 0.97
Công suất cần thiết của động cơ có kể đến 15% công suất dự trữ:
P
S
=
D
.
S
. P
E
.115% = 13805 cv = 10154 KW
24


Đại l ợng tính
toán
Đơn
vị

Trị số tính toán
Vận tốc tàu v
S

hl/h 20 21 22 23 24
Vận tốc tàu v m/s 10.29 10.80 11.32 11.83 12.35
Số Fr 0.32 0.34 0.36 0.37 0.39
Số Re 663220126

696381132

729542138

762703145

795864151

Hệ số C
f0
0.00161 0.00160 0.00159 0.00158 0.00157
Lực cản R
f0
kG 18056.34 19784.02 21585.42 23460.16 25407.87

Lực cản ma sát
R
f

kG 17413.05 19079.18 20816.41 22624.35 24502.67

LC phần nhô
R
APP

kG 1112.53 1218.98 1329.972 1445.483 1565.49
m
2
-0.08890 -0.10895 -0.12995 -0.15155 -0.17345
LC sóng R
W
kG 16656.60 19842.06 23706.22 28944.09 36145.12

Fr
i
1.53 1.58 1.63 1.67 1.71
LC áp suất bổ
sung mũi quả
lê R
B

kG 133.87 140.61 147.02 153.09 158.84
Fr
T
- - - - -
C
6
- - - - -
LC áp suất bổ
sung đuôi
tuần

d ơng hạm
kG 0 0 0 0 0
LC hiệu chỉnh
R
A

kG 5772.10 6363.74 6984.25 7633.61 8311.83
Tổng lực cản
R
kG 41088.16 46644.58 52983.87 60800.63 70683.95

Công suất đẩy
P
E

Cv 5636.20 6718.31 7994.77 9591.26 11635.14

25

2.2.6. Nghiệm lại l ợng chiếm n ớc theo các thành phần trọng l ợng:
2.2.6.1. Trọng l ợng thân vỏ:
P
01
= p
v
. D = q
v
LHB = 1883.6(T)
với q
v

= (0,19 ữ 0,23), chọn q
v
= 0.23
2.2.6.2. Trọng l ợng hành khách và thuyền viên:
Theo Quy phạm phân cấp và đóng tàu thủy vỏ thép khối l ợng bình quân
cho mỗi hành khách trên tàu là 75 kg/ng.
P
1401
= (300 + 80). 75 = 28.5(T)
2.2.6.3. Trọng l ợng l ơng thực và dự trữ n ớc ngọt.
L ợng l ơng thực và n ớc ngọt dự trữ cho mỗi khách hàng hoặc thuyền viên
là 5 kg l ơng thực và 100 kg n ớc ngọt / ng ời / ngày . Dự trữ cho 3 ngày.
P
1402
= 5 x 3 x (300 + 80) = 5.7 (T)
P
1403
= 100 x 3 x (300 + 80) = 114(T)
2.2.6.4. Trọng l ợng máy và trang thiết bị buồng máy
p
m
= (0,06 ữ 0,15) T/cv chọn p
m
= 0.15 (T/cv)
ị P
04
= pm . N
e
= 2141.4(T)
2.2.6.5. Trọng l ợng nhiên liệu và dầu bôi trơn

P
16
= k
M
. k
nl
. ge . N
e
. t . 10
-3
=46.1 (T)
Trong đó:
k
M
=1.2 : hệ số ảnh h ởng điều kiện tự nhiên k = (1.15 ữ1.2).
ge = 0.11 á 0.14 (kg/kwh): Suất tiêu hao nhiên liệu lấy đối với kiểu
thiết bị năng l ợng là diesel. Chọn ge = 0.14 (kg/kwh).
t = 24 (h) thời gian hành trình.
k
nl
=1.09: hệ số dự trữ nhiên liệu
N
e
= 10500(KW), là công suất của một máy. Số máy là hai máy.
2.2.6.6. Trọng l ợng hệ thống tàu:
- Trọng l ợng hệ thống cứu hỏa: