Khảo sát và đánh giá ổn định mẫu tàu cá chụp bốn sào ở Nghệ An có kích thước (15-20)m

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA KỸ THUẬT GIAO THÔNG
= = =







= = =




NGÔ XUÂN NGHĨA




KHẢO SÁT VÀ ĐÁNH GIÁ ỔN ĐỊNH MẪU TÀU CÁ
CHỤP BỐN SÀO Ở NGHỆ AN CÓ KÍCH THƯỚC (15-20) M





ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT TÀU THỦY








NHA TRANG - 2013

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA KỸ THUẬT GIAO THÔNG
= = =







= = =




NGÔ XUÂN NGHĨA

KHẢO SÁT VÀ ĐÁNH GIÁ ỔN ĐỊNH MẪU TÀU CÁ
CHỤP BỐN SÀO Ở NGHỆ AN CÓ KÍCH THƯỚC (15-20) M




ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT TÀU THỦY




GVHD: KS. TRẦN ĐÌNH TỨ




NHA TRANG - 2013
i

ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên : Ngô Xuân Nghĩa ; MSSV: 51130997.
Lớp : 51TTDT-1.
Chuyên ngành : Kỹ Thuật Tàu Thủy.
Tên đồ án: “Khảo sát và đánh giá ổn định mẫu tàu cá chụp bốn sào ở tỉnh
Nghệ An có kích thước(15-20)m”.
Cán bộ hướng dẫn : Giảng Viên – KS : Trần Đình Tứ.

Chương 1. ĐẶT VẤN ĐỀ
1.1 Tổng quan về đề tài nghiên cứu.
1.2 Mục tiêu, phương pháp và nội dung đề tài.
1.3 Đặc điểm tự nhiên tỉnh Nghệ An.
1.4 Tình hình tai nạn tàu cá tỉnh Nghệ An.
Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1 Lý Thuyết cơ bản về ổn định.
2.2 Tiêu chuẩn ổn định.
2.3 Sử dụng phần mềm autoship để tính ổn định.
Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU.
3.1 Tổng quan về đội tàu.
3.2 Xử lý đường hình đã chọn bằng autoship.
3.3 Tính ổn định tàu bằng module autohydro.
3.4 Đánh giá khả năng chịu đựng sóng gió của mẫu tàu khảo sát trong thực tế.
3.5 Các trường hợp nguy hiểm thực tế khi tàu chụp 4 sào khai thác ở ngư trường gặp gió.
Chương 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
4.1 Kết quả.
4.2 Đề xuất.
KẾ HOẠCH VÀ THỜI GIAN THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

Thời gian thực hiện từ ngày 25/02/2013 đến 08/06/2013.
1. Tìm hiểu đề tài, hướng nghiên cứu, nội dung nghiên cứu, thu thập tài liệu
ii

liên quan:
Từ: 5/03/2013 Đến: 20/03/2013
2. Kế hoạch thực hiện:
Chương 1: ĐẶT VẤN ĐỀ.
Từ: 21/03/2013 Đến:31 /03/2013
Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT.

Từ: 01/04/2013 Đến 10/04/2013
Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU.
Từ: Đến 11/04/2013 Đến: 30/05/2013
Chương 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.
Từ: 31/05/20013 Đến: 05/06/2013
Hoàn thành bản thảo: Trước ngày 08/06/2013
Nha Trang, ngày 10 tháng 03 năm 2013
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN. SINH VIÊN THỰC HIỆN



KS:Trần Đình Tứ Ngô Xuân Ngh
ĩa







iii

MỤC LỤC

DANH MỤC BẢNG vi
DANH MỤC HÌNH vii
LỜI CẢM ƠN ix
LỜI NÓI ĐẦU 1
CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ 2
1.1TỔNG QUAN VỀ ĐỂ TÀI NGHIÊN CỨU 2

1.2 MỤC TIÊU, PHƯƠNG PHÁP VÀ NỘI DUNG ĐỀ TÀI : 2
1.2.1 Mục tiêu của đề tài : 2
1.2.2 Giới hạn nội dung đề tài : 3
1.2.3 Phương pháp nghiên cứu : 3
1.3 ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN TỈNH NGHỆ AN : 3
1.3.1 Đặc điểm ngư trường : 3
1.3.2 Đặc điểm về khí tượng hải dương : 4
1.4 TÌNH HÌNH TAI NẠN TÀU CÁ TỈNH NGHỆ AN. 4
CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 6
2.1. LÝ THUYẾT CƠ BẢN VỂ ỔN ĐỊNH : 6
2.2 TIÊU CHUẨN ÔN ĐỊNH : 7
2.2.1. Tiêu chuẩn thời tiết (tính hệ số k): 7
2.2.2 Tiêu chuẩn vật lý 10
2.2.3 Tiêu chuẩn thống kê 11
2.3. SỬ DỤNG PHẦN MỀM AUTOSHIP ĐỂ TÍNH ỔN ĐỊNH : 11
2.3.1 Giới thiệu phần mềm Autoship. 11
2.3.2 Các tính năng của Autoship. 12
2.3.2.1 Module Autoship 12
2.3.2.2 Module Autohydro 12
CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 14
3.1

TỔNG QUAN VỀ ĐỘI TÀU: 14
iv

3.1.1 Đặc điểm chung của đội tàu cá chụp bốn sào tỉnh Nghệ An. 14
3.1.2 Đặc điểm ngư cụ và quy trình khai thác của nghề chụp bốn sào 15
3.1.2.1. Chài quăng. 15
3.1.2.2. Lưới chụp mực 16
3.1.3 Lựa chọn mẫu tàu điển hình : 19

3.1.4. Đánh giá tình trạng trang bị máy móc, thiết bị và các hệ thống trên tàu
đã khảo sát: 24
3.1.4.1. Thiết bị neo. 24
3.1.4.2. Phương tiện cứu sinh 25
3.1.4.3. Hệ động lực trên tàu 27
3.1.4.4. Thiết bị chằng buộc 27
3.1.4.5.Thiết bị lái. 28
3.1.4.6 Trang bị điện tàu. 29
3.1.4.7.Trang bị phòng chống cháy 29
3.1.4.8.Trang bị hút khô - cứu đắm 29
3.1.4.9.Phương tiện tín hiệu. 29
3.1.4.10.Trang bị hàng hải. 30
3.2. XỬ LÝ ĐƯỜNG HÌNH ĐÃ CHỌN BẰNG AUTOSHIP 31
3.2.1 Trình tự xây dựng đường hình trong autoship. 31
3.2.2 Kết quả xây dựng đường hình tàu : 36
3.3 TÍNH ỔN ĐỊNH TÀU BẰNG MODULE AUTOHYDRO 40
3.3.1 Chuyển file từ autoship sang autohydro: 40
3.3.2 Tính trọng lượng và trọng tâm tàu không. 41
3.3.3. Kiểm tra ổn định theo tiêu chuẩn thống kê (IMO) 41
3.3.4 Tính ổn định khi chưa có gió tác động bằng module autohydro 42
3.4. ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG CHỊU ĐỰNG SÓNG GIÓ CỦA MẪU TÀU
KHẢO SÁT TRONG THỰC TẾ 48
3.4.1 ĐẶT VẤN ĐỀ: 48
3.4.2 Kết quả tính toán ổn định 48
v

3.4.4 Kiểm tra ổn định theo tiêu chuẩn thời tiết 58
3.4.4.1 Trình tự việc tính toán: 59
3.4.4.2 Xác định momen gây nghiêng M

ng
: 59
3.4.4.3 Xác định momen lật giới hạn M

gh
60
3.4.4.4 Xác định khả năng chịu đựng sóng gió của tàu khảo sát 62
3.4.5 Kết luận về khả năng chịu sóng gió thực tế của tập hợp tàu khảo sát. 67
3.5. CÁC TRƯỜNG HỢP NGUY HIỂM THỰC TẾ KHI TÀU CHỤP 4 SÀO
KHAI THÁC Ở NGƯ TRƯỜNG GẶP GIÓ 68
3.5.1 Khi ra 2 tăng gông cùng 1 mạn. 68
3.5.2 Khi ra 2 tăng gông lái trước. 77
3.5.3 Khi ra cả 4 tăng gông : 83
3.5.3 Khi cẩu cá lên boong 92
CHƯƠNG 4 THẢO LUẬN KẾT QUẢ 101
4.1 KẾT QUẢ : 101
4.2 ĐỀ XUẤT : 102
TÀI LIỆU THAM KHẢO 104
PHỤ LỤC 105

vi

DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1 : Áp suất gió P
v
(Pa) 8
Bảng 3.1: Thiết bị neo theo yêu cầu của qui phạm 25
Bảng 3.2 : Tình hình trang bị thiết bị neo trên đội tàu khảo sát 25
Bảng 3.3 : Định mức trang bị phương tiện cứu sinh 26
Bảng 3.4 : Trang bị cứu sinh trên đội tàu khảo sát 26
Bảng 3.5: Thông số máy chính được bố trí trên tàu 27
Bảng 3.6 : số lượng và chiều dài cáp theo qui phạm 28
Bảng 3.7 : Số lượng và chiều dài cáp của đội tàu chụp bốn sào 28
Bảng 3.8 : Định mức trang bị phương tiện tín hiệu (cái) 30
Bảng 3.9: Định mức trang bị hàng hải 30
Bảng 3.10: Mức trang bị hàng hải trên các tàu phân tích 31
Bảng 3.11: Bảng tọa độ tàu NA-90887-TS xuất từ autoship. 38
Bảng 3.12: Bảng tọa độ tàu NA-90243-TS xuất từ autoship. 39
Bảng 3.13: Trọng lượng và trọng tâm tàu không 41
Bảng 3.14 :BẢNG CẤP GIÓ VÀ SÓNG (Việt Nam) 49
Bảng 3.15. Diện tích hứng gió và tay đòn hứng gió 59
Bảng 3.16. Áp suất gió P (Pa) 60
Bảng 3.17– Bảng hệ số k 62
Bảng 3.18. Cột gió Beaufort và miêu tả 63
Bảng 3.19. Kiểm nghiệm tiêu chuẩn thời tiết trong trường hợp 2 64
Bảng 3.19. (Tiếp theo) 64
Bảng 3.20: Kết quả áp lực gió tại các trường hợp tải trọng 1, 3, 4 67

vii

DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1: Tính chất ổn định của tàu 6
Hình 2.2: Hướng dẫn kiểm tra ổn định theo tiêu chuẩn thời tiết 8
Hình 2.3 : Xác định mômen lật có xét đến góc vào nước 9
Hình 2.4 : Tình huống tải trọng nguy hiểm nhất 10
Hình 3.1: Chài 16
Hình 3.2 : Quy trình thả lưới chụp 4 tăng gông 18
Hình 3.3: Sơ đồ thu giềng rút lưới chụp mực bốn tăng gông 18
Hình 3.4. Dựng đường sườn tàu dưới dạng 3D trong autocad. 31
Hình 3.5: Lưu bản vẽ dưới đuôi dxf. 32
Hình 3.6. Mô hình tàu trong autoship. 33
Hình 3.7: Hộp hội thoại Create Surface trong Autoship 34
Hình 3.8: Chỉnh trơn bề mặt thân tàu 35
Hình 3.9 Tàu NA-90887-TS hoàn thành trong autoship 36
Hình 3.10 Tàu NA-90243-TS hoàn thành trong autoship 37
Hình 3.11: Chuyển autoship xang autohydro 40
Hình 3.12: hoàn thành trong modelmaker 40
Hình 3.13: Mô phỏng ổn định tàu NA-90887-TS theo trường hợp tải trọng 2 44
Hình3.14: Mô phỏng ổn định tàu NA-90243-TS theo trường hợp tải trọng 2 46
Hình3.15: Mô phỏng tàu NA-90887 khi gặp gió cấp 7 50
Hình 3.16: Mô phỏng tàu NA-90887 khi gặp gió cấp 7 52
Hình3.17: Mô phỏng tàu NA-90362 khi gặp gió cấp 6 54
Hình 3.18: Mô phỏng tàu NA-90243 khi gặp gió cấp 7 56
Hình 3.19: Xác định momen lật trên đồ thị ổn định động 60
Hình 3.20: Ảnh hưởng của góc vào nước đối với cánh tay đòn ổn định động. 61
Hình 3.21: Minh họa cho TH nguy hiểm khi tàu hoạt động ra 2 tăng gông cùng 1 mạn 69
Hình 3.22: Mô phỏng tàu NA-90887 đang đánh bắt gặp gió cấp 5 70
Hình 3.23: Mô phỏng tàu NA-90887 đang đánh bắt gặp gió cấp 6 72

viii

Hình 3.24: Mô phỏng tàu NA-90243-TS đang đánh bắt gặp gió cấp 5 74
Hình 3.25: Mô phỏng tàu NA-90243-TS đang đánh bắt gặp gió cấp 6 76
Hình 3.26: Mô phỏng quá trình hoạt động của tàu NA-90243-TS gặp cấp gió 6 78
Hình 3.27: Mô phỏng quá trình hoạt động của tàu NA-90887 gặp cấp gió 7 79
Hình 3.28: Mô phỏng quá trình hoạt động của tàu NA-90243 gặp cấp gió 6 81
Hình 3.29: Mô phỏng quá trình hoạt động của tàu NA-90243 gặp cấp gió 7 82
Hình 3.30: Mô phỏng tàu NA-90887 đang đánh bắt ở gió cấp 6 84
Hình 3.31: Mô phỏng tàu NA-90887 đang đánh bắt ở gió cấp 7 86
Hình 3.32: Mô phỏng tàu NA-90243 đang đánh bắt ở gió cấp 6 88
Hình 3.33: Mô phỏng tàu NA-90243 đang đánh bắt ở gió cấp 7 90
Hình 3.34: Mô phỏng tàu NA-90887 đang cẩu cá lên boong ở gió cấp 4 92
Hình 3.35: Mô phỏng tàu NA-90887 đang cẩu cá lên boong ở gió cấp 5 94
Hình 3.36: Mô phỏng tàu NA-90243 đang cẩu cá lên boong ở gió cấp 4 96
Hình 3.37: Mô phỏng tàu NA-90243 đang cẩu cá lên boong ở gió cấp 5 98

ix

LỜI CẢM ƠN
Đề tài “
Khảo sát và đánh giá ổn định mẫu tàu cá chụp bốn sào ở tỉnh
Nghệ An có kích thước(15-20)m
” là một đề tài vô cùng ý nghĩa và thực tế. Ngư
dân có thể áp dụng vào thực tiễn để giảm thiểu tai nạn rủi ro do mất ổn định gây ra.
Nhìn nhận trên quan điểm đó, em – sinh viên thực hiện Đề tài Tốt nghiệp Đại học
nhưng đã làm việc nghiêm túc nhất với tư cách là những nhà thiết kế tàu, luôn coi
trọng kết quả, sự tự giác và ý thức cao để hoàn thành tốt nhiệm vụ đặt ra.
Bên cạnh sự nỗ lực khảo sát, phân tích, nghiên cứu, tính toán và thiết kế của
bản thân, em xin kính gửi lời cảm ơn chân thành đến Giáo Viên Hướng Dẫn
KS.Trần Đình Tứ đã hướng dẫn tận tình, cung cấp cho em những những kiến thức
sát với nội dung Đề tài nhất. Em cũng xin kính gửi lời cảm ơn đến các Thầy trong
khoa Kỹ Thuật Giao Thông, Trường Đại học Nha Trang đã truyền đạt cho em
những kiến thức chuyên ngành sâu sắc nhất và những kỹ năng bổ ích để em giờ đây
có thể tự hào mình là một kỹ sư Đóng tàu thời đại mới.
Bên cạnh đó, em xin gởi lời cảm ơn chân thành đến cơ quan Chi cục Bảo vệ
nguồn lợi và khai thác thủy sản tỉnh Nghệ An đã tạo điều kiện thuận lợi cho công
việc khảo sát thực tế của em. Cảm ơn các cơ sở đóng và sửa chữa tàu Ông Ngò,
Việt Xinh và các ngư dân chủ tàu ở huyện Quỳnh Lưu, tỉnh Nghệ đã nhiệt tình giúp
đỡ em trong đợt khảo sát này.
Em xin chân thành cảm ơn!
Sinh viên thực hiện:
Ngô Xuân Nghĩa


1

LỜI NÓI ĐẦU
Việt Nam là đất nước có biển rộng sông dài, nguồn tài nguyên biển phong
phú. Chính vì thế nghề đánh bắt cá của ngư dân cũng phát triển và nhân dân ta đã
có truyền thống lâu đời trong việc chế tạo và sử dụng tàu thuyền. Một đất nước có
đường bờ biển dài 3260 km bờ biển trải dài từ Móng Cái, Quảng Ninh đến Hà
Tiên, Kiên Giang , có nhu cầu lớn về giao thông đường biển, khai thác thủy sản,
bảo vệ đất nước, nhưng công nghệ đóng tàu của nước ta còn ở giai đoạn sơ khởi, cơ
sở vật chất còn thiếu thốn chưa được phát huy.
Ở nước ta hiện nay, việc đóng mới các tàu đánh cá chủ yếu dựa vào phương
pháp truyền thống, phụ thuộc vào kinh nghiệm và ý thích người dân chưa đảm bảo
tốt các tính năng hàng hải, khả năng chịu đựng sóng gió của tàu. Đó chính là
nguyên nhân gây lật tàu, nguy hiểm đến tính mạng người dân. Bởi nguyên nhân
trên tôi thực hiện đề tài : “
Khảo sát và đánh giá ổn định mẫu tàu cá chụp bốn
sào ở tỉnh Nghệ An có kích thước(15-20)m
” nhằm xác định mức ổn định thực tế
và mức sóng gió thực tế mà tàu cá chụp bốn sào Nghệ An có thể chịu đựng được,
từ đấy chúng ta có thể tránh những tai nạn lật tàu nguy hiểm do tàu phải hoạt động
trong điều kiện sóng gió không cho phép.
Đề tài gồm những nội dung sau:
Chương 1 : Đặt vấn đề
Chương 2 : Một số vấn đề về lý thuyết ổn định
Chương 3 : Kết quả nghiên cứu
Chương 4 : Thảo luận kết quả
Với sự nổ lực của bản thân và sự giúp đỡ của thầy, tôi đã hoàn thành xong
đề tài. Vì trình độ chuyên môn còn nhiều hạn chế nên việc thực hiện đề tài này
không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong sự góp ý của các thầy và các bạn.
Nha Trang, ngày 22 tháng 5 năm 2012
Sinh viên thực hiện:

Ngô Xuân Nghĩa.
2

CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ
1.1 TỔNG QUAN VỀ ĐỂ TÀI NGHIÊN CỨU
Với bờ biển dài trải dài trên 3200 km suốt từ Bắc vào Nam, trên một triệu
Km
2
vùng kinh tế đặc quyền và một tiềm năng thuỷ, hải sản phong phú là một điều
kiện tự nhiên vô cùng thuận lợi để phát triển kinh tế đất nước. Tận dụng lợi thế đó,
những năm gần đây Đảng và Nhà nước ta đã quan tâm, chú trọng phát triển ngành
khai thác thủy, hải sản và đặc biệt là việc phát triển các đội tàu đánh bắt xa bờ nhằm
mục đích phát triển nền kinh tế quốc dân cũng như củng cố an ninh quốc phòng.
Sự phát triển đội tàu cá trong những năm gần đây là một tín hiệu đáng mừng,
nhưng sự phát triển này mang tính tự phát lại đem lại nhiều trăn trở cho các cơ quan
quản lý. Các đội tàu cá của Việt Nam nói chung và của tỉnh Nghệ An nói riêng đều
được đóng dựa vào kinh nghiệm của ngư dân là chính mà không có hồ sơ thiết kế
kỹ thuật, hơn nữa việc lập hồ sơ hoàn công lại mang nhiều tính thủ tục. Ước vọng
làm giàu nhờ vào biển cả nhưng với những thiếu sót trong quá trình đóng mới, sửa
chữa tàu cũng như quá trình đánh giá của các cơ quan đăng kiểm không đi sát với
thực tế đã dẫn những hậu quả khôn lường gây thiệt hại cả về người và của cho bà
con ngư dân.
Việc khảo sát và đánh giá mức độ ổn định thực tế cho tàu cá nói chung và
nghề chụp bốn sào của tỉnh Nghệ An nói riêng là điều cần thiết nên làm mà đề tài
đang hướng tới, đây cũng chính là cái nhìn về sự ổn định thực tế của tàu cá Nghệ
An, từ đó đưa ra những khuyến cáo đối với bà con ngư dân, cũng như các cơ quan
chức năng có biện pháp để hoàn thiện hơn về tính năng của con tàu, nhằm mục tiêu
đảm bảo an toàn cho ngư dân đi biển, tránh những tai nạn đáng tiếc xảy ra.
1.2 MỤC TIÊU, PHƯƠNG PHÁP VÀ NỘI DUNG ĐỀ TÀI :
1.2.1 Mục tiêu của đề tài :

Khảo sát đường hình các tàu cá chụp bốn sào điển hình tỉnh Nghệ An đã
được đo đạc thực tế. Đánh giá mức độ ổn định thực tế và khả năng chịu đựng sóng
3

gió của tập hợp tàu đã chọn, dựa trên các kết quả tính toán đưa ra lời khuyên với
ngư dân để hạn chế các tai nạn không đáng có.
1.2.2 Giới hạn nội dung đề tài :
Do thời gian thực hiện đề tài có hạn, khối lượng công việc tương đối lớn nên
trong đề tài này, tôi sẽ tiến hành thu thập một số đường hình tàu cá chụp bốn sào
tỉnh Nghệ An có kích thước từ (15-20)m. Đồng thời thực hiện tính toán ổn định và
kiểm tra khả năng chịu đựng sóng gió thức tế của các đường hình tàu đã chọn.
1.2.3 Phương pháp nghiên cứu :
Với mục tiêu đặt ra, phương pháp nghiên cứu là từ đường hình đã có tiến
hành xây dựng mẫu tàu trên autoship và thực hiện tính toán để đánh giá mức độ ổn
định thực tế của các mẫu tàu khảo sát bằng phần mềm autohydro. Với các đặt vấn
đề như trên, đề tài bao gồm nhưng nội dung chính sau đây:
1. Khảo sát các mẫu tàu cá chụp bốn sào điển hình của tỉnh Nghệ An.
2. Đánh giá mức độ an toàn thực tế và khả năng chịu đựng sóng gió của tập
hợp tàu đã chọn.
3. Phân tích và đưa ra các kiến nghị với tập hợp tàu đã chọn.
Trên cơ sở đó, cấu trúc đề tài được phân thành các chương cụ thể như sau:
Chương 1: Đặt vấn đề.
Chương 2 :Cơ sở lý thuyết.
Chương 3: Kết quả nghiên cứu.
Chương 4: Thảo luận kết quả.
1.3 ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN TỈNH NGHỆ AN :
1.3.1 Đặc điểm ngư trường :
Nghệ An là một tỉnh ven biển nằm ở vùng Bắc Trung bộ nước Việt Nam, có
tọa độ địa lý từ vĩ độ: 18°33′ đến 19°25′ vĩ bắc. Kinh độ: 102°53′ đến 105°46′ kinh
độ Đông. Phía Bắc giáp tỉnh Thanh Hoá, Nam giáp tỉnh Hà Tĩnh, Tây giáp nước

bạn Lào, Đông giáp với biển Đông với 06 cửa lạch nối dài từ Quỳnh Lưu-Diễn
Châu-Nghi Lộc và Cửa Lò. Vùng biển Nghệ An có chiều dài bờ biển trên 82 km và
vùng hải phận rộng khoảng 4.230 hải lý vuông, từ độ sâu 40m trở vào nói chung
4

đáy biển tương đối bằng phẳng, từ độ sâu 40m trở ra có nhiều đá ngầm, cồn cát. Tài
nguyên biển Nghệ An được đánh giá là khá phong phú.Trữ lượng cá biển trên
80.000 tấn, trong đó cá xa bờ khoảng 50.000 tấn chiếm gần 62,0%, cho phép khai
thác từ 30.000-35.000 tấn, có nhiều loại cá có giá trị kinh tế cao như: cá chim; cá
thu; cá hồng, nục
Mặt khác, Nghệ An nằm trong khu vực Vịnh Bắc Bộ, nơi có nghề cá phát
triển lâu đời với nhiều ngư trường trọng điểm như Bạch Long Vỹ, Cô tô, Hòn Mê,
Hòn Mát Tổng trữ lượng hải sản khu vực Vịnh Bắc Bộ (phần biển Việt Nam)
khoảng 543.269 tấn, khả năng khai thác khoảng 256.308 tấn.
Vị trí địa lý này tạo cho nghệ An có điều kiện thuận lợi trong việc giao lưu
kinh tế - xã hội, xây dựng phát triển kinh tế biển, kinh tế đối ngoại và mở rộng hợp
tác quốc tế.
1.3.2 Đặc điểm về khí tượng hải dương :
Tại vùng biển Nghệ An thể hiện rõ tính chất gió mùa. Gió mùa Tây Nam thể
hiện rõ từ tháng 4-8, gió mùa Đông Bắc kéo dài từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau,
gió Đông bắc có tốc độ trung bình 10-11 m/s, gió Tây Nam vùng ven bờ có hướng
song song mép bờ tốc độ 7-8 m/s.
Vùng biển Nghệ An chịu nhiều ảnh hưởng của mưa bão từ tháng 5 -8, bão có
cấp từ 8-12, áp tháp có câp gió từ 6-7, trung bình 5 năm mới có một trận bão, lượng
mưa trung bình hàng năm là 970 mm/năm.
Vùng biển Nghệ An chịu ảnh hưởng của mưa bão, bão thường tập trung đổ bộ
vào hoặc ảnh hưởng trực tiếp đến Nghệ An qua các tháng sau: tháng 6,7 là 13%,
tháng 8 là 18%, tháng 9 là 43% và tháng 10 là 20%. Những năm gần đây diễn biến
thời tiết, khí hậu phức tạp, riêng bão ít ảnh hưởng đến tỉnh nhà.
1.4 TÌNH HÌNH TAI NẠN TÀU CÁ TỈNH NGHỆ AN.

Theo số liệu thống kê cho thấy tình hình tai nạn tàu ở Việt Nam là rất nghiêm
trọng, Việt Nam luôn là một trong các nước có số lượng tai nạn tàu lớn nhất thế giới,
trong đó tình hình tai nạn tàu cá chiếm gần 80% tổng số tai nạn tàu. Đối với tỉnh Nghệ An
số tàu hầu như hoạt động ở nghề khai thác hải sản, con số tai nạn tàu là đáng báo động.
5

Con số tàu tai nạn được thống kê ở bảng sau:
Loại tai nạn 2007 2008 2009 2010 2011 2012 Tổng số
Đâm va 0 0 0 01 0 01
02
Mắc cạn 03 02 02 02 05 02
16
Chìm tàu 05 07 14 12 10 04
52
Hỏng máy và vỏ 01 0 0 01 01 0
03
Cháy, nổ 0 0 0 03 01 01
05
Tai nạn khác (lao động) 0 0 0 0 01 01
02
Tổng số 09 09 16 19 18 09 80

Bị thương 0 0 0 0 2 05
07
Mất tích 0 0 01 05 02 0
08
Chết 08 07 04 03 06 8
36

Tính tới thời điểm này năm 2013 có thêm 4 vụ tai nạn nữa.

(Trích số liệu từ chi cục khai thác và bảo vệ nguồn lợi thủy sản tỉnh Nghệ An).
 Các nguyên nhân gây tai nạn có thể chỉ ra :
- Tác động của sóng, gió, bão, tố lốc và các điều kiện thời tiết xấu làm mất
ổn định tàu, gây ra tai nạn.
- Do hỏa hoạn, chập điện, cháy nổ trên tàu.
- Do sự trục trặc của trang thiết bị trên tàu trong quá trình vận hành và sử dụng.
- Do sự mất chính xác trong quá trình đóng mới hoặc sửa chữa tàu.
- Do thiếu các trang thiết bị cần thiết, sự thiếu hiểu biết của ngư dân trong
việc về đảm bảo an toàn khi đi biển.






6

CHƯƠNG 2
CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Với mục tiêu được đặt ra trong chương 1, trong chương 2 sẽ trình bày một
cách tổng quát nhất về một số vấn đề lý thuyết về ổn định, các tiêu chuẩn ổn định và
giới thiệu về phần mềm autoship sẽ được sử dụng trong đồ án này.
2.1. LÝ THUYẾT CƠ BẢN VỂ ỔN ĐỊNH :
Ổn định là khả năng tàu có thể quay trở về vị trí cân bằng ban đầu sau khi
ngoại lực gây nghiêng ngừng tác dụng.
Lý thuyết ổn định tàu thủy nghiên cứu ngoại lực dưới dạng mômen nghiêng
làm nghiêng tàu trên nước. Dưới tác dụng của mômen này tàu có thể bị nghiêng dọc
hoặc nghiêng ngang hoặc đồng thời cả nghiêng dọc và nghiêng ngang. Tuy nhiên ở
đây ta thường chỉ quan tâm đến mômen làm tàu nghiêng ngang, vì tàu thường chỉ bị

mất ổn định khi chịu tác dụng của mômen này.
Nhìn vào hình vẽ chúng ta có thể hiểu được bản chất của ổn định. Khi tàu
chịu tác dụng của mômen ngoại lực tàu sẽ bị đẩy nghiêng ra khỏi vị trí cân bằng
một góc(θ >0) rõ ràng tâm nổi của tàu sẽ dịch chuyển về phía có thể tích nước tăng,
trong khi trọng tâm của tàu vẫn không thay đổi. Kết quả lực nổi γV sẽ tạo với lực P
tác dụng cùng phương ngược chiều với nó một mômen ngẫu lực có xu hướng chống
lại mômen nghiêng thôi tác dụng ngẫu lực sẽ đưa tàu về vị trí cân bằng.

Hình 2.1: Tính chất ổn định của tàu
7

Độ lớn của mômen ngoại lực hay mức độ ổn định của tàu lớn hay nhỏ phụ
thuộc hoàn toàn vào cánh tay đòn hồi phục (l
hp
) chính là khoảng cách giữa trọng
lượng P và lực đẩy thủy tĩnh γV vì vậy khi so sánh hay đánh giá tính ổn định người
ta dựa vào tiêu chuẩn này.
Bài toán đảm bảo an toàn chống lật tàu luôn tìm cách giải quyết hai câu hỏi
đó là tàu sẽ nghiêng như thế nào và giới hạn lớn nhất tàu có thể chịu đựng trước khi
tai nạn xảy đến. Tuy nhiên cho đến nay bài toán ổn định vẫn chưa được giải quyết
thỏa đáng khi lý thuyết ổn định đang chấp nhận sai số.
2.2 TIÊU CHUẨN ÔN ĐỊNH :
Để xác định khả năng ổn định của tàu hiện nay các tiêu chuẩn ổn định được
xem là những giải pháp duy nhất trong công tác quản lý an toàn tàu thuyền và hiệu
quả của nó mang lại vẫn chưa thỏa đáng. Mặc dù vẫn có những tiêu chuẩn được xây
dựng dựa trên những lý luận khoa học và thực tiễn rất thuyết phục tuy nhiên cho
đến nay vẫn chưa có một tiêu chuẩn chính thức nào làm thước đo chính xác mức độ
ổn định bởi lẽ các tiêu chuẩn được xây dựng từ những tình huống quá hiện hữu
trong khi đó tàu phải làm việc trong những điều kiện vô cùng phức tạp hơn thế nữa
hiện nay vẫn chưa có sự thống nhất giữa các tiêu chuẩn với nhau. Xét riêng ở nước

ta vẫn chưa có một tiêu chuẩn ổn định hoàn thiện nào của riêng mình mà vẫn sử
dụng tiêu chuẩn nước ngoài và rõ ràng sẽ không phù hợp với điều kiện làm việc đặc
thù của đội tàu nghề cá nước ta.
Tùy theo cách đặt vấn đề mà hình thành nên các hệ tiêu chuẩn khác nhau. Hiện nay
đang tồn tại hai tiêu chuẩn có giá trị là tiêu chuẩn vật lý và tiêu chuẩn thống kê.
2.2.1. Tiêu chuẩn thời tiết (tính hệ số k):
Tiêu chuẩn này dùng để kiểm tra ổn định tàu trên cơ sở so sánh trực tiếp giá
trị mômen nghiêng M
ng
tác dụng lên tàu trong điều kiện khai thác cụ thể và giá trị
mômen giới hạn M
gh
là mômen lớn nhất tàu chịu được mà không bị lật dưới dạng
công thức sau :
K =
ng
gh
M
M
≥
≥≥
≥ 1
8

Trong đó :
M
ng
- mômen nghiêng do áp lực gió gây ra, được xem như không đổi trong
suốt quá trình tàu nghiêng và được xác định theo công thức
M

ng
= 0,001P
v
A
v
Z

(tấn.m)

A
v
- diện tích phần chịu gió của tàu (m
2
)
Z - khoảng cách từ tâm chịu gió đến mặt đường nước đang xét (m)
P
v
- áp suất gió tính toán (Pa) , chọn theo hướng dẫn của Quy phạm, phụ
thuộc cấp gió, loại tàu, vùng hoạt động (bảng 1.2)
Bảng 2.1 : Áp suất gió P
v
(Pa)
Z(m)
0,5


1,0


1,5

2,0


2,5


3,0


3,5


4,0


4,5


5,0


5,5


6,0


6,5

≥7,0

Không hạn
chế
- 706

785

863

922

971

1010

1049

1079

1108

1138

1167

1196

1216

Hạn chế I 0,567 lần áp suất của vùng biển không hạn chế
Hạn chế II 0,275 lần áp suất của vùng biển không hạn chế

M
gh
- mômen giới hạn hay là mômen lật, xác định ở những tình huống điển
hình, trong các chế độ tải trọng nguy hiểm nhất.
Cách xác định mômen giới hạn được trình bày trên hình dưới.










Hình 2.2: Hướng dẫn kiểm tra ổn định theo tiêu chuẩn thời tiết
ù
M(
θ
θθ
θ
)

l
d

(θ
θθ
θ)
M
gh
(
θ
θ
θ
θ
)

θ
θθ
θ
(đ
ộ)

9

Khi tàu được làm kín nứớc hoàn toàn và có thể nghiêng liên tục cho đến khi
tàu bị lật, mômen giới hạn trong trường hợp này mang ý nghĩa và đóng vai trò của
mômen làm lật tàu. Ngược lại nếu trong phạm vi chiều cao mạn khô hoặc trên
boong có các lỗ khoét hay cửa hở, thì khi tàu nghiêng đến góc tương ứng với các vị
trí này, nước sẽ xâm nhập vào bên trong tàu sớm hơn trước khi bị lật, hiện tượng
được coi là nguyên nhân khởi đầu dẫn đến tai nạn lật tàu. Khi đó mômen giới hạn là
mômen đủ để làm nghiêng tàu đến góc vào nước θ
f
(hình 2.3).

Hình 2.3 : Xác định mômen lật có xét đến góc vào nước
Tình huống điển hình theo tiêu chuẩn ổn định Liên xô cũ là trường hợp nguy
hiểm nhất khi tàu đang cộng hưởng dao động lắc ngang trên sóng điều hoà, chịu tác
dụng của gió dật đột ngột vuông góc mạn, khi tàu đang nghiêng ở biên độ lắc ngang
về phía chịu gió (hình 2.4).
F
M(
θ
θθ
θ
)

l
d
(θ
θθ
θ)
M

gh
(
θ
θ
θ
θ
)

θ
θθ
θ (độ)

1
θ
10









Hình 2.4 : Tình huống tải trọng nguy hiểm nhất
2.2.2 Tiêu chuẩn vật lý.
Tiêu chuẩn được xác lập từ việc giải bài toán lật tàu trên nguyên tắc vật lý và
toán học bằng cách mô hình hóa tải trọng tác dụng lên tàu sau đó thiết lập các
phương trình vật lý, toán với các đại lượng có ý nghĩa quyết định tàu có bị lật hay
không và dựa vào đó để xác định mức độ an toàn của tàu. Về mặt lý luận tiêu chuẩn

vật lý được xem là khoa học, sáng tạo và nó là điều kiện thuận lợi cho những sáng
kiến mới tuy nhiên việc thực hiện rất khó và phức tạp buộc phỉa sử dụng ngững giải
pháp gần đúng.
Một trong những tiêu chuẩn được xây dựng trên cơ sở lý thuyết là tiêu chuẩn
thời tiết của Nga được định nghĩa như sau:
Tàu được xem là ổn định nếu
0.1≥=
ng
c
M
M
k

- M
c
: là mômen giới hạn lật tàu, là mômen nghiêng lớn nhất mà tàu có thể
chịu được để không bị lật tại tải trọng đang xét
- M
ng
: là mômen của gió tác dụng lên tàu làm nghiêng tàu tại tải trọng đang xét.
Trong đó: M
ng
= 0,001.P.A
k
.Z
P: là áp suất của gió xác định theo cấp gió cho trước
A
k
: Diện tích mặt hứng gió của tàu
Z: Tay đòn hứng gió

11

2.2.3 Tiêu chuẩn thống kê.
Tiêu chuẩn được xây dựng trên cơ sở thống kê những vụ tai nạn đắm tàu do
thiếu ổn định và tìm ra những đại lượng đặc trưng quyết định khả năng ổn định hoặc
ngược lại sau đó xác định giới hạn của các đại lượng này và thành lập tiêu chuẩn.
Tiêu chuẩn thống kê tỏ ra khá đơn giản, dễ sử dụng và phù hợp với thực tế. Điểm
hạn chế của tiêu chuẩn này khá bảo thủ làm hạn chế sáng tạo và tồn tại nhiều mâu thuẫn.
Hiện nay Việt Nam đang sử dụng hệ tiêu chuẩn do tổ chức IMO đề xuất năm
1974 và thực tế cho thấy khá phù hợp với những mãu tàu cá Việt Nam.
Tiêu chuẩn này gồm một hệ với 6 điều kiện sau:
+
mh 35.0
0
≥

+
ml 20.0
30
≥
θ

+
00
3025 ÷≥
m
θ

+
)(055.0

30
ml
d
≥

+
)(090.0
40
ml
d
≥

+
)(030.0
30
40
mll
dd
≥−

2.3. SỬ DỤNG PHẦN MỀM AUTOSHIP ĐỂ TÍNH ỔN ĐỊNH :
Trong nghiên cứu khoa học hiện nay việc ứng dụng các phần mềm là phổ
biến vì nó có những lợi thế nhanh và tính chính xác cao, giảm khối lượng tính toán.
Như đã nói trên là chúng tôi sẽ sử dụng phần mềm Autoship để xây dựng đường
hình tàu thiết kế. Trong hệ thống phần mềm của Autoship có module AutoHydro để
phân tích, tính toán và xây dựng tính ổn định của tàu thiết kế.
2.3.1 Giới thiệu phần mềm Autoship.
Autoship là hệ thống phần mềm thiết kế và triển khai công nghệ đóng tàu
thủy do công ty Autoship Systems Coporation (ASC) của Mỹ xây dựng và phát
triển từ năm 1980 và hiện đang được dùng phổ biến ở rất nhiều nước trên thế giới,

trong đó có cả Việt Nam. Autoship là một chương trình thiết kế tàu thủy rất mạnh
về xử lý đồ họa dưới dạng 2D và 3D. Autoship là tên gọi chung nhưng thực tế chỉ là
module thiết kế tuyến hình trong hệ thống gồm các môđun sau:
12

+Module Autoship
+Module Autohydro
+Module Autopower
+Module Autostructure
+Module Autonest
+Module Autoplate
Sau đây sẽ giới thiệu 2 chức năng sẽ được dùng trong đề tài là Autoship và
Autohydro.
2.3.2 Các tính năng của Autoship.
2.3.2.1 Module Autoship.
Autoship là module cơ sở để tạo và chuyển dữ liệu đến các module khác
trong hệ thống, có nhiệm vụ thiết kế đường hình, kiến trúc thượng tầng và mô
phỏng 3D hình dáng con tàu. Ngoài ra module Autoship còn có nhiều chức năng
khác hỗ trợ công việc thiết kế tàu như sau:
- Khả năng tạo, hiệu chỉnh, nối các đường và mặt cong dễ dàng, linh hoạt,
chính xác.
- Quan sát dễ dàng và linh động các hình chiếu, kể cả hình mô phỏng 3D.
- Chỉ cần điều chỉnh một hình chiếu, các hình chiếu còn lại sẽ tự động cập nhật.
- Thêm bớt các đường sườn, đường nước, đường cắt dọc một cách dễ dàng
và chính xác.
- Khả năng tính toán nhanh chóng các tính năng hàng hải của tàu.
- Khả năng làm trơn bề mặt vỏ tàu.
- Khả năng tương thích với các mẫu tàu hiện có.
- Tự động thiết lập bảng tọa độ đường hình.
- Khả năng tạo ra một số lượng lớn các mặt cắt sườn thực nhanh chóng…

2.3.2.2 Module Autohydro.
Module Autohydro có chức năng tính toán tính nổi và tính ổn định của tàu
trong những trường hợp tải trọng khác nhau, kể cả ổn định tàu trong những trường
hợp tàu tai nạn, vẽ các đồ thị tính nổi và tính ổn định, xuất các bảng tính toán tính
13

nổi và tính ổn định của tàu. Ngoài những chức năng nói trên, module còn có một số
chức năng cần thiết khác như tính cân bằng, tính ổn định ở góc nghiêng lớn, tính ổn
định thực ở tải trọng bất kỳ, thiết lập và tính dung tích két chứa, phân tích ảnh
hưởng của chất lỏng chứa trong két, tính độ bền chung, tính các trạng thái nguy
hiểm khi két chứa khoang hàng bị thủng…Đặt biệt mđun Autohydro có thiết kế một
ngôn ngữ lặp trình riêng cho phép người sử dụng có thể thiết lập được các tiêu
chuẩn đối với từng tàu, tùy theo quy định của từng nước.

14

CHƯƠNG 3
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
Như đã nói ở phần trên trong chương 3 này chúng tôi sẽ lựa chọn ra một số
mẫu tàu cá chụp bốn sào của tỉnh Nghệ An được khảo sát thực tế ở địa bàn huyện Quỳnh
Lưu, tỉnh Nghệ An, đồng thời tiến hành dựng lại các mẫu tàu đã chọn trong autoship.
Từ kết quả đường hình đã dựng ở chương 3 cùng cơ sở lý thuyết có được ở
chương 2 chúng ta đã có đầy đủ các điều kiện để thực hiện đánh giá mức độ ổn định
và khả năng chịu sóng gió của tàu.
Việc đánh giá ổn định tàu sẽ dựa trên 3 công việc chính :
- Tính ổn định khi chưa có gió tác động bằng module autohydro.
- Đánh giá khả năng chịu sóng gió trong module autohydro.
- Tính toán, kiểm tra ổn định của mẫu tàu khảo sát theo các điều kiện khai
thác thực tế.
Kết thúc chương 3 sẽ cho chúng ta biết khả năng chịu đựng sóng gió của tập
hợp tàu đã chọn bằng cách đánh giá mức độ ổn định thực tế của tàu.
3.1 TỔNG QUAN VỀ ĐỘI TÀU:
3.1.1 Đặc điểm chung của đội tàu cá chụp bốn sào tỉnh Nghệ An.
Sau khi khảo sát một số mẫu tàu lưới kéo tỉnh Nghệ An nhận thấy, do các tàu
đều được đóng dựa theo kinh nghiệm của người thợ đóng tàu địa phương dẫn đến
hình dáng, kết cấu và bố trí chung của các tàu gần như giống nhau. Hình dáng mặt
cắt ngang của mũi tàu hình chữ V, càng lên cao càng mở rộng. Hình dáng đáy tàu là
đáy bằng, vòm đuôi cong đều, mặt cắt phần đuôi có dạng chữ U và ván chắn sau
đuôi hơi nghiêng về phía sau 1 góc khoảng (10÷15

0

) so với phương thẳng đứng.
Mặt boong có dạng mui rùa tạo điều kiện cho việc thoát nước nhanh trong điều kiện
sóng vỗ lên boong. Phần thượng tầng có kết cấu gọn được bố trí ngay trên hầm máy
ở khu vực đuôi tàu tạo điều kiện đủ rộng để thao tác trên boong chính. Tàu có kết
cấu theo hệ thống ngang do hệ thống sườn, đà ngang đáy, xà ngang boong tạo thành.
Nghề chụp bốn sào có tên gọi khác là nghề chụp mực mới được du nhập
và phát triển ở nước ta (khoảng đầu những năm 1990s). Đến nay, nghề này được