Đánh giá ảnh hưởng của các kích thước chủ yếu và dạng tuyến hình tới tính chòng chành của tàu cá

MỤC LỤC

MỤC LỤC .............................................................................................................. i
DANH MỤC HÌNH VẼ ....................................................................................... iii
MỞ ĐẦU ............................................................................................................... 1
1. Tính cấp thiết của đề tài ................................................................................. 1
2. Mục đích của đề tài ........................................................................................ 2
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu.................................................................. 2
4. Phương pháp nghiên cứu................................................................................ 2
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ....................................................... 2
6. Kết cấu của đề tài ........................................................................................... 3
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN ................................................................................. 4
1.1. Tình hình nghiên cứu trong nước và thế giới ............................................. 4
1.1.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới. ......................................................... 4
1.1.2. Tình hình nghiên cứu trong nước............................................................ 4
1.2. Ứng dụng của đề tài .................................................................................... 5
CHƯƠNG II: ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC CỦA TÀU CÁ ...................................... 6
CHƯƠNG III: ĐÁNH GIÁ SỰ ẢNH HƯỞNG GIỮA CÁC THƠNG SỐ KÍCH
THƯỚC VÀ HÌNH DẠNG TÀU TỚI CHỊNG CHÀNH TÀU CÁ. .................. 9
3.1. Khảo sát một số mẫu tàu cá vỏ thép ........................................................... 9
3.2. Yêu cầu cần đảm bảo tính lắc cho tàu cá. ................................................. 12
3.1. Sự ảnh hưởng các thông số kích thước. .................................................... 15
3.2. Sự ảnh hưởng của hình dáng tàu ............................................................... 20
CHƯƠNG IV: PHÂN TÍCH CÁC VẤN ĐỀ VÀ ĐƯA RA KHUYẾN NGHỊ
CHO NGƯỜI THIẾT KẾ ................................................................................... 22
i


4.5. Một số khuyến nghị cho người thiết kế .................................................... 22
4.5.1. Sử dụng vây giảm lắc ............................................................................ 22
4.5.2. Sử dụng dằn rắn đảm bảo ổn định cho tàu, tăng tốc độ khai thác. ....... 23

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ............................................................................. 24
1. Kết luận ........................................................................................................ 24
2. Kiến nghị ...................................................................................................... 24
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 25
1. Tiếng Việt..................................................................................................... 25
2. Tiếng Anh..................................................................................................... 25

ii


DANH MỤC HÌNH VẼ
STT
Hình 2.1

HÌNH VẼ
Điều kiện mơi trường thường gặp của tàu cá khi
khai thác

Hình 2.2 Những tổn thất ứng với cỡ tàu khác nhau

Hình 3.1

Phân bố tải trọng và sự thay đổi GM trong quá
trình khai thác

TRANG
6

7

16

Hình 3.2

17

Hình 3.3 Chu kỳ chịng chành ngang

18

Hình 3.4

Mối quan hệ giữa chiều rộng tàu B, GM và chu
kỳ chịng chành

18

Hình 3.5 Mặt cắt ngang tàu cá có độ cất đáy

20

Hình 3.5 Keel nghiêng phía lái tàu

21

Hình 3.6 Keel nghiêng phía mũi tàu

21

Hình 3.7 Tuyến hình vị trí vách lái tàu cá

21

Hình 4.1 Ky hơng (vây giảm lắc)

22

Hình 4.2 Hình chiếu đứng vây giảm lắc

23

iii


MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Tàu cá thuộc loại tàu cỡ nhỏ, tốc độ trung bình. Đối với loại này, những
yêu cầu đặc biệt về tính ổn định và tính chịng chành cũng như những u cầu
thao tác khác, đều phải suy xét nhiều hơn so với các loại tàu khác.
Những câu hỏi được đưa ra nhằm thiết lập độ dự trữ ổn định cho vật thể nổi
đã được đề cập từ rất lâu. Tuy nhiên, những câu trả lời đều được đúc rút ra từ
kinh nghiệm khai thác là chính. Ngày nay, với sự hỗ trợ của các công cụ hiện
đại, những vấn đề liên quan tới ổn định, chòng chành đã được nghiên cứu cho
rất nhiều các loại tàu như thử nghiệm mơ hình. Tuy nhiên, những phương pháp
này khá mất thời gian và đòi hỏi những tính tốn phức tạp, ngồi ra, cịn do yếu
tố chi phí cao vì vậy nhìn chung chúng chỉ được ứng dụng cho những tàu cỡ lớn.
Còn những tàu cỡ nhỏ như tàu cá hiện vẫn dựa trên những phân tích đơn giản,
những kinh nghiệm của người thiết kế.
Bên cạnh đó, gần đây, với chính sách phát triển đội tàu đánh cá của Chính
phủ bằng việc ban hành Nghị định số 67/2014/NĐ-CP về một số chính sách phát

triển thủy sản, nâng cấp tàu (thay máy mới; gia cố bọc vỏ thép; bọc vỏ vật liệu
mới; mua ngư lưới cụ, trang thiết bị hàng hải; trang thiết bị bảo quản hải sản,
bốc xếp hàng hóa) phục vụ hoạt động khai thác hải sản. Nghị định được ban
hành nhằm hiện đại hóa đội tàu cá, chuyển đổi từ tàu cá vỏ gỗ sang vỏ thép cùng
với các thiết bị hiện đại khác. Để nắm bắt được cơ hội phát triển, các nhà thiết
kế cần phải hỗ trợ để đưa ra các mẫu tàu phù hợp với ngư dân. Một trong những
vấn đề quan trọng được ngư dân quan tâm hàng đầu của tàu cá đó chính là tính
ổn định và tính chịng chành. Vì vậy, bằng những nhận định ban đầu cùng với
tìm hiểu cơ sở lý thuyết, tính tốn, so sánh, nhóm tác giả đã quyết định thực hiện
đề tài: “Đánh giá ảnh hưởng của các kích thước chủ yếu và dạng tuyến hình
tới tính chịng chành của tàu cá” để đưa ra cơ sở lý thuyết để hỗ trợ những nhà
thiết kế, sinh viên chuyên ngành thiết kế tàu trong việc lựa chọn kích thước và
dạng tuyến hình tàu cá một cách hợp lý.
1


2. Mục đích của đề tài
Nghiên cứu tính chịng chành của tàu cá, các yếu tố ảnh hưởng tới chòng
chành tàu cá;đánh giá ảnh hưởng giữa các kích thước chủ yếu và hình dạng tàu
tới chịng chành tàu cá trong mối tương quan với tính ổn định của tàu cá.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu: Nghiên cứu tàu đánh cá cỡ trung để đánh giá sự ảnh
hưởng của kích thước chủ yếu và hình dáng tới tính chịng chành của tàu cá.
Phạm vi nghiên cứu: Nhóm tác giả thực hiện đề tài trong phạm vi đặt vấn
đề nghiên cứu chòng chành của tàu cá, với mong muốn học hỏi, tìm hiểu và đưa
ra khuyến nghị cho việc thiết kế tàu cá sao cho đảm bảo, phù hợp với điều kiện
khai thác của tàu cá. Nhóm tác giả sẽ đi nghiên cứu tính chịng chành của tàu cá
trong mối quan hệ với tính ổn định để dung hòa được hai yêu cầu quan trọng này
của tàu cá. Ngồi ra, nhóm tác giả chủ yếu tập trung đi vào khảo sát đặc trưng
hình dáng của tàu.

4. Phương pháp nghiên cứu
Dựa trên phương pháp nghiên cứu lý thuyết, thống kê và phân tích số liệu.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài


Ý nghĩa khoa học:

Đề tài đã chỉ ra sự cấp thiết của việc xem xét sự ảnh hưởng của kích thước
và hình dạng tới tính chịng chành của tàu cá từ đó lựa chọn được hình dáng tàu
phù hợp. Đây là yếu tố quan trọng, được quan tâm và ảnh hưởng tới sức khỏe,
quá trình làm việc của ngư dân.


Ý nghĩa thực tiễn:

Kết quả nghiên cứu của đề tài có thể làm tài liệu học tập, tham khảo cho
các cán bộ, giảng viên, sinh viên ngành thiết kế.

2


6. Kết cấu của đề tài
Ngoài phần mở đầu, đề tài được chia làm 5 chương:
 Chương 1: Tổng quan
 Chương 2: Điều kiện làm việc của tàu cá
 Chương 3:Đánh giá sự ảnh hưởng giữa các thơng số kích thước và hình dạng
tàu tới chịng chành tàu cá.
 Chương 4: Mộ số khuyến nghị cho người thiết kế
 Kết luận và kiến nghị

3


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN
1.1. Tình hình nghiên cứu trong nước và thế giới
1.1.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới.
Tính chịng chành và tính ổn định có mối tương quan mật thiết với nhau là
những tính năng quan trọng đối với tất cả các loại tàu thuyền đi biển. Vấn đề này
càng có ý nghĩa hơn đối với các tàu thuyền đánh cá bởi đặc trưng hoạt động của
nó. Nếu không đạt tiêu chuẩn về ổn định sẽ rất nguy hiểm cho một con tàu, nhất
là khi phải hoạt động ở điều kiện thời tiết đa dạng, phức tạp. Tuy nhiên, với một
tàu thuyền có tính ổn định q lớn đồng nghĩa với tính chịng chành khơng tốt sẽ
hết sức bất lợi và nguy hiểm cho các hoạt động trên boong của thủy thủ đồn
trong điều kiện sóng gió lớn.
Việc nghiên cứu tính chịng chành của tàu cá ở nước ngoài đã được tiến
hành rất chuyên nghiệp. Một trong những quốc gia đi đầu trong việc nghiên cứu
về tàu cá đó là Nhật Bản là quốc gia mà Chính phủ có sự quan tâm rất sâu sắc
tới tầm quan trọng của việc thiết kế tàu cá bởi vì đánh cá là một lĩnh vực huyết
mạch đối với nền kinh tế của quốc gia này. Nhật Bản đã đầu tư xây dựng những
bể thử đặc biệt dành riêng cho việc thử nghiệm tàu cá. Bên cạnh đó, các quốc
gia khác như Mỹ, các nước Châu Âu… cũng đầu tư mạnh trong việc nghiên cứu
tàu cá. Tổ chức Nông lương thế giới FAO đã tổng hợp những kinh nghiệm của
các nhà nghiên cứu trên thế giới về tàu cá. Nhận thấy, vấn đề quan trọng hàng
đầu của loại tàu này đó chính là hình dạng thân vỏ khi hoạt động trong cả điều
kiện biển lặng cũng như biển động. Với sự kết hợp của các chuyên gia đến từ
các nơi trên thế giới, thông qua những trao đổi kinh nghiệm, những chương trình
hội thảo, tổ chức Nơng lương thế giới - FAO đã đưa ra những mơ hình tàu cá có
tính năng tốt, là cơ sở cho các nhà thiết kế tham khảo.
1.1.2. Tình hình nghiên cứu trong nước
Thực tế ở Việt nam phần lớn các tàu đánh cá thông thường của ngư dân là

các tàu cá cỡ nhỏđược đóng đa phần dựa trên kinh nghiệm. Việc tính tốn tính
4


chòng chành cho tàu thuyền đánh cá vẫn chưa được giải quyết triệt để, vẫn cịn
khá nhiều tồn tại có thể dẫn tới những hậu quả xấu ảnh hưởng tới việc khai thác
tàu và làm giảm tính kinh tế..
Hiện nay, theo định hướng chuyển đổi từ tàu đánh cá vỏ gỗ sang tàu đánh
cá vỏ thép của Chính phủ, việc xây dựng và đánh giá các tính năng của tàu đánh
cá để phù hợp với yêu cầu của ngư dân là điều cấp thiết. Tuy nhiên, việc nghiên
cứu về vấn đề này vẫn cịn chưa được thích đáng, chưa sát với nhu cầu của ngư
dân, do vậy hiệu quả trong việc khai thác là chưa đạt được như kì vọng.
1.2. Ứng dụng của đề tài
Kết quả nghiên cứu của đề tài có thể làm tài liệu học tập, tham khảo cho
các cán bộ, giảng viên, sinh viên nghành thiết kế tàu và là hướng dẫn quan trọng
cho các nhà thiết kế tàu.

5


CHƯƠNG II:ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC CỦA TÀU CÁ
Chế độ làm việc của tàu cá hoàn toàn khác với các tàu khác như tàu chở
hàng, tàu khách… Tàu cá có hai trạng thái tải trọng chính sau:
- Trạng thái 1: Trạng thái tàu rời bến ra ngư trường với toàn bộ dự trữ
- Trạng thái 2: Trạng thái tàu từ ngư trường về bến, khoang cá chứa đầy
và dự trữ tối thiểu.
Có thể cịn trạng thái khi tàu từ ngư trường về bến với các khoang đầy cá,
trên boong còn lưới ướt chứa đầy cá[3].

Hình 2.1: Điều kiện mơi trường thường gặp của tàu cá khi khai thác

Hàng năm, rất nhiều vụ mất an toàn xảy ra đối với tàu cá, ngư dân như vỡ
tàu, đắm tàu gây ra thiệt hại lớn cả về tài sản lẫn sinh mạng của ngư dân. Khai
thác hải sản được đánh giá là công việc rất nguy hiểm. Ngư dân phải đối mặt với
những hiểm họa thường trực trong quá trình làm việc trên tàu. Họ gặp phải điều
kiện biển động, gió to, sóng lớn, tầm nhìn bị hạn chế, thao tác trên boong khi tàu
bị chịng chành mạnh dưới tác động của sóng gió.

6


Sự mất an tồn cịn đến từ việc nhiều ngư dân cố gắng đưa toàn bộ số cá
lên tàu mà họ bắt được trong mẻ lưới mà trong trường hợp đó tàu đã bị quá tải.
Dự trữ ổn định bị mất và tàu rất dễ bị lật.
Làm việc trên tàu cá, đòi hỏi ngư dân làm việc trong thời gian dài trong
điều kiện nhiều rủi ro, thường chịu tác động của điều kiện mơi trường sóng to
gió lớn. Khi khai thác, địi hỏi q trình làm hàng trực tiếp trên boong dưới tác
động của sóng gió, khi đó tàu sẽ chịng chành mạnh như nghiêng ngang, nghiêng
dọc…và có thể xảy ra hiện tượng giảm chiều cao mạn khơ. [9]

Hình 2.2: Những tổn thất ứng với cỡ tàu khác nhau
Từ hình vẽ ta thấy, tàu cá cỡ trung 26-49 m chiếm 47% lượng tổn thất, cao
nhất trong số các cỡ tàu. Nhận thấy một điều như sau, tàu cá cỡ nhỏ và cỡ trung
thường có chiều dài nhỏ hơn chiều dài sóng. Do vậy, dễ xảy ra hiện tượng sóng
đuổi hoặc mũi tàu ngập trong sóng tới. Điều này địi hỏi người thiết kế lựa chọn
kích thước và dạng tuyến hình cho phù hợp nhằm giảm tác động của hiện tượng
trên, tránh mất tốc độ cho tàu.
Từ những phân tích điều kiện làm việc của tàu cá phía trên, một điều thấy
rõ rằng, điều kiện làm việc của tàu cá khác hoàn toàn đối với các loại tàu khác
như tàu hàng, tàu khách… Đảm bảo an tồn cho tàu cá, địi hỏi nâng cao tính ổn
7

định cho tàu. Bởi vậy vấn đề dành được sự chú ý lớn khi nghiên cứu là đảm bảo
đủ ổn định nhưng khơng q mức, bởi vì khi ổn định tăng biên độ dao động
cũng tăng, còn chu kỳ sẽ giảm làm cho tính lắc xấu đi. Địi hỏi việc xác định
hợp lý kích thước tàu cũng như dạng tuyến hình để giải quyết vấn đề mâu thuẫn
này.

8


CHƯƠNG III: ĐÁNH GIÁ SỰ ẢNH HƯỞNG GIỮA CÁC THÔNG SỐ
KÍCH THƯỚC VÀ HÌNH DẠNG TÀU TỚI CHỊNG CHÀNH TÀU CÁ.
3.1. Khảo sát một số mẫu tàu cá vỏ thép

2000

Mẫu 1:

6200

2500

Mẫu 2:

7000

9

2850

Mẫu 3:

8200

2700

Mẫu 4:

7500

10


Kết quả tính tốn thu được thể hiện qua bảng:
(Xét trạng thái: Tàu ra ngư trường với 100% dự trữ, đủ đá hoặc chất bảo
quản cá.)
Mẫu Lmax
tàu (m)

LPP
(m)

Bmax D
(m) (m)

d
(m)

LCN

I
26.00 23.20 6.4 3.00 2.00 172.5
II 25.00 22.36 7.0 3.50 2.50 224.5
III 28.00 25.04 8.2 3.65 2.85 261.2
IV 30.08 27.80 7.5 3.90 2.70 288.4
GM (m) : Chiều cao tâm nghiêng ban đầu
(s)

: Chu kỳ lắc của tàu

  C.

CB

v
(hl/giờ)

GM
(m)


(s)

0.564
0.556
0.533
0.547

12
11
10
10

1.209
1.252
1.359
1.219

5
5
6
5

B
; C  0,72  0,80
h

Theo yêu cầu của Quy phạm [5], [6], tiêu chuẩn kiểm tra ổn định nguyên
vẹn của tàu cá như sau: bất kỳ trạng thái đi biển nào cũng phải tuân theo tiêu
chuẩn ổn định nhỏ nhất sau:
a) V.AREA30

: Diện tích dưới đường cong tay địn ổn định tới góc 30 độ

khơng được nhỏ hơn 0.055 m.rad
b) V.AREA40

: Diện tích dưới đường cong tay địn ổn định tới góc 40 độ

khơng được nhỏ hơn 0.09 m.rad
c) V.AREA3040

: Diện tích giữa góc 30 độ và góc 40 độ khơng được nhỏ

hơn 0.03 m.rad.
d) V.GZ0.25

: Tay đòn ổn định tĩnh lớn nhất lmax khơng được nhỏ hơn

0.25 m tại góc nghiêng bằng hoặc lớn hơn góc 30 độ.
e) V.GZMAX25

: Cánh tay địn lớn nhất GZ nên đạt ở góc nghiêng khơng

nhỏ hơn 25 độ.
f) GM0.15

: Đối với mọi loại tàu, trừ trạng thái tàu không, chiều cao

tâm nghiêng ban đầu hiệu chỉnh đối với tất cả các trạng thái tải không được nhỏ
hơn 0.15 m.
So sánh với yêu cầu của Quy phạm, các tàu khảo sát trên đều thỏa mãi yêu
cầu về ổn định. Tuy nhiên, xét giá trị chiều cao tâm nghiêng ban đầu GM, theo
Quy phạm, chưa chỉ rõ giới hạn của GM sau cho phù hợp với tàu cá. Nếu chỉ xét
11


GM không nhỏ hơn 0.15 m đối với mọi loại tàu, trừ trạng thái tàu khơng thì khi

GM q lớn sẽ ảnh hưởng xấu tới tính lắc của tàu.
Vì vậy, địi hỏi tìm ra u cầu rõ hơn cho tàu cá để đảm bảo hợp lý giữa
tính lắc và tính ổn định của tàu cá.
3.2. Yêu cầu cần đảm bảo tính lắc cho tàu cá.
Tính lắc của tàu quan hệ chặt chẽ với tính ổn định, trước đây, việc đưa ra
dự trữ ổn định và đảm bảo tính lắc cho tàu chỉ được thực hiện bằng những kinh
nghiệm thu thập lại được từ khai thác phản ánh lại. Ngư dân thường đặt ra
những câu hỏi như tàu đã an toàn hay chưa? Dường như tàu trở dễ lật hơn khi
đưa cá lên trên boong? Những ngư dân dựa vào cảm giác nghề nghiệp để phân
tích và đánh giá những vấn đề này. Ngày nay, Với sự phát triển mạnh mẽ của
khoa học kỹ thuật về phương pháp đánh bắt, phương pháp làm hàng và bảo quản
cá mang lại những thay đổi đột phá cho ngành công nghiệp đánh bắt hải sản. Sau
một thời gian không dài, số lượng đội tàu cá tăng lên mạnh mẽ. Với sự trợ giúp
của khoa học kỹ thuật tiên tiến, giúp cho kết quả tính tốn chính xác hơn, nhanh
hơn. Tuy nhiên, đối với đội tàu cỡ nhỏ như tàu cá, việc đầu tư tính tốn với cơng
cụ hiện đại, phương pháp tính phức tạp khơng được áp dụng rộng rãi vì lý do
kinh tế. u cầu đặt ra đối với việc tính tốn độ an tồn cho tàu cá đó là người
thiết kế có thể dự đốn nhanh chóng sự phù hợp của tàu thiết kế mới với những
tiêu chuẩn mà khơng cần có những tính tốn phức tạp.
Mục đích của việc đưa ra yêu cầu trên là rất rõ ràng. Lĩnh vực đánh bắt hải
sản trên toàn thế giới diễn ra rất cạnh tranh và thường được khai thác bởi các cá
nhân, những người mà họ khơng có tiềm lực về tài chính quá lớn để chi trả cho
việc thực hiện những vấn đề như tính tốn và thử nghiệm phức tạp. Do vậy,
những tiêu chí trong thiết kế khơng phù hợp với yêu cầu trên sẽ không thể đáp
ứng được yêu cầu thực tế và tất nhiên sẽ không được áp dụng phổ biến.
Sau đây là những tiêu chí đánh giá phù hợp với yêu cầu đặt ra: [8]
(1) Tàu cá, hoạt động trong môi trường khắc nghiệt phải thỏa mãn yêu cầu sau:

12

a) GM phải bằng hoặc lớn hơn giá trị

B
hoặc 61 cm lấy giá
10

(3.1)

trịu nào lớn hơn
b)

(3.2)

F FA

phải bằng hoặc lớn hơn 0.15
B L.B

trong đó:
GM: khoảng cách giữa trọng tâm tàu tới tâm nghiêng ngang.
B: chiều rộng lớn nhất của tàu
F: chiều cao mạn khô từ đường nước thiết kế tới mép boong mạn khơ đo tại
giữa tàu
FA: diện tích mặt hứng gió của tàu (hình chiếu lên mặt phẳng dọc tâm) của
phần khô của tàu giữa đường nước và boong mạn khơ đo tại mạn.
L: chiều dài tính tốn của tàu.
(2) Để phù hợp với các đặc điểm trên, cần phải được chứng minh bằng các phép
đo trong điều kiện vận hành khắc nghiệt nhất của nó. GM là phải được tính tốn
từ các phép đo thực tế của chu kỳ lắc ngang trong điều kiện này.

GM metre

 2.m.B 


  

2

(3.3)

Trong đó: m = 0,40: khi rời bến tới ngư trường
m = 0,385 khi từ ngư trường về bến
: chu kỳ lắc ngang (s)
Việc xây dựng mối quan hệ giữa GM và chu kỳ lắc ngang theo (3.3) là một
cách đơn giản, không yêu cầu quá nhiều về thời gian tính tốn cũng như những
trang thiết bị phức tạp. Chiều cao mạn khơ và diện tích phần mạn khơ có thể thu
được một cách dễ dàng bằng những tính tốn đơn giản.
 Xét u cầu (3.1), chúng ta có thể xác định được giới hạn dưới của GM.
 Xét yêu cầu (3.2)
Ở đây, giá trị liên quan tới mạn khơ được đưa vào để đánh giá tính ổn định
cho tàu cá. Thực vậy, muốn

F FA

phải bằng hoặc lớn hơn 15 thì ta phải tăng
B L.B

chiều cao mạn khơ F lên, điều này cũng giúp tăng ổn định góc lớn của tàu. Tuy

13


nhiên, khi tăng chiều cao mạn khô F, giả sử thông số LxBxd của tàu không đổi,
muốn tăng F và FA thì cần tăng chiều cao mạn D và nâng cao kiến trúc thượng
tầng. Điều này khiến cho trọng tâm tàu G nâng cao đồng nghĩa với việc giảm
GM và cải thiện tính lắc.
Với phân tích trên, sự kết hợp giữa hai yêu cầu (3.1) và (3.2) ta sẽ lựa chọn
được giá trị hợp lý của GM giúp đảm bảo hợp lý giữa tính lắc và tính ổn định
cho tàu.
Áp dụng yêu cầu (3.1) và (3.2) kiểm tra cho mẫu tàu ở trên, kết quả thể
hiện qua bảng.
Mẫu Lmax
(m)
tàu

LPP
(m)
23.20

II

26.00
25.00

III

28.00

IV

30.08

I

Bmax D
(m) (m)

d
(m)

GM
(m)

FA
(m2)

F/B+FA/LB
0.62
0.58

25.04

6.40 3.00 2.00 1.209 68.50
7.00 3.50 2.50 1.252 69.32
8.20 3.65 2.85 1.359 88.78

27.80

7.50 3.90 2.70 1.219 94.47

0.61

22.36

14

0.53


3.1. Sự ảnh hưởng các thơng số kích thước.
Khảo sát 5 mẫu tàu sau:
Bảng 3.1: Thơng số kích thước chủ yếu và hệ số béo của 5 mẫu tàu
Tàu
LPP (m)
B (m)
d (m)
L/B
B/d
CB

A
48
7.99
4.23
6.01
1.89
0.537

B

42.98
8
4.18
5.37
1.91
0.556

C
50.27
9.16
4.31
5.49
2.13
0.533

D
40.25
7.08
3.62
5.69
1.96
0.541

E
51.97
8.74
4.2
5.95
2.08
-

CM

0.88

0.88

0.83

0.79

-

CP

0.611

0.633

0.642

0.685

-

v (knost)

11.1

10.8

11.2

9.1

12

Tàu A và B có thơng số về chiều rộng chiều chìm và tốc độ khá sát nhau.
Tàu C có chiều rộng, chiều chìm và vận tốc lớn nhất nhưng có hệ số béo lại nhỏ
nhất. Các tàu có dạng sườn chữ V, dạng mũi vát, đi tuần dương.
Trong q trình hành hải tính ổn định của tàu có sự tăng giảm do phân bố
khối lượng thay đổi. Thông thường, trong các chuyến đi, khối lượng phân bố
của tàu các là gần như tương đồng, sự khác biệt chỉ xảy ra khi có sự chênh lệch
về sản lượng trong q trình đánh bắt. Ví dụ, ở chuyến đi đầu, sản lượng đánh
bắt được nhiều vào thời gian cuối của q trình khai thác, cịn ở lần đi sau lượng
đánh bắt tăng vào thời gian khai thác đầu. Quá trình thay đổi chiều cao tâm
nghiêng được thể hiện như sau: GM giảm dần khi bắt đầu rời bến ra ngư trường.
Sau đó, có sự tăng mạnh khi đạt được mẻ cá đầu tiên, GM tăng lên khi mẻ cá
được đưa xuống hầm cá làm hạ trọng tâm tàu. Nhưng sau đó, lượng cá đánh bắt
được tăng lên, trọng tâm G cũng nâng cao theo, GM giảm (hình 3.1)

15


Chuyến đầu
0,9

tấn

0,8

300

(2)
GM

0,6

200

0,5
0,4

Nhận tải

GM (m)

0,7

(1)

30

100

20
10
0

Tiêu thụ

0

10

0

(4)

(3)

20
1

2

3

4

5

6

7

(5)
8

9

10 11 12

13 14 15

16

Ngày hành trình
Chuyến thứ 2
0,9

tấn

0,8

300

(2)

GM

0,6

200

0,5
0,4

Nhận tải

GM (m)

0,7

(1)

30

100

20
10
0

Tiêu thụ

0

10

0

(4)

(3)

20
1

2

3

4

5

6

7

(5)
8

9

10 11 12

13 14 15

16 17

Ngày hành trình

Hỡnh 3.1: Phõn b ti trng v s thay đổi GM trong quá trình khai thác
(1) Đường nhận tải và tiêu thụ
(2) Đường tải trọng toàn bộ
(3) Từ bến ra ngư trường
(4) Khai thác cá
(5) Từ ngư trường về bến

Tính ổn định của tàu C có sự khác biệt lớn so với các tàu cịn lại bởi vì tàu
C sử dụng dằn rắn. Ngay khi tải trọng trên boong (lưới và cá được đưa lên
boong tàu trước khi cho xuống hầm) được giải phóng thì tàu trở nên “cứng” hơn
và tàu lắc xấu đi ảnh hưởng xấu tới hoạt động của thủy thủ đồn (hình 3.2)
16


1,4

1,2

C

1,0
E
0,8
D
0,6

A

Về bến

Đánh bắt

0

Ra ng- tr-ờng

0,2

Rời bến

0,4

Rời ng- tr-ờng

B

Hỡnh 3.2
Bng 3.2: Chu kỳ chòng chành của các tàu được khảo sát
Tàu
B (m)

A

B

C

D

E

7.99

8,00

9,16

7,08

8,74

Chu kỳ chòng chành (s)
Khởi hành

6,95

7,00

6,30

6,20

7,60

Ra ngư trường

7,38

7,40

6,60

6,40

7,90

Đánh bắt tại ngư trường

8,14

7,80

6,60

6,70

8,00

Trở về từ ngư trường

8,92

8,35

6,70

6,90

8,50

Về đến bến

9,34

8,90

6,80

7,10

8,80

Từ bảng 3.2 nhận thấy, tàu có chiều rộng nhỏ thì có chu kỳ chịng chành
nhỏ, tàu có chiều rộng lớn thì có chu kỳ chòng chành lớn. Tàu C là trường hợp
ngoại lệ, do có phân bố tải trọng khác biệt (sử dụng dằn rắn) nên cho dù chiều
rộng lớn nhất B = 9,16 m nhưng chu kỳ chịng chành lại có giá trị tương đối nhỏ.
17


1,4
C

1,2

GM (m)

1,0
D

B

A

0,8

E
0,6

0,4
5

6

7
8
9
Chu kỳ chòng chành ngang (s)

10

Hỡnh 3.3

0,
85
0 m
0, ,80
0, 75
70

8

0,
60

65
,
0

=
G
M

Chiều rộng tàu (m)

9

7

6

7

8

9

Chu kỳ chòng chành ngang (s)

Hỡnh 3.4: Mối quan hệ giữa chiều rộng tàu B, GM và chu kỳ chòng chành
Từ các đặc điểm làm việc của tàu cá đề cập ở trên, vấn đề cần đặt ra cho
tàu cá đó là đảm bảo sao cho tính chịng chành và tính ổn định của tàu là chấp
nhận được theo quan điểm của ngư dân. Đảm bảo sự hoạt động tốt khi làm việc
trong điều kiện xấu như sóng to, gió lớn.

18

Nhận xét: Từ số liệu trên nhận thấy, thông số kích thước ảnh hưởng tới
tính lắc và tính ổn định của tàu cá chủ yếu là chiều rộng B và chiều chìm d của
tàu. Tàu cá làm việc trên biển sóng gió do đó u cầu cao về tính ổn định. Tuy
nhiên cần cố gắng chọn chiều rộng B nhỏ nhất để đảm bảo tính chống lắc tốt.
Bên cạnh đó, với đội tàu cá vỏ thép, cần thiết nâng cao tốc độ hành hải của tàu
từ bên ra ngư trường, do vậy dạng tuyến hình tàu ở phần ngâm nước sẽ cần thon
lại khiến cho giá trị GM giảm, nếu khơng có cách thức xử lý hợp lý thì tàu sẽ
không đủ ổn định (do kiến trúc thượng tầng, trang thiết bị đánh bắt cá, đặc biệt
trong trường hợp kéo lưới ướt và mẻ cá lên boong).
Theo [7] khuyến nghị tỉ số kích thước của tàu cá như sau:
CP

CB

B/T

GM (m)

0.61–0.63

0.53–0.56

2.3–2.6

0.7–1.2

19


3.2. Sự ảnh hưởng của hình dáng tàu

Tốc độ tương đối của tàu cá thường nằm trong phạm vi tốc độ trung bình,
trị số Fr bằng khoảng 0.33. Kích thước tàu tương đối nhỏ, chiều dài của thân tàu
thường không vượt quá chiều dài sóng thường gặp ở khu vực hành hải, đồng
thời phải làm việc trên biển trong một thời gian dài, do đó phải thích nghi tốt với
trạng thái biển và thỏa mãn đầy đủ các yêu cầu tác nghiệp.
Tàu cá thường có hình dáng nhỏ, làm việc trên biển sóng gió do vậy cần
đảm bảo tính ổn định cho tàu. Để đảm bảo không phải tăng chiều rộng tàu mà
vẫn cải thiện được tính ổn định, nâng cao tính lắc, sử dụng dạng tuyến hình vỏ
dưa có độ cất đáy cao cho tàu cá.

Hình 3.5: Mặt cắt ngang tàu cá có độ cất đáy
Tàu cá địi hỏi nâng cao đường kính chân vịt, do vậy mớn nước cần tăng
lên, thiết kế keel nghiêng dọc về phía lái. Độ nghiêng dọc  = (2 ÷ 6)%L. Trị số
nghiêng dọc đảm bảo đầu cánh chân vịt ngập sâu dưới mặt đường nước.

20


Hình 3.5: Keel nghiêng phía lái tàu

Hình 3.6: Keel nghiêng phía mũi tàu
Do tàu cá cỡ trung, cỡ nhỏ có chiều dài nhỏ hơn chiều dài sóng. Để giúp
cải thiện lắc dọc của tàu, cần thiết kế vịm đi như sau:

Hình 3.7: Tuyến hình vị trí vách lái tàu cá
21


CHƯƠNG IV: MỘT SỐ KHUYẾN NGHỊ CHO NGƯỜI THIẾT KẾ
4.5. Một số khuyến nghị cho người thiết kế

Do đặc thù về điều kiện làm việc của tàu cá, nên vai trò của người thiết kế
là rất quan trọng trong việc đảm bảo tính năng tốt cho con tàu. Ngồi việc lựa
chọn tốt bộ thơng số kích thước và dạng tuyến hình cho tàu cá, nhóm nghiên cứu
đưa ra một số khuyến nghị nhằm mục đích cải thiện tính lắc, nâng cao tính ổn
định cho tàu cá như sau:
4.5.1. Sử dụng vây giảm lắc
Thiết bị giảm chành thủy động lực kiểu thụ động đơn giản nhất là ky hông
(vây cá giảm lắc) – là một tấm, đặt ở hông tàu, theo phương pháp tuyến với vỏ
bao ngồi của nó. Tổng diện tích của ky hơng bằng (3  6)% diện tích đường
nước tác dụng, cịn chiều cao của nó được lựa chọn như thế nào đó, để nó khơng
vượt ra ngồi kích thước bao ngồi của mặt cắt giữa. Trong trường hợp ngược
lại, ky hông sẽ bị hư hỏng khi chằng buộc và trên nước cạn. Độ bền liên kết nó
với thân tàu như thế nào đó, để trong trường hợp va đập với nền đất hoặc cập
vào thành bến, ky có thể bị gãy mà khơng làm hư hại đến vỏ bao ngoài.
Khi chiều cao của ky tương đối nhỏ thì thơng thường nó là một tấm đơn
giản, được hàn với vỏ bao ngoài của tàu, khi chiều cao của tấm bằng khoảng
(500  600) mm, để nâng cao độ cứng của nó dọc theo mép tự do của tấm, người
ta hàn gia cường bởi một thanh thép có hình dạng profile khác nhau.

Hình 4.1. Ky hơng (vây giảm lắc)

22