Thiết kế tàu chở hàng khô trọng tải 2690 DWT, lắp máy 1200 CV, chạy biển hạn chế II

MỤC LỤC
Phần

Tên, phần, mục

PHẦN 1 TÌM HIỂU TUYẾN ĐƢỜNG- TÀU MẪU

Trang
16

1.1 TUYẾN ĐƢỜNG

17

1.2 PHÂN CẤP TÀU

19

1.3 TÀU MẪU

19

PHẦN 2 XÁC ĐỊNH CÁC KÍCH THƢỚC CHỦ YẾU

20

2.1 CHỌN LỰA CÁC TỶ SỐ

21

2.2 XÁC ĐỊNH CÁC KÍCH THƢỚC CHỦ YẾU

21

2.3 CÁC HỆ SỐ BÉO

21

2.4 TÍNH NGHIỆM LƢỢNG CHIẾM NƢỚC

22

2.5 KIỂM TRA ỔN ĐỊNH BAN ĐẦU

25

2.6 KIỂM TRA TÍNH CHÒNG CHÀNH

26

2.7

2.8

KIỂM TRA ỔN ĐỊNH KHI HÀNG DỒN VỀ MỘT BÊN
MẠN
KIỂM TRA ỔN ĐỊNH KHI HÀNG DỒN VỀ MỘT BÊN
MẠN VÀ TÀU LƢỢN VÒNG

26

27

PHẦN 3 XÂY DỰNG TUYẾN HÌNH TÀU

28

3.1 CHỌN HÌNH DÁNG THÂN TÀU

28

3.2 XÂY DỰNG ĐƢỜNG CONG DIỆN TÍCH ĐƢỜNG SƢỜN

30

3.3 XÂY DỰNG ĐƢỜNG NƢỚC THIẾT KẾ

32

3.4 XÂY DỰNG CÁC ĐƢỜNG SƢỜN LÝ THUYẾT

33

PHẦN 4 BỐ TRÍ CHUNG TOÀN TÀU

40

4.1 PHÂN KHOANG CƠ BẢN THÂN TÀU

41

4.2 BỐ TRÍ CHUNG

42

4.3 TÍNH CHỌN TRANG THIẾT BỊ

42

4.4 HIỆU CHỈNH MẠN KHÔ

45

PHẦN 6 TÍNH TOÁN KẾT CẤU
6.1 GIỚI THIỆU CHUNG

67
68
1


6.2 TÍNH TOÁN KẾT CẤU THEO QCVN 2010
PHẦN 7 TÍNH TOÁN CÂN BẰNG ỔN ĐỊNH

68
103

7.1 CÂN BẰNG DỌC TÀU

104

7.2 Trạng thái tải trọng 100% hàng và 100% dự trữ

109

7.2.1 Trạng thái tải trọng 100% hàng và 10% dự trữ

109

7.2.2 Trạng thái tải trọng không hàng và 10% dự trữ

109

7.2.3 KIỂM TRA ỔN ĐỊNH TÀU

109

7.2.4 Dựng sƣờn Trêbƣsep

109

7.2.5 Xây dựng các đƣờng nƣớc tƣơng đƣơng

109

7.2.6 Tính toán sƣờn Trebusep tại các trạng thai tải trọng

110

7.2.7 Ảnh hƣởng của mặt thoang chất lỏng

111

7.2.8 Tay đòn LΦ

112

7.2.9 Xây dựng đƣờng cong ổn định tinh

113

7.2.10 Kiểm tra ổn định cơ bản
PHẦN 8 THIẾT KẾ CHONG CHÓNG
8.1 TÍNH TOÁN SỨC CẢN THÂN TÀU

115
115
115

8.1.1 THIẾT KẾ CHONG CHÓNG

119

8.1.2 Chọn kiểu chong chóng

120

8.1.3 Tính hệ số lực hút, hệ số dòng theo

120

8.2 Tính sơ bộ đƣờng kính chong chóng

121

8.2.1 Tính số cánh chong chóng

123

8.2.2 Chọn tỉ số đĩa chong chóng

125

8.2.3 Tính đƣờng kính tối ƣu và tỉ số bƣớc chong chóng

125

8.2.4 Chọn máy cho chong chóng

125

8.2.5 Xây dựng bản vẽ chong chóng

126

8.2.6 Xây dựng củ chong chóng

143

8.2.7 Tính khối lƣợng chong chóng

143

8.1 Xây dựng tam giác đúc
8.1.1 Kiểm tra bền chong chóng theo quy phạm
TÀI LIỆU THAM KHẢO

145
146
150
2


PHẦN 1: TUYẾN ĐƯỜNG, TÀU MẪU

1.1 Tuyến đường :
1.1.1 Cảng đi : Cảng Sài Gòn
- Vị trí địa lý : Cảng Sài Gòn nằm ở hữu ngạn sông Sài Gòn , có vĩ độ 10 0 48 Bắc và
106 0 42 kinh độ đông.

Cảng nằm trên một phạm vi dọc bờ dài hơn 2 km cách bờ biển 45 hải lý
-Đặc điểm khí hậu thuỷ văn : Khu vực sông sài gòn có chế độ bán nhật triều , biên độ
dao động của mực nƣớc chiều lớn nhất là 3,98 mét , lƣu tốc dòng chảy kà 1m/gây.
- Khả năng thông qua : từ cảng ra biển có hai đƣờng sông
+ Theo sông Sài Gòn ra vinh Gành Ráy qua sông Lào Tảo, sông Nhà Bè và
sông Sài Gòn . Những tàu có mớn nƣớc khoảng 9,0 mét cà chiều dài khoảng 210 mét đi
lại dễ dàng theo đƣờng này
3


+ Theo sông Soài Rạp , đƣờng này dài hơn 10 hải lý và tàu phải có mớn nƣớc

không quá 6,5 mét .
-Tình trạng thiết bị :
Khu nhà Rồng có 3 bến với tổng chiều dài 390 mét. Có diện tíh kho 7.225 m 2 và 3.500
m 2 bãi , tải trọng của kho 2 tấn/ m 2 .Phổ biến là các bãi xen kẽ it có bãi liên hoàn

Khu Khánh Hội gồm 11 bến từ kho Ko đén kho K10 tổng chiều dài 1264 m . gồm 18
kho với tổng diện tích 45.396 m 2 và diện tích bãi 15.781 m 2
Ngoài ra còn có hệ thống phao neo gồm 6 phao ở hữu ngạn sông Sài Gòn và 26 phao ở
tả ngạn sông Sài Gòn .Cách 10 hảI lý về hạ lƣu cảng Sài Gòn có 12 phao neo dành cho
hàng dễ cháy nổ.
1.1.2 Cảng đến : Cảng Hải Phòng
- Vị trí địa lý : Cảng Hải Phòng nằm ở hữu ngạn sông Cửa Cấm ở vĩ độ 20 0 52 Bắc và
kinh độ 106 0 41 Đông .
- Đặc điểm khí hậu, thuỷ văn :
Khí hậu : Cảng chịu hai mùa 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
Thuỷ văn : Chế độ thuỷ triều là nhật triều với mức nƣớc triều cao nhất là +4,0
mét , đặc biệt cao 4,23 mét , mực nƣớc triều thấp nhất là + 0,48mét đặc biệt thấp là +
0,23 mét.
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 Cửa Cấm .Cảng Hải Phòng nằm ở
vùng trung chân sông Hồng .sông Hồng mang nhiều phù xa nên tình trạng luồng lạch vào
cảng rất không ổn định .Từ nhiều năm nay luồng vào cảng Hải Phòng thƣờng xuyên phải
nạo vét nhƣng chỉ sâu đén -5,0 mét đoạn cửa Cấm va -5,5 met 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 lƣợng là 3 triệu m 3
Thuỷ diện cảng hẹp , vị trí quay tàu khó khăn , cảng chỉ có một chỗ quay tàu là ở ngang
cầu N 0 8 ( có độ sâu từ -5.5 đến -6.0 mét rộng khoảng 200 mét )
- Tình trang thiết bị : gồm 3 cảng chính

4


a) Cảng Chính :
Có 11 bến đƣợc xây dung từ năm 1967 và kết thúc vào năm 1981 dạng tƣờng cọc
ván thép mọt neo với tổng chiều dài 1787 mét .Trên măt bến co cần trcj cổng có nâng
trọng từ 5 đến 20 tấn . Các bến đảm bảo cho tàu 10000 tấn cập cầu .Từ cầu tầu1 đến cầu
tầu 5 thƣờng xếp dỡ hàng kim khí , bách hoá , 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 va kho 9a ) có tổng diện tích la 46800 m 2 , các
kho đƣợc xây dụng theo quy hoạch chung của một cảng hiện đại , có đƣờng sắt trƣớc bến
sau kho thuận lợi cho việc xếp dỡ hàng . Kho mang tính chất chuyên dụng , Ngoài ra còn
có bãI chứa hàng với tổng diện tích
183 000 m 2 , trong đó có 25 .000 m 2 bãi nằm ở 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 là 10 tấn / m 2 .Đƣờng sắt
trong cang co tổng chiều dài 1560 mét gồm đƣờng sắt trƣớc bến , bãi sau kho
b) Cảng Chùa Vẽ :
Theo thiết kế cảng chùa vẽ co 5 bến với tổng chiều dài 810 mét và sản lƣợng
thông qua hàng năm 1.600.000 tấn . Hiện tại đã xây dung đƣợc bến phụ , bến 1,2 có chiều
dài 330 mét dạng cọc bến bê tông cốt thép , trƣớc bến có đƣơng ftrục cổng và hai đƣờng
sắt hoạt động . Bến thuộc dạng thiết kế theo tiêu chuẩn cảng biển cấp 1 măt bến co tảI
trọng 4 tấn/ m 2 . Trên mặt bến có lắp cần trục KAMYHA có nâng trọng 5 tấn , cảng chủ
yếu xếp hnàg sắt thép , hàng kiện , gỗ
c) Cảng Vật cách:
Bát đầu xây dung vào năm 1965, cảng có những bến dạng mố cầu , có diện tích
8x8 mét . Cảng có 5 mố cầu bố trí cần trục ô tô đêr bôc sthan và một số loại hàng khác từ
sa lan với trọng tảI 100 đến 200 tấn .
1.1.3 Tuyến đường đi giữa hai cảng :
- Khoảng cách giữa hai cảng là 1.475 km
- Đƣợc chia thành các đoạn nhƣ sau

Từ Hải Phòng , quảng Ninh – Thanh Hoá : Vùng biển này chịu ảnh hƣởng của gió mùa
đông Bắc và gió mùa Tây Nam > Từ thang 1 tới tháng 3 hƣóng gió thịnh hành là Đông
Bắc . Từ cuối tháng 3 đến tháng 7 dần chuyển thành Đông và Đông Nam . Những đợt gió
5


mùa Đông Bắc manh thi sức gió 24 m/s ảnh hƣởng nhiều đến tốc độ vận hành của tàu .
Từ tháng 5, 6 thƣờng có bão , tốc độ gió trong bão tới 35 đến 40 m/s , sang tháng 7 ,8,9
bão hoạt động mạnh .Từ tháng 9 đến tháng 12 có gió mùa Đông Bắc
Vùng biển này chia ra làm mùa mƣa và mùa khô rõ rệt . Mùa khô từ tháng 11 đến
tháng 4 năm sau trong đó từ tháng 2 tới tháng 4 thƣờng có mƣa phùn làm giảm tầm nhìn
của tàu . Mùa mƣa từ tháng 5 đến tháng 10 chủ yếu do bão và dảI hội tụ nhiệt đới gây ra.
Vê mùa Đông vung fbiển này thƣờng có sƣơng mù , nhất là vào buổi sáng và chiều tối
làm ảnh hƣởng dến tầm nhìn của tàu .
Thuỷ triều mang tính chất nhật triều thuần nhất .Càng về phía nam tính chất nhật
triều không thuần nhất càng tăng , biên độ thuỷ triều không lớn lắm , thƣờn thì từ 0.5 đến
3.6 mét , biên độ này giảm dần rừ Quảng Ninh đến Thanh Hoá .
Sóng có hƣớng và chiều cao theo mùa , nhƣng trung bình thì chiều cao sang từ 0,7
đến 1,0 mét lớn nhất là 3,0 mét , khi có bão có thể lên tới 6 mét .
Ngoài khơi Vịnh Bắc Bộ về cơ bản thì thời tiết khí hậu cũng chiu tác động thời tiết
nhƣ vùng ven bờ nhƣng đặc trƣng các yếu tố khí tƣợng hảI văn ổn định hơn và có cƣờng
độ manh hơn .
+ Vùng biển từ Nghê An tói Bình Trị Thiên:
Vùng biển này mùa đông từ tháng 10 đến tháng 3 năm sau gió có hƣớng Bắc và Tây
Bắc không manh lắm , ít ảnh hƣởng đến tốc độ tàu còn mùa từ tháng 5 đến tháng 9 hƣớn
thinh hành là Nam vầ Tây Nam
Mùa bão từ tháng 8 đến tháng 10 thƣờng gay mƣa lớn và lũ đột ngột ảnh hƣởng đến
tốc độ tàu
Vùng biển này có chế độ thuỷ triều phức tạp , chủ yếu là chế độ bán nhật triều
Dòng chảy ở vùng biển này từ tháng 1 đến tháng 5 và từ tháng 9 đến tháng 12 dòng

chảy theo hƣơng Tây Bắc và Đông Nam với tốc độ từ 0,5 đến 1 hl/h còn từ tháng 6 đến
tháng 8 chảy theo hƣớng ngƣợc lại với vận tốc từ 0,4 đến 0,6 hl/h
+ Vùng biển từ Quảng Nam , Đà Nẵng đén Phú Khánh :
Các yếu tố khí tƣợng thuỷ văn gần tƣơng tự nhƣ vùng biển trên nhƣng về mùa đông
nhiệt độ vùng này cao hơn do ảnh hƣởng của gió mùa Đông Bắc đến vùng biển này yếu
hơn.
+ Vùng biển từ Thuận Hải đến Minh Hải :
6


Vùng biển này các yếu tố khí tƣợng thuỷ văn mang tính chất xích đạo rõ rệt . Chế
độ thuỷ triều là nhật triều , có biên độ dao động lớn .Về gió ít ảnh hƣởng đến sự đi lại của
tàu
1.2. Tàu mẫu
Bảng 1. Thông số tàu mẫu
STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14

15

Thông số
DW
Lmax
LPP
B
D
d
CB
Ne
V
ηD

L/B
B/d
D/d
B/D

Đơn vị
tấn
m
m
m
m
m
hp
kn
tấn

Xuân Lộc 01
2412
69.99
66.4
11.8
5.9
4.8
0.69
1000
8
0.77
588
5.63
2.46
1.23
2

Đại Nam 38
2690.6
69.98
66.5
12.3
6.3
5.2
0.75
1199
10
0.78
671
5.41

2.37
1.21
1.95

Hòa Bình 27
2715.5
74.303
69.8
12.3
6.3
5.2
0.76
999
8.5
0.78
840.6
5.67
2.37
1.21
1.95

7


PHẦN II. XÁC ĐỊNH CÁC KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU CỦA TÀU
2.1. Xác đinh sơ bộ các kích thước:
2.1.1. Xác định lượng chiếm nước sơ bộ:
Từ phƣơng trình xác định lƣợng chiếm nƣớc:
msb =

DW

(2.1)

D

trong đó:
D – hệ số lợi dụng LCN theo trọng tải (nội suy theo tàu mẫu);
DW – trọng tải của tàu (theo nhiệm vụ thƣ thiết kế);
Căn cứ theo thống kê tàu mẫu (Bảng 1) chọn hệ số lợi dụng lƣợng chiếm nƣớc của
tàu thiết kế   0,77
Từ phƣơng trình xác định lƣợng chiếm nƣớc:
∆msb =

DW

 DW

=

2690
=3493 (T)
0, 77

2.1.2. Xác định kích thước sơ bộ của tàu:

 Xác định chiều dài tàu:
Chiều dài tàu có thể đƣợc xác định qua chiều dài tƣơng đối của tàu qua công thức
sau:

L  l.3  msb / 

(2.2)

Trong đó: l – chiều dài tƣơng đối của tàu, là hàm của tốc độ tuyệt đối của tàu. Có
thể xác định l có thể đƣợc xác định theo các công thức sau:
+ Theo L. M. Nogid chiều dài tƣơng đối l đƣợc xác định theo công thức:

l  Cn v1S/ 3 = 4,57
Trong đó :
Chọn Cn theo tàu mẫu
Tàu mẫu
Xuân Lộc 01
Cn
2,13
 Chọn Cn = 2,12

Đại Nam 38
2,02

(2.3)

Hòa Bình 27
2,11

L = l 3  msb /  = 4,57 3 3493 /1,025 = 69,8 (m)
8


chọn L = 69,8 (m)

 Các hệ số béo
- Theo số liệu thống kê tàu mẫu:
Hệ số béo thể tích tàu thiết kế, chọn CB = 0.75
- Xác định số Frude: Fr 

v
=0,19
gL

Trong đó: v – tốc độ của tàu (m/s);v=10 knot=5,14 (m/s)
g – gia tốc trọng trƣờng, g =9,81(m/s2)
L – chiều dài tàu, L = 69,8 (m)
- Hệ số béo sƣờn giữa.
Do CB=0,75 ; tra đồ thị 2-21 STKT ĐT T1, CM=0,972
- Hệ số béo dọc tàu.
CP = 1,05- 1,5Fr 0,02  0,686  0,02
 chọn CP = 0,7

-

HÖ

sè

CW

®-îc

x¸c

®Þnh

theo

kiÕn

nghÞ

cña

Burgeas(STKT§T_TËp 1) nh- sau:
CW = 1,099. 0,7 = 0,7627
Chän CW

= 0,763

Chiều rộng, chiều chìm, chiều cao mạn
Ta có m = kCBLBd
trong đó:
ở bƣớc tính sơ bộ chọn k = 1,007
 = 1,025 (t/m3) - khối lƣợng riêng của nƣớc.
Bd = m/ kCBL, (m2)
3493
→ B.d =
= 64,64
1,007.1,025.0,75.69,8

(2.9)
(1)

Chọn tỷ số B/d , D/T theo tàu mẫu hoặc theo số liêu thống kê sau:
Theo thống kê cho tàu hàng khô: bd =B/d = 2,28 ÷ 2,56
hd=D/d = 1,3  1,8
Chọn bT = 2,5 và hT =1,5
B = 11,7 (m)
d = 5,08 (m)
 Chọn:

B = 11,7 (m)
d = 5,1 (m)
9


→ D = 6,7 (m),Chọn D= 7,0

2.2.Nghiệm lại lượng chiếm nước của tàu lần 1 (theo phương trình sức nổi)
Khi đó:
∆m1 = k.ρ.CB.L.B.d = 1,007 . 1,025 . 0,75 . 69,8 . 11,7 . 5,1 = 3499,8 (T)
∆∆m =

 m1   msb
= 0,15 % < 2 %
 msb

Vậy kích thƣớc sơ bộ thỏa mãn .
2. 3. Nghiệm lại khối lượng tàu theo các kích thước chủ yếu.
m = mi = 0 + DW

(2.11)

Trong đó: 0 – là khối lƣợng tàu không (Lightship weight); DW – trọng tải tàu.
2.3.1. Khối lượng tàu không 0.
Trong giai đoạn thiết kế ban đầu, khối lƣợng tàu không đƣợc chia ra thành ba thành phần
khối lƣợng sau:
(2.12)
0 = mvt+ mtbh + mm + m, tấn
Trong đó: mvt – khối lƣợng thân tàu
mtbh – Khối lƣợng các trang thiết bị, hệ thống …
mm – khối lƣợng trang thiết bị năng lƣợng
m– Khối lƣợng dự trữ lƣợng chiếm nƣớc.
 Khối lượng thân tàu mvt :
mvt = mv+mtt = 495 tấn
(2.13)
Trong đó: mv – Khối lƣợng phần thân chính của vỏ tàu; mtt – Khối lƣợng phần thƣợng
tầng.
Khối lƣợng phần thân chính của vỏ tàu có thể đƣợc xác định theo công thức:
mv = k1Lk2Bk3Dk4, tấn
(2.14)
mv  0,0263.69,81,675.11,70,85.70,28  450

(T)

Giá trị của các hệ số k trong công thức (2.14) đƣợc xác định dựa vào bảng sau:
k1
k2
k3
k4
Tàu chở hàng tổng hợp
0,0263
1,675

0,850
0,280
Khối lƣợng Khối lƣợng phần thƣợng tầng có thể đƣợc xác định sơ bộ dựa vào khối
lƣợng phần thân chính của vỏ tàu và loại tàu:
10


- Đối với tàu hàng khô:
mtt = (10÷12)%mv=0,1.1 = 45 (T)
 Khối lượng các trang thiết bị và hệ thống mtbh:
mtb = k1(L.B.D)k2, tấn

(2.15)

mtb=0,5166.(69,8.11,7.7)0,75= 340 (T)
Giá trị của các hệ số k trong công thức (2.15) đƣợc xác định dựa vào bảng sau:
k1
k2
Tàu chở hàng tổng hợp
0.5166
0.75
 Khối lượng trang thiết bị năng lượng:
mm = k1.Nek2

(2.16)

Trong đó: Ne – công suất của tổ hợp thiết bị năng lƣợng, cv.
Giá trị của các hệ số k1 và k2 trong công thức (2.16) phụ thuộc vào loại máy chính
và đƣợc xác định dựa vào bảng sau:
Động cơ diesel (2 kỳ)

Động cơ diesel (4 kỳ)
2 x Diesel (2 kỳ)
Turbine hơi

k1
2.41
1.88
2.35
5.00

k2
0.62
0.60
0.60
0.54

-Tính sức cản:
Ta sử dụng phƣơng pháp Holtrop- Mennen để tính lực cản của tàu.
Giới hạn của phƣơng pháp:
L/B

B/d

CP

5,1
2,4
0,7

Ta có:
L/B= 6

;

B/d= 2,5 ; CP= 0,72

Vậy thông số của tàu thỏa mãn giới hạn trên nên
Ta có:
Sức cản toàn bộ của tàu:
RT  RF 0 (1  k1 )  RAPP  Rw  RB  RTB  RA

Trong đó:
RFO(1+k1)_Sức cản ma sát tƣơng đƣơng
11


RAPP - Sức cản phần nhô
Rw - Sức cản sóng
RB - Sức cản áp suất bổ xung do mũi
RTB - Sức cản áp suất bổ xung do ngập đuôi kiểu tuần dƣơng
hạm
RA - Hiệu chỉnh sai khác mô hình tàu
*Sức cản ma sát tƣơng đƣơng
TT

Đại lượng

K.hiệu

Đ.vị

Kết quả

1

Vận tốc tàu

vs

knot

10

2

Vận tốc tàu

v

m/s

5,14

v2

3

26,4

m2

4

Diện tích mặt ƣớt

S

5

Renol

Re.10-6

836

6

Hệ số

CF

0,00291

7

Hệ số

C13

1,03

8

Hệ số

C12

0,54

9

H.số béo dọc

CP

0,79

LR

26,7

10

505,86

11

Hoành độ TĐ tâm nổi

12

1+k

13

R=0,5CF.v2.S.

kN

193,57

14

R(1+k)

kN

251,65

lcb

%L

0,44
1,3085

*Sức cản phần phụ

TT

Hạng mục tính

Ký hiệu

Đơn vị

Kết quả

1

Diện tích mặt ƣớt của phần
phụ

SAPP

m2

167,057

2

Tốc độ tàu

v

m/s

7,7865
12

3

Hệ số sức cản ma sát

CF0

-

0,00291

4

Yếu tố hình dáng của phần
phụ

1+k2

-

1,4

5

Sức cản phần nhô

RA

kN

21,54

*Lực cản sóng
TT

Hạng mục tính

Ký hiệu

Đơn vị

Kết
quả

1

Hệ số

C7

-

0,1645
5

2

Hệ số

C3

-

0

3

Smax của Sn quả lê
tại Bqlmax

ABT

m2

0

4

Mớn nƣớc đo tại
trụ mũi

dF

m2

7

5

Chiều cao cách
chuẩn của tâm diện
tích ABT

hB

m

0

6

Hệ số

C1

-

3,029

8

Hệ số

C2

-

1,00

9

Hệ số

C5

-

1
13


10

S vách đuôi chìm
trong nƣớc

AT

m2

0

11

Hệ số

C16

-

1,1991

12

Hệ số

m1

-

2,1231

13

Hệ số



-

0,9131

14

Hệ số

C15

-

1,69

15

Hệ số

m2

-

0

16

Sức cản sóng

KN

99

RW

*Lực cản phụ mũi quả lê
TT

Đại lượng

K.hiệu

Đ.vị

Kết quả

1

Vận tốc tàu

vs

knot

10

2

Vận tốc tàu

v

m/s

5,14

dF

7

hB

4,276

ABT

0

3

Fri

1,42

4

PB

0

5

RB

kN

0
14


*Hiệu chỉnh mô hình và tàu thực
TT

Đại lượng

K.hiệu

Đ.vị

Kết quả

1

Vận tốc tàu

vs

knot

10

2

Vận tốc tàu

v

m/s

5,14

v2

3

52,13
m2

4

Diện tích mặt ƣớt

S

5

Hệ số

C4

0,04

6

Hệ số

CA

0,0005

7

Hiệu chỉnh

RA

2505,86

kN

29,71

*Bảng tính sức cản:
TT

Đại lượng

K.hiệu

Đ.vị

Kết quả

1

Vận tốc tàu

vs

knot

10

2

Vận tốc tàu

v

m/s

5,14

3

R(1+k1)

kN

251,65

4

Rapp

kN

21,54

5

Rw

kN

99

6

RB

kN

0

7

RA

kN

29,71

8

R

kN

116,53

9

Ne

kW

764,04

15


Vậy công suất máy chính:
Ne’= Ne.1,15= 878,65 kW = 1195 cv
Chọn động cơ chính
Chọn máy: MA28GSC-35 của hãng MITSUBISHI
+ Động cơ 4 kỳ.
+ PS = 883 ,kW.
+ n = 350 ,rpm .
+ Trọng lƣợng: 22 tấn
2.3.2. Trọng tải tàu DW
 Khối lượng thuyền viên, lương thực, thực phẩm, nước uống:
m14 = m1401 + m1402 + m1403=12,7 (T)

(2.20)


m1401- khối lƣợng thuyền viên và hành lý: m1401 = nTV.a=16.140=2,3(T)
trong đó: nTV - số thuyền viên (lựa chọn theo tàu mẫu)
a - khối lƣợng thuyền viên và hành lý (a = 130 -150 kg/ngƣời)

m1402: khối lƣợnglƣơng thực, thực phẩm: m1402 = nTV.b.t=16.5.5=0,4(T),

trong đó: b - dự trữ thực phẩm cho một thuyền viên trong một ngày đêm.
b =(35) kg/ngƣời/ngày;
t - thời gian hành trình của tàu.


m1403 - khối lƣợng nƣớc uống và nƣớc sinh hoạt:

m1403 = nTV.c.t=16.125.5=10 (T),
trong đó: c- dự trữ nƣớc ngọt cho một ngƣời trong một ngày đêm,
c= (100  150) lít/ngƣời/ ngày
 Khối lượng hàng hoá
m15 = DW- (m14 + m04)=3493-(12,7+190)=3290 (T)

(2.22)

Sau khi thu tính toán đƣợc tất cả các thành phần khối lƣợng, ta lập bảng tổng hợp
các khối lƣợng thành phần theo bảng 2.1:
Bảng tổng hợp các khối lượng thành phần
STT

Khối lƣợng thành phần

Kí hiệu

Đơn vị

Giá trị

1

Khối lƣợng thân tàu

mvt

tấn

495

2

Khối lƣợng các thiết bị và hệ

mtbh

tấn

340
16


thống..
3
4
5
6
So sánh:

Khối lƣợng TBNL
Khối lƣợng thuyền viên, dự trữ
LTTP và nƣớc ngọt

Khối lƣợn hàng hóa
Tổng

m04

tấn

190

m14

tấn

12,7

mi

tấn
tấn

3290
4327

 mi   m
100%  1,12 % < 2%
m

(2.23)

Thỏa mãn điều kiện.

2.4.Kiểm tra độ tin cậy của công thức xác định ∆0.
Ta có bảng sau:
Tàu mẫu

Xuân Lộc 01

Đại Nam 38

∆0 tính toán

2410

2613,52

∆0 thực tế

2337

2456

% Sai số

3,03

6,03

Từ bảng trên ta thấy: -10%< ∆0< 10%
Mục đích: kiểm tra độ tin cậy của công thức tính ∆0 nhằm đƣa khc ( hệ số hiệu chỉnh)
vào công thức tính ∆0
Từ bảng kiểm tra công thức tính ∆0 cho tàu mẫu ta thấy công thức trên đảm bảo do vậy

khc = 1
2.5. Kiểm tra dung tích, ổn định, chòng chành
2.5.1. Dung tích
Vyc=p.mh=1,52.3290 = 5000,8 (m3)
Chọn :

p=1,52 Theo đề bài.

Dung tích yêu cầu của khoang hàng:
Vyc=p.mh, m3

(2.24)

Trong đó: p – thể tích riêng của hàng hóa;
mh –khối lƣợng hàng tàu chuyên chở, tấn.
Dung tích thực tế của khoang hàng:
 Đối với tàu hàng khô có buồng máy đặt ở phía đuôi tàu, dung tích thực tế của
khoang hàng có thể đƣợc xác định theo công thức sau:
17


Vtt= CBP Lkh.B.(D-hdd), m3

(2.25)

Dung tích thực tế:
3

Vtt  CBP .Lkh .B( D  hdd )  0,94.69,8.11,7.(7-0,8)=4959,5 (m )

Trong đó: Lkh – chiều dài vùng khoang hàng; CBP – hệ số béo thể tích của vùng
khoang hàng; hdd – chiều cao đáy đôi.
Chiều dài vùng khoang hàng : 23,65
(2.27)

Hình 2.1. Sơ đồ tàu hàng khô và tàu dầu có khoang máy nằm ở phía đuôi tàu
Chiều dài khoang máy và chiều dài khoang đuôi đƣợc xác định từ tàu mẫu qua chiều
dài tƣơng đối. Trong trƣờng hợp không có số liệu của tàu mẫu, chiều dài khoang máy có
thể lấy theo công thức kinh nghiệm (2.25), còn chiều dài khoang đuôi đƣợc xác định sơ
bộ dựa trên hình 2.2.
Lm = (0,12  0,13)L=0,13.69,8 = 10 , m

(2.28)

L a /L , %
10
9
8
7
6
5
4
3
30

50

70

90

110

130

150

L, m

Hình 2.2. Quan hệ giữ chiều dài tƣơng đối của khoang đuôi với chiều dài tàu
Chiều dài khoang mũi đƣợc xác định theo yêu cầu của Quy phạm (nằm trong
khoảng (5-8)%L nhƣng không đƣợc lớn hơn 10 m).

18


Chiều cao đáy đôi của tàu đƣợc xác định đựa trên tàu mẫu. Sau khi lựa chọn chiều
cao đáy đôi xong, cần phải kiểm tra xem nó có thỏa mãn yêu cầu về chiều cao đáy đôi tối
thiểu theo yêu cầu của Quy phạm hay không.
Chiều dài khoang mũi: Lf = 9 , m
Chiều dài khoan đuôi: La = 3,5 , m
Chiều cao đáy đôi hdd 

B 11, 7
=
= 0,73 (m), chọn hdd = 0,8 ,m
16
16

CBP – hệ số béo thể tích của vùng khoang hàng, trong giai đoạn thiết kế ban đầu có

thể xác định theo công thức sau [STĐT tập1]:
CBP = CB+0,15=0,75+0,15=0,9

(2.29)

Sau khi tính toán đƣợc dung tích khoang hàng thực tế và dung tích yêu cầu của
khoang hàng
Vtt  Vyc
Vyc



100% 

0,8 % < 2%

Vtt > Vyc , tàu thiết kế thừa dung tích chở hàng;

2.5.2. Ổn định ban đầu:
Chiều cao tâm nghiêng ban đầu min:
h0min  0,15

Mặt khác chiều cao tâm nghiêng ban đầu của tàu thiết kế là:
h0  r  ZC  ZG  0,54

Với:
ra

CW2 P B 2
B2


 1,83
T 11, 4CB T

ZB =

CWP
T  2,57
CWP  CB

ZG = k g .D  0,55.5,1  3,85
k g = 0,52  0,65 đối với các tàu hàng
Vậy: h0  h0min , tàu đảm bảo ổn định ban đầu.
2.5.3 Tính chu kì lắc:
Đƣợc xác định theo công thức sau:

19


T =

C.B
 = 12,89 (s)
h0

Trong đó: C = 0,81 đối với tàu hàng đủ tải
Tmin = 7  12 (s) (STKTĐT1)
Vậy chu kì lắc ngang của tàu đƣợc đảm bảo.d
Kết luận: Tàu thiết kế có các thông số:
L = 69,8 m

B = 11,7 m
D=7m
d = 5,1 m
m = 3493 tấn

CB = 0,75
CW = 0,763
CM = 0,972
CP = 0,7

L/B = 6
B/d = 2,5
D/d = 1,64
L/D = 9,3

DW = 2690 tấn

20


PHẦN 3 : TUYẾN HÌNH
3.1.Đặt vấn đề:
Hình dáng thân tàu do đƣờng hình dáng hay tuyến hình của tàu quyết định .
Tuyến hình của tàu ảnh hƣởng trực tiếp đến các tính năng cơ bản của con tàu nhƣ tính di
động , tính ổn định , tính ăn lái , đảm bảo sự thuận lợi để bố trí các trang thiết bị trên tàu
cũng nhƣ đầy đủ dung tích để chở hàng . Ngoài ra tuyến hình còn đảm bảo cho khả năng
công nghệ đóng tàu và tính thẩm mỹ của con tàu .
Mỗi một loại tàu lại có những yêu cầu về tính năng riêng do đó tuyến hình
từng loại tàu cũng khác nhau. Trong khi thiết kế phải chú ý đến đặc điểm của con tàu mà
thiết kế đƣờng hình dáng cho thích hợp . Tuy vậy cũng có thể đƣa ra một số yêu cầu

chung khi thiết kế tuyến hình . Đó là :
- Tối ƣu hóa về mặt sức cản
- Đảm bảo cho tàu vận hành tốt trên sóng
- Phối hợp tốt với sự làm việc của thiết bị lái và thiết bị đẩy
- Thuận lợi cho quá trình công nghệ
Thiết kế tuyến hình cũng có nhiều phƣơng pháp nhƣ tính chuyển từ tàu mẫu ,
thiết kế theo mô hình , thiết kế mới , phƣơng pháp tính chuyển cục bộ ..
Mỗi phƣơng pháp có những ƣu, nhƣợc điểm khác nhau:
Ở đây tôi chọn phƣơng pháp tính chuyển từ tầu mẫu, phƣơng pháp này dựa vào việc
thống kê các tầu mẫu từ đó lựa chọn ra các thông số thích hợp để tận dụng cho tàu cần
thiết kế
3.1.1. Các thông số chủ yếu của tàu mẫu:
Chiều dài thiết kế

: LTK

= 69,98

,m

Chiều rộng tàu

:

B

=

11,3

,m

Chiều chìm tàu

:

d

=

5,3

,m

Chiều cao mạn

:

D

=

6,3

,m

Các hệ số béo :
CB = 0,75
CW = 0,76
CM = 0,97

21


3.1.2. Kích thước chủ yếu tàu thiết kế:
Chiều dài thiết kế

: LTK

= 69,8

Chiều rộng tàu

:

B

=

11,7

,m

Chiều chìm tàu

:

d

=

5,1

,m

Chiều cao mạn

: D

=

7

,m

,m

Các hệ số béo :
CB
CW
CM
CP

= 0,75
= 0,76
= 0,97
= 0,7

3.1.3. Các tỉ số đồng dạng:

la 

LTK
69,8

 0, 99
LM
69, 98

ba 

BTK 11, 7

 0, 95
BM
12, 3

ta 

dTK
5,1

 0, 96
dM
5, 3

+ Mũi tàu : mũi tàu có ảnh hƣởng đến sức cản sóng và tính ổn định của tàu.
Chọn mũi tàu có dạng nhƣ sau.

22

+ Đuôi tàu :

MBC

3.2. Nghiệm lại lượng chiếm nước và các thông số của tàu thông qua tuyến hình vừa
xây dựng:
- Bảng tính diện tích sƣờn:
Sƣờn 0:
SN 0
0
500
1000
2000
3000
4000
5000
6000
ĐNTK

yi(m)
0
0
0
0
0
0.901
2.327
3.257

3.976

A0 = T. yi.ki

Sƣờn 1

ki

yi.ki
0
0
0
0
0
0
0
1.323
1

0
0
0
0
0
0
0
4.309
3.976
8.285

Sƣờn 2
23


SN 1

yi(m)

ki

yi.ki

SN 2

yi(m)

ki

yi.ki

0

0.120

0.94

0,113

0

0.620

1

0.62

500

0.557

1.94

1,081

500

1.516

2

3.032

1000

0.675

2

1.35

1000

1.821

2

3.642

2000

0.841

2

1.682

2000

2.283

2

4.566

3000

1.266

2

2.532

3000

2.876

2

5.752

4000

2.450

2

4.9

4000

3.749

2

7.498

5000

3.463

2

6.926

5000

4.492

2

8.984

6000

4.226

2

8.452

6000

5.079

2

10.158

ĐNTK

4.734

1

4.734

ĐNTK

5.399

1

5.399

31.77

A0 = T. yi.ki

A0 = T. yi.ki

Sƣờn 3

SN 3

49.651

Sƣờn 4

yi(m)

ki

yi.ki

SN 4

yi(m)

ki

yi.ki

0

1.354

1

1.354

0

2.317

1

2.317

500

2.630

2

5.26

500

3.759

2

7.518

1000

3.067

2

6.134

1000

4.267

2

8.534

2000

3.722

2

7.444

2000

4.903

2

9.806

3000

4.332

2

8.664

3000

5.383

2

10.766

4000

4.923

2

9.846

4000

5.720

2

11.44

5000

5.390

2

10.78

5000

5.949

2

11.898

6000

5.733

2

11.466

6000

6.065

2

12.13

ĐNTK

5.887

1

5.887

ĐNTK

6.097

1

6.097

66.835

A0 = T. yi.ki

A0 = T. yi.ki

80.506

24


Sƣờn 5

SN 5

Sƣờn 6

yi(m)

ki

yi.ki

SN6

yi(m)

ki

yi.ki

0

3.335

1

3.335

0

4.172

1

4.172

500

4.716

2

9.432

500

5.407

2

10.814

1000

5.184

2

10.368

1000

5.771

2

11.542

2000

5.676

2

11.352

2000

6.055

2

12.11

3000

5.924

2

11.848

3000

6.126

2

12.252

4000

6.065

2

12.13

4000

6.146

2

12.292

5000

6.136

2

12.272

5000

6.150

2

12.3

6000

6.150

2

12.3

6000

6.150

2

12.3

ĐNTK

6.150

1

6.15

ĐNTK

6.150

1

6.15

A0 = T. yi.ki

89.187

A0 = T. yi.ki

Sƣờn 7

Sƣờn 8,9,10

SN 7

SN 8-9-1011-12-13
yi(m)

yi(m)

ki

yi.ki

93.932

ki

yi.ki

0

4.661

1

4.661

0

4.897

1

4.897

500

5.798

2

11.596

500

5.932

2

11.864

1000

6.068

2

12.136

1000

6.143

2

12.826

2000

6.150

2

12.3

2000

2

12.3

3000

6.150

2

12.3

3000

6.150
6.150

2

12.3

4000

6.150

2

12.3

4000

2

12.3

2

12,3

2

12.3

1

6.15

5000

6.150

2

12.3

5000

6000

6.150

2

12.3

6000

ĐNTK

6.150

1

6.15

ĐNTK

A0 = T. yi.ki

96.043

A0 = T. yi.ki

6.150
6.150
6.150
6.150

96.697

25