Thiết kế tàu container chạy cấp không hạn chế, chở 960 TEU với khối lượng của một container là 10,6 tấn, vận tốc 16,5 knots

PHẦN I
TUYẾN ĐƯỜNG-TÀU MẪU

9


1.1.Tuyến đường
1.1.1.Cảng Hải Phòng.
1.1.1.1.Vị trí địa lí và điều kiện tự nhiên.
- Cảng Hải Phòng nằm ở hữu ngạn sông Cửa Cấm ở vĩ độ 20°52 Bắc và kinh độ
106°40 Đông.
- Chế độ thủy triều là nhật triều với mức nước triều cao nhất là +4,0 m, đặc biệt cao
+4,23 m, mực nước triều thấp nhất là +0,48 m đặc biệt thấp là +0,23 m.
- 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.
- Cảng Hải Phòng cách phao số “0” khoảng 20 hải lý, từ phao số “0” vào cảng phải
qua cửa Nam Triệu, kênh đào Đình Vũ rồi vào sông Cửa Cấm. Cảng Hải Phòng nằm ở
vùng trung tâm sông Hồng. Sông Hồng mang nhiều phù sa nên tình trạng luồng lạch
vào cảng rất không ổn định.
-Giới hạn chiều chìm ra vào cảng từ 6-9 m.
1.1.1.2.Cơ sở vật chất của cảng.
- Có 11 bến được xây dựng từ năm 1967 và kết thúc vào năm 1981, dạng tường cọc
ván thép một neo với tổng chiều dài 1787 m. trên mặt bến có cần trục cổng (Kirop và
KAMYHA) có trọng tải từ 5 đến 16 tấn. Các bến đảm bảo cho tàu 10 000 tấn cập
cầu. Từ cầu 1 đến cầu 5 thường xếp dỡ hàng kim khí, bách hóa, thiết bị. Bến 6 và 7
xếp dỡ hàng nặng. Bến 8 và 9 xếp dỡ hàng tổng hợp. Bến 11 xếp hàng lạnh.
- Toàn bộ kho của cảng (trừ kho 2a và 9a) có tổng diện tích là 46.800 m2, các kho
được xây dựng chung theo tiêu chuẩn của một cảng hiện đại, có đường sắt trước bến,
sau kho thuận lợi cho việc xếp hàng. Kho mang tính chất chuyên dụng. Ngoài ra còn
có các bãi chứa hàng với tổng diện tích 183.000 m2 (kể cả diện tích đường ô tô), trong
đó có 25.000 m2 bãi nằm ở mặt bến 6. Tải trọng trên mặt bến 4 tấn/m2, dải tiếp phía

sau rộng 6 m là 6 tấn/m2 tiếp theo đó bình quân 10 tấn/m2.
- Đường sắt trong cảng có khổ rộng 1,0 m với tổng chiều dài 1560 m gồm đường sắt
trước bến, bãi kho sau, ga lập tàu phân loại.
1.1.2 Cảng Kobe (Nhật Bản).
1.1.2.1 Vị trí địa lí và điều kiện tự nhiên.
-Cảng nằm ở vĩ độ 34040 Bắc và 135012 kinh độ Đông. KoBe là cảng tự nhiên, có
thuận lợi ở phía Bắc vịnh Osaka được che kín bằng hệ thống phức tạp và đê chắn sóng
(có 7 đê chắn sóng). KoBe là cửa ngõ quan trọng của Nhật Bản trong việc quan hệ với
Trung Quốc và Triều Tiên.
-Giới hạn chiều chìm ra vào cảng là 11-12,2 m
1.1.2.2 Cơ sở vật chất của cảng.
- Cảng KoBe có 12 bến thuộc sự quản lý của Chính quyền thành phố và 4 bến tư nhân
thuộc các tập đoàn công nghiệp.Trên cảng có cần cẩu cố định,cần cẩu nổi, cần cẩu di
động có sức nâng đến 100 tấn và hơn 100 tấn.
- Vùng trung tâm của cảng có khu bến Shinko gồm 12 bến có tổng chiều dài 6655 m
cho phép một lúc đậu 35 tàu viễn dương. Đây cũng là trung tâm phục vụ hành khách
trong nước và chuyển tải từ Mỹ qua Australia khoảng 11.500 người/năm, cong hàng
hóa qua khu này chủ yếu là hàng bách hóa.
10


- Khu Hyogo có 3 bến với tổng chiều dài 1089 m, độ sâu từ -7,2 đến -9,0 m, cùng một
lúc có thể tiếp nhận 17 tàu viễn dương.
- Khu Maya có 4 cầu tàu với 21 chỗ neo đậu, độ sâu bến trước từ 10,0 đến 12,0 m, khu
này chủ yếu phục vụ tàu Liner Bắc Mỹ.
- Khu bến Higachi có 4 bến sâu(5,5 m – 7 m) tiếp nhận tàu RoRo có tổng diện tích 7,8
ha.
1.1.3 Tuyến đường.
1.1.3.1. Khí hậu.
- Khu vực nói chung là khu vực nóng ẩm mưa nhiều,vì nằm trong vùng nhiệt đới gió

mùa. Gió mùa hạ ẩm ướt thổi vào tháng 5 đến tháng 10 theo hướng Đông Nam - Tây
Nam. Gió mùa khô lạnh thổi từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau. Do ảnh hưởng của gió
mùa nên lượng mưa hàng năm lớn, trung bình hàng năm có 135/136 ngày có mưa và
80% lượng mưa tập trung từ tháng 6 đến tháng 8.
- Do ảnh hưởng của gió mùa lạnh nên ở đây có xương mù vào buổi sáng hoặc tối,
khoảng thời gian từ tháng 2 đến tháng 4 nên ảnh hưởng đến tầm nhìn của tàu.
1.1.3.2. Thủy văn.
- Tuyến đường này có ảnh hưởng của nhật triều dao động, mực nước tương đối lớn,
dòng hải lưu trên tuyến chịu ảnh hưởng của dòng hải lưu Sumio,dòng hải lưu này chảy
từ bờ biển Châu Á lên phía Bắc rồi theo bờ biển về Châu Mỹ quay về xích đạo tọa
thành một vòng kín và dòng hải lưu lạnh chảy ngược từ Bắc Mỹ về phía Nam theo bờ
biển Châu Á.
1.1.3.3. Hải lưu.
- Trên tuyến này chịu ảnh hưởng của hai dòng hải lưu: một dòng từ phía Bắc chảy
xuống và một dòng từ vịnh Thái Lan theo sát bờ biển Malayxia qua bờ biển
Campuchia, tốc độ dòng chảy nhỏ nên không ảnh hưởng đến hoạt động của tàu thuyền.
1.1.3.4. Thủy triều.
- Hầu hết vùng biển đều có ảnh hưởng của chế độ nhật triều, biên độ dao động tương
đối lớn từ 2 m đến 5 m.
1.1.3.5. Sương mù.
- Vào buổi sáng và buổi tối vùng biển này thường có sương mù, trung bình một năm
có tới 115 ngày có sương mù.
1.1.3.6. Giới hạn chiều chìm.
Giới hạn chiều chìm tàu ra vào cảng là 6-9 m
1.1.3.7. Gió.
- Gió Đông Nam thổi từ tháng 6 đến tháng 10. Gió Bắc thổi từ tháng 11 đến tháng 3
năm sau. Giữa hai mùa thường là thời gian chuyển tiếp lên gió nhẹ (cấp 2 đến cấp 3),
nhưng có thời gian gió tới cấp 7 nên ảnh hưởng đến sự ổn định và chòng chành của
tàu.
1.1.3.8. Bão.

- Có ảnh hưởng tới hoạt động của tàu và sự an toàn của hàng hóa. Khu vực này thường
có bão với cường độ lớn thường từ cấp 6,7 đôi khi gió giật mạnh cấp 12 trên cấp 12.
11


Bão thường xuất hiện từ tháng 6 đến tháng 9. Vị trí xuất hiện bão thường từ quần đảo
Philippin hay từ bờ biển phía nam Trung Quốc. Trên tuyến đường này xuất hiện sóng
hồi hay sóng dừng, biên độ dao động từ 2,5 – 3,2 m, chiều dài sóng từ 15 – 80 m.
1.1.3.9. Quãng đường.
- Quãng đường giữa hai cảng Hải Phòng và KoBe(Nhật Bản) là :1822 hải lý.
1.2.Tàu mẫu

Tên tàu

DIANA J

RUILOBA

BG IRELAND

Sức chở hàng

974 TEU

1267 TEU

750 TEU

Chiều dài lớn nhất

139,6 m

159,8 m

134,65 m

Chiều dài giữa hai đường
vuông góc
Chiều rộng

133,25m

143,00 m

125,6 m

22,20 m

24,8 m

21,5 m

Chiều cao mạn

9,5 m

14 m

9,3 m

Chiều chìm

6,5 m

8,4 m

7,1 m

Chiều cao đáy đôi

1,65 m

-

1,4 m

Chiều dày mạn kép

1,75 m

-

1,5 m

756 TEU

750 TEU

525 TEU

218 TEU

517 TEU

225 TEU

18,4 knost
8400kw

18,7 knost
10,395 kw

18 knost
7200 kw

Thông số

Số container xếp trên
boong
Số container xếp trong
khoang hàng
Vận tốc
Công suất máy

12


PHẦN II:
KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU

13


2.1. Xác định sơ bộ lượng chiếm nước:
Trong giai đoạn thiết kế ban đầu với mtbcont = 10,6 t thì giá trị lượng chiếm nước
được tính theo công thức:
∆= 71,02.n0,7814cont=71,02.9600,7814 =15196(t)
ncon = 960 – số container mà tàu chở theo yêu cầu thiết kế.
D, t

25000

D max = 402,92n con 0,5684
20000

D = 146,92n con 0,6955
15000

10000

D min = 71,02n con 0,7814
5000

0
0

200

400

600

800

1000

1200

n con , TEU

Hình 2.1. Quan hệ giữa lượng chiếm nước với dung tích chở container của tàu
2.2. Xác định các kích thước chủ yếu :
2.2.1.Xác định chiều dài tàu :
Đối với các tàu container có dung tích chở dưới 2000 TEU thì sơ đồ xếp
container theo chiều dài tàu, vị trí buồng máy... có dạng đặc trưng như trên hình 2.2:

Hình 2.2. Sơ đồ tính toán chiều dài tàu container
Chiều dài tàu container được hợp thành bởi các thành phần sau:
L  L f  Lml  Lkh  Lm  La , m
Trong đó:
14


Lf – chiều dài khoang mũi:
Lf = af.L , m.
af = 0,054  0,002
La – chiều dài khoang đuôi:
La = aa.L , m
aa = 0,06  0,003
Lml – chiều dài buồng mũi lái:

Lml = aml.L , m
aml = 0,018  0,005
Lkh – tổng chiều dài vùng khoang hàng:
Lkh = kkh nbay lTeu
lTeu – là chiều dài của một container 20ft tiêu chuẩn (lTeu =6,1 m)
nbay – là số ô container 20ft theo chiều dài trong khoang hàng
kkh = 1,163  0,035
Lm – chiều dài buồng máy:
Lm  0,119L  2, 27 , m
 L  а f L  аml L  k kh .nkh .lTeu  Lm  аa L (*)
Nếu lấy các giá trị trùng bình của các hệ số
аf = 0,054; аа = 0,06;
аml = 0,018;Lm =0,119L+2,27;
kkh =1,19; lTeu =6,1
thế vào công thức (*) thì ta thu được công thức :
L = 9,45nbay + 3,02
Chọn nbay = 14  L = 9,45.14+3,02 = 135,3 (m)
2.2.2.Xác định chiều rộng tàu :
Chiều rộng tàu container B được hợp thành bởi chiều rộng khoang hàng Bkh và
chiều rộng mạn kép bmk .
В = Вkh + 2 bmk
Trong đó :
Bkh – chiều rộng khoang hàng:
Bkh = k1nrowbcon
k1 = 1,10 - 0,0048.nrow
nrow = 7 – Số dãy container theo chiều ngang trong khoang hang
bcon = 2,438 ,m – chiều rộng của 1 container
bmk. = 1,75 , m – chiều rộng mạn kép
B = (1,1 – 0,0048 .7).7.2,438 + 2.1,75 = 21,7 ( m)


2.2.3.Xác định chiều cao mạn :
D  hdd  hkh
hkh  ntier .hcon  hmq +hc - chiều cao khoang hàng

ntier = 4 – số lớp container trong khoang hàng
hcon = 2,591 , m – chiều cao của 1 container
hmq = 1,7  0,1 ,m – chiều cao miệng quầy
hc = 0,4 m –khoảng cách giữa lớp cont với đáy tàu và nắp hầm hàng
0,16
hdd  0, 49.ncon
 0,15 - chiều cao đáy đôi của tàu
15


= 0,49.6000,16 0,15 =1,47 0,15
Chọn hdd = 1,6 , m ( chọn theo tàu mẫu)
 D = 1,6 + 4.2,591 – 1,8+0,4 = 10,6 (m)
2.2.4.Xác định các hệ số béo :
2.2.4.1.Hệ số béo thể tích :
Theo tác giả Watson-Gilfillan :
1
 23  100 Fr 
CВ  0,7  arctg 
 = 0,69
8
4


v
Fr - số Froud,

= 0,24
Fr 
gL

v - vận tốc tàu, v = 16,5 (knost)=8,49 m/s
g - gia tốc trọng trường, g = 9,81 ,m/s2
L - chiều dài thiết kế, L = 135,3 (m)
2.2.4.2 Hệ số béo đường nước:
Theo Linblad đối với các tàu vận tải có thể xác định CWP theo công thức:
CWL = 0,98.C1/2
(CT 6.28(LTTKTT))
B ±0,06 = (0,748÷ 0,868)
Chọn CWL = 0,82
2.2.4.3 Hệ số béo sườn giữa:
Chọn CM = 0,96 –theo tàu mẫu
2.2.4.4. Hệ số béo dọc:
Hệ số béo dọc xác định theo công thức:
CP = CB/CM = 0,71
2.2.4.5. Hệ số béo thẳng đứng:
Hệ số béo dọc xác định theo công thức:
CVP = CB/CWP = 0,84
2.2.5.Xác định chiều chìm tàu:
Từ phương trình sức nổi:
msb  k CB LBT
 T=

 msb
15196
= 7,3 (m)


k CB LB 1, 005.1, 025.0, 69.135,3.21, 7

2.2.6.Kiểm tra các tỉ số kích thước :
L
=6,23
B

L
= 12,76
D

B
=2,97
T

D
=1,45
T

B
=2,04
D

Thỏa mãn các giới hạn:
4,90≤ L/B ≤ 7,90;
2,10≤ B/T ≤3,55;
9,50≤ L/D ≤ 15,50;
16

1,60≤ B/D ≤2,75;
1,15≤ D/T ≤1,5;
Vậy các kích thước của tàu:
Thông số

Kí hiệu
L
B
D
T
CB
CM
CP
CWL
CVP

Chiều dài thiết kế
Chiều rộng thiết kế
Chiều cao mạn
Chiều chìm thiết kế
Hệ số béo thể tích
Hệ số béo sườn giữa
Hệ số béo dọc
Hệ số béo đường nước
Hệ số béo thẳng đứng

Đơn vị
m
m
m

m
-

Gái trị
135,3
21,7
10,6
7,3
0,69
0,96
0,71
0,82
0,84

2.3.Xác định số container tối đa tàu chuyên chở.
Dung tích chở container của tàu không được nhỏ hơn so với yêu cầu từ nhiệm
vụ thiết kế:
ncon  (ncon )nvtk
Sử dụng phương pháp Holtrop-Menen để tính toán lực cản
Bảng 2.8. Tính lực cản của tàu thiết kế
Đại lượng
Đơn vị

STT

Các giá trị tính toán

tính toán
1

vS

2

hl/h

15

15.5

16

16.5

17

Fr

0.216

0.223

0.230

0.238

0.245

3

CP

0.714

0.714

0.714

0.714

0.714

4

lcb

%L

-1.500

-1.500

-1.500

-1.500

-1.500

5

LR

m

32.643

32.643

32.643

32.643

32.643

6

c12

0.530

0.530

0.530

0.530

0.530

7

c13

1.030

1.030

1.030

1.030

1.030

8

1+k1

1.258

1.258

1.258

1.258

1.258

17


m2

9

S

10

Re.10-9

0.843

0.871

0.899

0.927

0.955

11

CF.103

1.564

1.557

1.551

1.545

1.539

12

RF

177.339

188.583

200.149

212.038

224.248

13

1+k2

2.800

2.800

2.800

2.800

2.800

14

RAPP

6.967

7.410

7.865

8.334

8.815

15

c7

0.163

0.163

0.163

0.163

0.163

16

iE

24.12

24.12

24.12

24.12

24.12

17

c1

2.379

2.379

2.379

2.379

2.379

18

c3

0.093

0.093

0.093

0.093

0.093

19

c2

0.562

0.562

0.562

0.562

0.562

20

c5

0.918

0.918

0.918

0.918

0.918

21

c16

1.241

1.241

1.241

1.241

1.241

22

m1

-2.109

-2.109

-2.109

-2.109

-2.109

23

c15

-1.694

-1.694

-1.694

-1.694

-1.694

24

m4

-0.004

-0.006

-0.010

-0.015

-0.021

25

λ

0.849

0.849

0.849

0.849

0.849

26

Rw

41.163

52.737

66.828

83.091

100.763

27

PB

1.021

1.021

1.021

1.021

1.021

28

Fri

1.225

1.256

1.286

1.316

1.345

29

RB

7.514

7.860

8.201

8.536

8.864

kN

kN

độ

kN

kN

3717.095 3717.095

3717.095

3717.095 3717.095

18


30

FrT

2.705

2.795

2.885

2.976

3.066

31

c6

0.092

0.088

0.085

0.081

0.077

32

RTR

44.814

45.972

46.982

47.834

48.515

33

c4

0.040

0.040

0.040

0.040

0.040

34

CA

35

RA

36

Rtotal

37

PE

kN

0.000463 0.000463 0.0004635 0.000463 0.000463
53

56

60

64

68

kN

376.13

407.35

441.48

478.16

516.59

kW

2902

3248

3634

4058

4517

Hiệu suất chong chóng:

 P  0,61

Hiệu suất đường trục lấy gần đúng:

T = 0,98

Dự trữ công suất máy chính:
(kW)

15%NE

Tại vận tốc tàu theo thiết kế:
(Knot)

v

Công suất máy cần thiết:

Ne 

= 16,5
PE

0,85. p .T

8576

(kW)
Chọn máy chính có công suất: chọn động cơ chính 9L42MC :
Hãng máy : MAN&BW ,số xilanh 6,số kì 4
Pđc
=
8955kW
N
=

176 rpm
Phương trình khố i lượng trong mô hình toán học thiết kế tàu container có dạng
đặc trưng như sau:


'
''
 m    mi  ncon
m con   ncon
m con
 i


Trong đó:
mi – là tất cả các khố i lượng thành phần trên tàu ngoại trừ khố i lượng hàng hóa
m con – khối lượng trung bình của container , m con = 10,6 t
19


'
– số container trong khoang hàng và trên boong tàu, thu được từ quá trình
ncon

tiến hành xếp container lên tàu
"
– số container được thêm vào «+» hoặc phải dỡ ra «-» để có thể sử dụng
ncon
được hết khả năng chở hàng của tàu.
Hay:
 m   mi  ncon mcon

i

ncon – số container tối đa sau khi đã hiệu chình
Dung tích chở container của tàu không được nhỏ hơn so với yêu cầu từ nhiệm
vụ thiết kế:
ncon  (ncon )nvtk

m

i

 0  mnl  mz

i

 0 - khối lượng tàu không

0  (mvt  mtb  mht  mtbnl )k = 2831,2 ( t)
0

Trong đó:
k∆0 – hệ số dự trữ lượng chiếm nước tàu không, kD  1, 03 .
mvt - khối lượng thân tàu:
0


L

.(1  0, 49532.CB ). 1  0,000928.  max  8,3 
 D




1,003

1,691

 L BD 
mvt  5905,98.  max 5 
 10 





mvt = 1753,504 t
Рtb - khối lượng các trang thiết bị:
 L BT 
mtb  1727, 20.  max 5 
 10 

0,724

= 388,46 t

Рht -khối lượng các hệ thống:
0,724

 L BT 
= 161,83 t

mht  856, 44.  max 5 
 10 
mtbnl - khối lượng trang thiết bị năng lượng:
N 
mtbnl  93,448. e 
 736 

0 , 775

= 444,936 t

Trong đó:
Lmax – chiều dài lớn nhất của tàu; Lmax =142,7 m
L – chiều dài thiết kế của tàu
В – chiều rộng tàu;
D – chiều cao mạn;
CB– hệ số béo thể tích;
Ne – công suất của máy chính, kW.
mnl - khối lượng dự trữ nhiên liệu, dầu mỡ và nước cấp:
mnl = knl.kM. mnl' .t.Ne = 180 t
Trong đó:
knl - hệ số, knl = 1,09 ± 0,03; chọn knl = 1,09
kM - hệ số dự trữ đi biển, kM = (1,105  1,2); chọn kM = 1,2
20


mnl' - suất tiêu hao nhiên liệu đối với động cơ diesel mnl' = 0,11  0,14 ,

kg/kW.h
t - thời gian hành trình:

t

s 1822

 110, 4 , h
v 16,5

Ne - Công suất của máy, Ne = 8955 , kW
mz – Khối lượng thuyền viên, lương thực, thực phẩm, nước uống.
mz  mtv  mlttp  mnn

mz  ptv ntv  plttp ntvt  pnn ntvt = 16,1 , t

Thành phần khối lượng này được tính toán theo biên chế thuyền viên:
Thành phần
Số lượng
Thành phần
Số lượng
Thuyền trưởng

1

Thuỷ thủ boong

8

Máy trưởng

1

Thợ máy

2

Đại phó

1

Đầu bếp

1

Phó II

1

Thợ điện

1

Phó III

1

Phục vụ

1

Tổng số

18 người

ptv -khối lượng của 1 người kể cả hành lý là 120(kg)
pnn - nước ngọt cần thiết cho 1 người một ngày đêm là 150(l) = 150(kg).
plttp - lương thực và thực phẩm là 3(kg) cho 1 người trong 1 ngày
ntv - số thuyền viên
t - thời gian hành trình và lưu bến , t = 6 ngày
Từ phương trình khối lượng:
 m   mi  ncon mcon
i

 ncon 

 m   mi
i

mcon

= 1148 > ( ncon )nvtk = 960 TEU

Như vậy tàu đảm bảo dung tích chở container

21


PHẦN III: XÂY DỰNG TUYẾN HÌNH

22

3.1. Lựa chọn phương pháp.
Ta xây dựng tuyến hình lý thuyết theo phương pháp I. A. Iacovlev.
3.2. Lựa chọn hình dáng mũi và đuôi tàu.
3.2.1. Hình dáng mũi tàu.
Chọn hình dáng mũi là mũi quả lê.Việc chọn mũi quả lê tuy làm tăng lực cản ma
sát nhưng lại làm giảm lực cản sóng, đồng thời để bù lực nổi cho tàu.Dạng mũi quả lê
được nhiều nhà nghiên cứu khuyên dùng với những tàu có Fr = 0,17 ÷ 0,32
Xác định các kích thước chủ yếu của mũi quả lê theo sách LTTKTT như sau:
 lB = LBL/L
lB = 0,102 – 0,3.Fr ± 0,006 = (0,027 ÷ 0,039)
chọn lB = 0,03 → LBL = 0,03.L = 4,126 m
 bBT = BBT/B
bBT = 0,145 ± 0,025
chọn bBT = 0,17 → BBT = 0,17.B = 3,690 m
 HB = T = 7,3 m
 ψB = 34 – 105.Fr = 9,85 ˚
 hB = HBO/T ; chọn hB = 0,72 → HBO = 0,72.T = 5,256 m
 Tỷ số fopt = ABTx/Ax
trong đó : ABTx – mặt cắt có diện tích lớn nhất của mũi quả lê, m2
Ax – Sườn có diện tích lớn nhất của tàu, Ax = CM.B.T = 153,7 m2
fopt = 0,4.(Fr – 0,1) = 0,052
→ ABTx = fopt.Ax = 8,0 m2
Các hệ số béo của mũi quả lê như sau :
 CMB = 0,65 ± 0,04 ; Chọn CMB = 0,65
 CPB = 0,76 ± 0,04 ; Chọn CPB = 0,76
 CBB = CPB.CMB = 0,494
Hình vẽ

23

Hình 3.1.Mũi quả lê
3.2.2. Hình dáng đuôi tàu.
Chọn hình dáng đuôi tàu là dạng đuôi xì gà.Việc lựa chọn dạng đuôi này cho
dòng chảy phía sau đuôi tàu tốt, đồng thời điều hòa dòng chảy tới thiết bị đẩy tốt hơn.
Xác định sơ bộ kích thước của thiết bị lái như sau :
Diện tích bánh lái sơ bộ :
Abl = μLT ,m2
0, 023
0, 03

μ – Hệ số diện tích bánh lái,
L
L
3
3
 6, 2
 7, 2
B.CB
B.CB
→ μ = (0,017 ÷ 0,026) ; Chọn μ = 0,025
→ Abl = 0,025.132.7,3 = 24,1 m2
Chiều cao bánh lái xác định sơ bộ dựa vào điều kiện :
tP + hP  0,8T
tp = 0,25hp
 hp 

0,8T 0,8.7,3

 4,85 m

1, 25
1, 25

Vậy chọn hp = 3,5 m
bbl = Abl/hp = 5,4 m
Hình vẽ:

24


Hình 3.2.Đuôi xì gà
3.3. Xây dựng các đặc trưng hình dáng.
3.3.1. Xây dựng đường cong diện tích sườn ngâm nước.
3.3.1.1.Xây dựng
+Lựa chọn phương pháp: Phương pháp gần đúng hình thang
+Xác định hoành độ tâm nổi xC:
xC
 0, 01  0, 042.Fr  0, 01 → xC  L.  0, 01  0, 042.Fr  0, 01 = (-1,3÷1,4) m
L

L – Chiều dài tàu, L = 135,3m.
Fr – Hệ số Froude, Fr = 0,23.
Chọn : xC= 0,63 m
+Phương pháp xây dựng:
- Đối với các tàu có tốc độ tương đối chậm Fr  0,25 nên thiết kế đoạn thân ống.
CB = 0,69. Theo ST KTDTT – T1.
Chọn Lp = 20%L = 27,06 m.
LE = 40%L = 54,12 m.
LR = 40%L = 54,12 m.
- Xây dựng đường cong diện tích đường sườn như sau :

1, Xây dựng hcn ABCD như hình vẽ, trong đó có các kích thước như sau :
AD = BC = Lpp = 135,3 m ; AB = CD = Ωsg = CM.B.T = 0,97.21,7.7,3 = 153,66 ;
2, Đặt đoạn thon đuôi, thân ống, thon mũi lên AD.
trong đó:
LR = 54,12; Lp = 27,06 m; LE = 54,12 m
3, Trên đoạn AB và CD ta đặt Ωd và Ωm :
Ωd = (2.Cpr - 1).Ωsg =(2.0,63 - 1).153,66 = 39,95
Ωm = (2.Cpe - 1).Ωsg =(2.0,65 - 1).153,66 = 46,1
25


trong đó : Cpr ;Cpe – Hệ số béo dọc của thon đuôi, thon mũi.
L
132
(C ps  1)  LR
(0, 70  1)  52,8
2
2
C pr 

 0, 63 ;
LR
52,8
L
132
(C pT  1)  LE
(0, 72  1)  52,8
2
2
C pe 


 0, 65
LE
52,8

trong đó : Cps ;CpT – Hệ số béo dọc của phần nửa sau ; nửa trước.




100.xB
100.0,587
CPs  CP 1 
 0, 71. 1 
 0, 70
2 
2 
 L(14  8.C p  28.CP ) 
 132.(14  8.0, 71  28.0, 71 ) 




100.xB
100.0,587
CPT  CP 1 
 0, 71. 1 
 0, 72
2 
2 

 L(14  8.C p  28.CP ) 
 132.(14  8.0, 71  28.0, 71 ) 

Hình 3.3.Đường cong diện tích sườn.
3.3.1.2.Nghiệm lại đường cong diện tích đường sườn vừa xây dựng:
Bảng 3.1 Nghiệm lại đường cong diện tích đường sườn

26


Ωi
0,383
18,452
52,135
84,177
110,47
130,732
144,549
150,75
153,66
153,66
153,66
153,66
153,66
151,38
145,292
130,008
107,22
80,18
54,26

33,135
17,03

Sườn
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20

ki
1
2
2

2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
1
Σ1

ki.Ωi
0,383
36,904
104,27
168,354
220,94
261,464
289,098
301,5
307,32

307,32
307,32
307,32
307,32
302,76
290,584
260,016
214,44
160,36
108,52
66,27
17,03
4339,49

i
-10
-9
-8
-7
-6
-5
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4

5
6
7
8
9
10
Σ2

i.ki.Ωi
-3,83
-332,136
-834,16
-1178,48
-1325,64
-1307,32
-1156,39
-904,5
-614,64
-307,32
0
307,32
614,64
908,28
1162,34
1300,08
1286,64
1122,52
868,16
596,43
170,3

372,29

+ Nghiệm lại lượng chiếm nước:
1
1 135,3
L..  Kii  .
.1,025.4339,5 = 15045,38 t
2
2 20
  m
15196  15045,38
  msb
.100 
.100  1% < 1,5%
 msb
15196
 m=

Ta có:

→ Thỏa mãn lượng chiếm nước.
+ Nghiệm lại hoành độ tâm nổi xB:
xB  L.
xB 




2

 6, 765

1

0,573  0,574
0,573

372, 29
= 0,574 m
4339,5

100  0, 2% < 1%

→ Thỏa mãn điều kiện hoành độ tâm nổi.
Vậy đường cong diện tích đường sườn vừa xây dựng là hợp lý.
3.3.2. Xây dựng đường nước thiết kế.
3.3.2.1 Xây dựng
+ Xác định hoành độ tâm đường nước thiết kế xf.
xf  

L
1, 75  CWP  3,5.CWP2  1  CWP  2,83 m
100

+ Xác định góc vào nước của đường nước thiết kế iE:
27


Theo B.A Xemenov –Chian-Sanxki : iE/2=52-139.Fr = 200.suy ra iE=40 0
+ Phương pháp xây dựng: (Các đoạn thon mũi, đuôi, thân ống chọn như trên)

1, Xây dựng hcn ABCD trong đó:
AB = CD = Lpp = 135,3 m; AD = BC = B/2 = 10,85 m.
2, Đặt các đoạn LR; Lp; LE lên đoạn DC
3, Trên đoạn AD; BC lấy các điểm tương ứng A’;B’ sao cho:
B
21, 7
(2.CW Pr  1) 
(2.0,873  1)  8,1
2
2
B
21, 7
BB '  (2.CWPe  1) 
(2.0, 778  1)  5, 79
2
2
AA ' 

trong đó:
CWPr;CWPe – Hệ số béo đường nước thiết kế tương ứng thon đuôi, thon
mũi.
CW Pr  CWP  0,125. 1  CWP  0,82  0,125. 1  0,82  0,873 ;
CW P e  CWP  0,125. 1  CWP  0,83  0,125. 1  0,83  0,767

Hình 3.4 Đường nước thiết kế
3.3.2.2 Nghiệm diện tích đường nước thiết kế
SDWL = CWP.B.L = 0,82.21,7.135,3=2407,5 m2 .
Bảng 3.2 Nghiệm diện tích đường nước thiết kế

28

Sườn
vl
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20

yi
0
2,652
6,166

8,497
9,969
10,691
10,85
10,85
10,85
10,85
10,85
10,85
10,85
10,85
10,85
10,834
10,531
9,438
7,776
5,52
2,976
0,136

ki
0,5
1,5
2
2
2
2
2
2
2

2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
1
Σ1

ki.yi
0
3,978
12,332
16,994
19,938
21,382
21,7
21,7
21,7
21,7
21,7
21,7
21,7
21,7

21,7
21,668
21,062
18,876
15,552
11,04
5,952
0,136
364,21

i
-10,5
-10
-9
-8
-7
-6
-5
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
5
6
7

8
9
10
Σ2

i.ki.yi
0
-39,78
-110,988
-135,952
-139,566
-128,292
-108,5
-86,8
-65,1
-43,4
-21,7
0
21,7
43,4
65,1
86,672
105,31
113,256
108,864
88,32
53,568
1,36
-153,528

1
1 135,3
2
.364, 21  2463,8 m
2
2 20
S
S
2407,5  2463,8
S  DWL
.100 
.100  0,15% < 1,5%
S DWL
2407,5

S = 2. L.  ki yi  2. .

Ta có:

→ Thỏa mãn diện tích đường nước thiết kế.
3.3.2.3Nghiệm lại hoành độ tâm đường nước thiết kế xf
x 'f  L.
x f 




2
1

x  xf
'
f

xf



135,3 153,5
.
 2,85 m
20 364, 21

.100 

2,85  2,83
2,83

.100  0, 7% < 1%

→Thỏa mãn hoành độ tâm đường nước thiết kế.
3.4. Xây dựng sườn lý thuyết.
3.4.1. Nội dung
Sử dụng phương pháp I.A.Kov-lep:

29


1, Lấy hcn ABCD như hình vẽ,
trong đó:

AB = CD = Yidntk;
AD = BC = T
2, Trên AB lấy I sao cho:
AI = Yitb =

i
2T

Yitb – Tung độ trung bình của sườn thứ i
3, Nối DB; DB giao với đường
vuông góc với AB tại I tại 1 điểm P.
Nối AP; PC
4, Vẽ đường cong trơn sao
chodiệntích thừa thiếu bằng nhau.
Hình 3.5 Xây dựng sườn.
3.4.2.Xây dựng sườn giữa và các sườn
thân ống
Ta chọn dạng sườn giữa có dạng đáy bằng mạn phẳng, hông tròn với bán kính
lượn hông R được tính như sau :
R  1,525 (1  CM ) BT

R  1,525. (1  0,96).21,7.7,3 =3,84 (m )

Chọn : R = 3,3 (m)
3.4.3 Bảng tung độ sườn.(exel)
3.4.4.Kiểm tra lượng chiếm nước.
Bảng 3.4. Kiểm tra lượng chiếm nước.
Sườn
vl

Ω
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

0,702
17,757
51,778
83,519
110,046
130,508
144,243
150,561
151,869
151,869
151,869
151,869
151,869

k.Ω

k
0,40
1,40
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2

0
0,98238
35,5139
103,556
167,038
220,091
261,017
288,485
301,122
303,737
303,737
303,737

303,737
303,737

i.k.Ω

i
-10,40
-10
-9
-8
-7
-6
-5
-4
-3
-2
-1
0
1
2

0
-9,824
-319,625
-828,448
-1169,265
-1320,546
-1305,083
-1153,940
-903,367

-607,475
-303,737
0
303,737
607,475
30


149,944
144,785
130,812
107,251
80,764
54,150
33,135
16,148

13
14
15
16
17
18
19
20

2
2
2
2

2
2
2
1

∑

299,889
289,57
261,623
214,502
161,529
108,299
66,269
16,1479
4314,32

3
4
5
6
7
8
9
10

899,666
1158,281
1308,115
1287,012

1130,700
866,392
596,421
161,479
367,968

1
1 135,3
L..  Kii  .
.1,025.4314,32 = 14988,02 t
2
2 20
  m
15196  14988, 02
  msb
.100 
.100  1,37% < 1,5%
 msb
15196
 m=

Ta có:

→ Thỏa mãn lượng chiếm nước.
+ Nghiệm lại hoành độ tâm nổi xB:
xB  L.
xB 




2

 6, 765

1

0,573  0,576
0,573

367,968
= 0,576 m
4314,32

100  0, 7% < 1%

→ Thỏa mãn điều kiện hoành độ tâm nổi.
Như vậy tuyến hình xây dựng trên là hợp lí.
Bảng 3.5. Thông số chính của tàu.
Thông số
Chiều dài thiết kế
Chiều rộng thiết kế
Chiều cao mạn
Chiều chìm thiết kế
Hệ số béo thể tích
Hệ số béo đường nước
Hệ số béo sườn giữa
Hệ số béo dọc
Hệ số béo thẳng đứng
Tỉ số

Tỉ số
Tỉ số
Tỉ số

Kí hiệu
L
B
D
T
CB
CWP
CM

CP
CVP

L/B
L/D
D/T
B/T

Đơn vị
m
m
m
m

Giá trị
135,3
21,7

10,6
7,3
0,69
0,82
0,96
0,71
0,84
6,24
12,76
1,45
2,97

31


PHẦN IV
BỐ TRÍ CHUNG

32


4.1 Phân khoang.
4.1.1 Khoảng sườn.
+ Yêu cầu:
Khoảng sườn chuẩn S = 2L + 450 = 2.135,3 + 450 = 720 mm
Chọn khoảng sườn sai khác khoảng sườn chuẩn không quá 250 mm
Khoảng cách sườn không nên lớn hơn 1 m
Khoảng sườn khoang mũi, khoan đuôi không lớn hơn 610 mm
Khoảng sườn trong vùng khoang hàng chọn sao cho chân đế của container nằm
trên các đà ngang.

+ Chọn khoảng sườn thỏa mãn yêu cầu
Khoảng sườn khoang đuôi Sa = 600 mm
Khoảng sườn khoang mũi Sf = 600 mm
Khoảng sườn khoang máy Skm = 780 mm
Khoảng sườn khoang hàng Skh = 780 mm
4.1.2 Phân khoang.
Lf = min (96%LW0,85D ; Lpp) = 135,3 m
Vị trí vách chống va cách đường vuông góc mũi trong khoảng từ min(5%Lf ;
10 m) tới max(8%Lf ; 5% Lf + 3m) = (6,765 ÷ 10,824) m
Khoảng cách từ vách đuôi tới đường vuông góc đuôi theo bố trí máy lái và két
dằn lái.
Chiều dài khoang máy chọn theo kích thước máy và tuyến hình ,theo kinh
nghiệm trong khoảng (10~15)%Lf = 13,53 ÷ 20,295 m
Số vách kín nước tối thiểu: tàu dài 135,3 m nên số vách tối thiểu là 6 vách.
21,7
B
= 1,085 m . Trong mọi trường hợp, h
Chiều cao đáy đôi đôi h  =
20
20
không nhỏ hơn 0,76 m và không lớn hơn 2 m.
D 10,6
= 1,18
Chiều rộng mạn kép t  =
9
9
Theo tính toán chiều dài khoang tại phần kích thước của tàu,ta có:
Chiều dài khoang đuôi : 8,4 m
Chiều dài khoang máy : 17,94 m
Chiều dài khoang hàng: 99,06 m

Chiều dài khoang mũi +mũi lái:9,9 m

Chọn thỏa mãn yêu cầu :

Tên khoang

Sườn bắt
đầu

Sườn kết
Chiều dài
Khoảng sườn
thúc
khoang (m)

- Khoang đuôi

0

14

600

8,4

- Khoang máy

14

37

780

12
33