Bài giảng Lý thuyết về tàu thủy

HIỆU QUẢ KINH TẾ ĐẢM BẢO AN TOÀN TÍNH NỔI CHỐNG CHÌM TÍNH ỔN ĐỊNH ĐIỀU KHIỂN LẮC TÀU TỐC ĐỘ Thiết kế Đóng tàu Sử dụng tàu HÌNH DÁNG BỐ TRÍ KẾT CẤU Công trình kỹ thuật phức tạp, nổi và chạy trên mặt nước 1.1.ĐẶC ĐIỂM CHUNG VỀ HÌNH DẠNG VÀ KẾT CẤU 1.1.1.Đặc điểm hình dạng - Hình dạng quyết định đến tính năng - Dạng thân trụ rỗng phần giữa, thuôn về hai đầu. 1.1.2.Đặc điểm kết cấu Daïng voû moûng goàm hai phần : - Phần tôn bao bên ngoài - Phần gia cường bên trong 1.2.CAÙC HEÄ THOÁNG TREÂN TAØU - Heä thoáng thieát bò naêng löôïng : maùy chính + heä truïc + thieát bò ñaåy taøu - Heä thoáng laùi : maùy laùi + truïc laùi + baùnh laùi - Caùc heä thoáng phuïc vuï : cöùu sinh, cöùu hoaû, veä sinh, daèn taøu v..v… - Heä thoáng thoâng tin lieân laïc 1.1.BẢN VẼ ĐƯỜNG HÌNH LÝ THUYẾT TÀU 1.1.1.Khái niệm Đặc điểm hình học, chủ yếu là đặc điểm hình dạng của phần dưới nước và kích thước hình học ảnh hưởng lớn đến tính năng tàu, do đó trước tiên cần ra đặt vấn đề mô tả hình dạng bề mặt vỏ tàu. Do bề mặt vỏ tàu là mặt cong không gian phức tạp nên thường tìm cách rời rạc hóa bề mặt vỏ và mô tả lại gần đúng dưới dạng công thức toán hoặc là tập hợp tọa độ các điểm của đường cong. Bản vẽ đường hình là bản vẽ biểu diễn hình dáng hình học bên ngoài của bề mặt vỏ tàu Do hình dáng phần vỏ tàu dưới nước có ảnh hưởng lớn đến tính năng hàng hải của tàu nên bản vẽ đường hình chính là công cụ mô tả, thông tin và tính toán các tính năng hàng hải của tàu. Tương tự như biểu diễn vật thể hình học bằng phương pháp chiếu, hình dáng bề mặt vỏ tàu cũng được mô tả trên bản vẽ bằng cách chiếu thẳng góc lên các mặt phẳng chiếu cơ bản. Tuy nhiên, cách làm phổ biến nhất là chiếu bề mặt vỏ tàu lên các mặt phẳng vuông góc nhau và mô tả dưới dạng các đường cong trên bản vẽ 2D, gọi là bản vẽ đường hình lý thuyết tàu. 1.1.2.Các mặt phẳng chiếu cơ bản - Mặt cắt dọc giữa tàu : mặt phẳng thẳng đứng đặt tại vị trí đường tâm dọc giữa tàu, chia tàu thành hai phần đối xứng là mạn phải và mạn trái. - Mặt cắt ngang giữa tàu : mặt phẳng thẳng đứng, vuông góc với mặt phẳng dọc giữa tàu, đi qua điểm giữa chiều dài thiết kế, chia tàu thành phần mũi và đuôi - Mặt phẳng mặt đường nước : mặt phẳng nằm ngang nằm trùng mặt đường nước thiết kế, chia tàu thành hai phần là phần nổi và phần chìm Mặt cắt dọc giữa tàu Mặt cắt ngang giữa tàu Mặt phẳng MĐN Hình 1 : Các mặt phẳng chiếu cơ bản 1.1.3.Các hệ thống hình chiếu Do bề mặt vỏ tàu là mặt cong phức tạp nên để mô tả hết hình dáng vỏ tàu phải dùng hệ thống các mặt cắt phụ song song các mặt phẳng chiếu cơ bản, tạo thành ba hệ thống hình chiếu trên bản vẽ đường hình tàu. 1.Hệ thống mặt cắt dọc Gồm các giao tuyến của bề mặt vỏ tàu với các mặt cắt phụ song song mặt cắt dọc giữa tàu, chủ yếu để mô tả độ cong dọc bề mặt vỏ tàu, hình dáng mũi, đuôi v..v… Hình 1.1 : Các hệ thống hình chiếu cơ bản Số lượng các mặt cắt dọc nằm trong khoảng từ 2 - 6, phụ thuộc chủ yếu vào chiều rộng tàu và thường được ký hiệu là CD0, CDI, CDII …, tính từ mặt cắt dọc giữa tàu ra hai bên mạn tàu. CD0 CD I CDII 2.Hệ thống mặt cắt ngang giữa tàu Gồm các giao tuyến của bề mặt vỏ tàu với các mặt cắt phụ song song với mặt cắt ngang giữa tàu, chủ yếu để mô tả hình dáng các sườn ngang, độ cong ngang boong v..v… Các mặt cắt ngang (còn gọi là sườn ngang) thường được bố trí cách đều với số lượng 11 hoặc 21, phụ thuộc chủ yếu chiều dài tàu và được đánh số theo thứ tự là 0, 1, 2 …, tính từ mũi đến đuôi. Do tính chất đối xứng nên chỉ biểu diễn nửa mặt cắt ngang, bên trái bố trí các mặt cắt ngang mũi và bên phải bố trí các mặt cắt ngang đuôi. Do vỏ tàu tại mút mũi và đuôi thay đổi nhiều nên để biểu diễn chính xác sườn khu vực này dùng thêm các mặt cắt giữa các mặt cắt chính và ký hiệu thêm 1/2, ví dụ 1 1/2 (đuôi) hoặc 91/2, 101/2 (mũi). Hình 1.2 : Các hệ thống hình chiếu của bản vẽ đường hình CD0 CD I CDII 3.Hệ thống mặt đường nước Gồm các giao tuyến của bề mặt vỏ tàu với các mặt cắt phụ song song mặt phẳng mặt đường nước, chủ yếu dùng để mô tả hình dáng bề mặt vỏ tàu theo chiều cao. Hình 1.2 : Các hệ thống hình chiếu của bản vẽ đường hình Các mặt đường nước thường cũng hay được bố trí cách đều nhau với số lượng khoảng từ 4 -10, phụ thuộc chủ yếu chiều cao tàu và được ký hiệu là ĐN0, ĐN1, ĐN2 …, tính từ dưới đáy lên Do tính chất đối xứng nên chỉ biểu diễn nửa mặt đường nước Theo nguyên tắc chiếu, mỗi điểm trên bề mặt vỏ tàu sẽ được thể hiện trên cả ba hình chiếu nên giữa ba hệ thống hình chiếu của bản vẽ đường hình lý thuyết tàu phải phải tương ứng phù hợp lẫn nhau. Các hình chiếu chỉ thể hiện hình dáng thật của tàu trên các mặt phẳng chiếu song song với chính nó, còn trên hai hình chiếu còn lại sẽ chuyển thành các đường thẳng, tạo thành lưới chữ nhật của bản vẽ Hình 1.3 : Sự phù hợp của bản vẽ đường hình CD0 CD I CDII 5 6 10 0 ĐN4 ĐN1 0 1/2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ĐN0 ĐN2 ĐN4 ĐN0 ĐN2 ĐN4 0 1/2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 CD0 CDI CDII CD0 CDI CDII MÔ HÌNH 3D TÀU 2000T MÔ HÌNH 3D TÀU DU LỊCH 2.2.ĐẶC ĐIỂM HÌNH HỌC Đặc điểm hình học là những đại lượng đặc trưng về mặt kích thước và hình dáng hình học thân tàu, được xác định đầu tiên trong quá trình thiết kế tàu, là cơ sở để xây dựng bản vẽ đường hình lý thuyết và ảnh hưởng đến các tính năng của tàu nên việc xác định chính xác chúng sẽ có ý nghĩa quan trọng. Các đặc điểm hình học thường được chia thành ba nhóm đại lượng chính như sau. 1.2.1.Các kích thước chính Các kích thước chính gồm các đại lượng mô tả kích thước hình học của tàu như chiều dài, chiều rộng, chiều cao và mớn nước 1.Chiều dài tàu L (Length) : (a) Chiều dài lớn nhất Lmax (Loa : Length over all) : khoảng cách tính từ mút mũi đến mút đuôi (b) Chiều dài hai trụ Ltrụ (Lpp : Length between perpendicular) : khoảng cách giữa trụ mũi và trụ lái, với trụ mũi là trụ đi qua giao điểm của đường nước thiết kế (ĐNTK) với mép ngoài sống mũi và trụ đuôi là trụ bánh lái. (c) Chiều dài thiết kế Ltk (Lwl : Waterplane length) : khoảng cách giữa giao điểm của đường nước thiết kế với mép ngoài sống mũi và sống đuôi, đo theo chiều dài tàu. Hình 1.4 : Cách xác định chiều dài tàu ĐNTK 2.Chiều rộng tàu B (Breadth) : (a) Chiều rộng lớn nhất Bmax (Boa : Breadth over all) : khoảng cách giữa hai mạn tàu, đo ở nơi lớn nhất Hình 1.5 : Cách xác định các đặc điểm hình học của tàu (b) Chiều rộng thiết kế Btk : khoảng cách giữa hai mạn, đo theo đường nước thiết kế tại vị trí MCNGT. Btk 3.Chiều chìm hay mớn nước tàu T (d : draft) : khoảng cách thẳng đứng, tính từ đường cơ bản của tàu (đường thẳng qua đáy tàu) đến đường nước thiết kế, đo tại vị trí mặt cắt ngang giữa tàu. 4.Chiều cao tàu H (depth moulded) : khoảng cách thẳng đứng tính từ đường cơ bản đến mép boong tàu. 5.Chiều cao mạn khô F (Freeboard) : khoảng cách thẳng đứng tính từ ĐNTK đến mép boong tàu. F = H - T Hình 1.5 : Cách xác định các hệ số hình dáng 1.2.2.Tỷ số các kích thước chính Tỷ số giữa các kích thước chính L/B, B/H, H/T là nhóm các đại lượng đặc trưng cho tính năng tàu, do đó việc lựa chọn chính xác các tỷ số kích thước sẽ đảm bảo được tính năng tàu là hợp lý nhất. 1.2.3.Các hệ số hình dáng Các hệ số hình dáng là nhóm các đại lượng đặc trưng cho hình dáng hình học của thân tàu 1.Hệ số diện tích mặt đường nước  (Cw : Waterplane Coefficient) : tỷ số giữa diện tích MĐN đang xét S và diện tích hình chữ nhật ngoại tiếp mặt đường nước đó 2.Hệ số diện tích mặt cắt ngang  (CM : Midship Coefficient) : tỷ số giữa giá trị diện tích MCNGT  và giá trị diện tích của hình chữ nhật ngoại tiếp mặt cắt ngang đó 3.Hệ số đầy thể tích  (Cb : Block Coefficient) : tỷ số giữa thể tích chiếm nước V (thể tích phần chìm dưới nước của tàu) và thể tích hình hộp chữ nhật ngoại tiếp thể tích V 4.Hệ số đầy lăng trụ dọc  (Cp : Longitudinal prismatic Coefficient) : tỷ số giữa thể tích chiếm nước V và thể tích hình hộp lăng trụ dọc ngoại tiếp thể tích này 5.Hệ số đầy lăng trụ đứng  (Cv : Vertical prismatic Coefficient) : tỷ số giữa thể tích chiếm nước V và thể tích hình hộp lăng trụ đứng ngoại tiếp thể tích này T L 1.2.4.Một số khái niệm cơ bản 1.Thể tích chiếm nước V ( ) : thể tích phần thân tàu chìm dưới nước, tính bằng m3 (hệ mét) hoặc bằng cu.ft (hệ Anh - Mỹ) (1 cu.ft = 0,0283 m3) 2.Lượng chiếm nước D ( ) = V : trọng lượng tàu ở trạng thái đang xét, bằng tấn trọng lượng (t, tm) hoặc bằng long ton (hệ Anh - Mỹ) (1 long ton = 1,01605 tm) 3.Sức chở (deadweight : dwt) : trọng lượng hàng trên tàu (trọng tải) cùng hành khách và các dự trữ, lương thực, nhiên liệu, nước ngọt v..v... D = trọng lượng tàu không (Do) + deadweight 4.Tấn đăng ký (tonnage) : không tính bằng trọng lượng mà tính bằng đơn vị đo dung tích với ý nghĩa là tấn đo dung tích tàu (1 tấn đăng ký = 100 cu.ft = 2,832 m3) Tấn đăng ký được dùng chính thức và là đơn vị chính dùng trong thống kê đội tàu, cơ sở tính thuế khi tàu qua kênh, đậu cảng v..v... D = V  - trọng lượng riêng nước 1.3.HỆ TOẠ ĐỘ DÙNG TRONG BÀI TOÁN LÝ THUYẾT TÀU Để xây dựng bản vẽ đường hình và xác định các đặc điểm hình học của tàu, cần phải xác định hệ toạ độ thích hợp và đặt tàu nằm trong hệ toạ độ đó. Trong các bài toán tĩnh học thường sử dụng hệ toạ độ liên kết Oxyz gắn liền với tàu Hình 1.6 : Hệ toạ độ dùng trong bài toán lý thuyết tàu Vị trí tàu Toạ độ (x,y,z) Mớn nước T O x z y MCNGT z x O Ttb   - Mớn nước trung bình Ttb - Góc nghiêng dọc  - Góc nghiêng ngang  z = Ttb + x tg  + y tg  1.1.ĐỊNH NGHĨA VÀ CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN Tính nổi là khả năng tàu nổi cân bằng ở vị trí xác định ứng với chế độ tải trọng đang xét Khi nổi trên mặt nước, tàu chịu tác dụng của hai ngoại lực như sau (hình 3.1) C G Trọng lượng tàu P - Đặt tại trọng tâm G của tàu - Hướng thẳng đứng xuống dưới - P = Pvỏ + Pmáy + Pdt + Phk + … - Đặt tại trọng tâm C của phần chìm tàu (tâm nổi) - Hướng thẳng đứng lên trên - D =  V ( - trọng lượng riêng của nước) Hình dáng phần thân tàu dưới nước Khối lượng và phân bố các tải trọng trên tàu Ảnh hưởng tính nổi Lực nổi D (Lực đẩy Acsimec) C G Trọng lượng tàu P - Đặt tại trọng tâm G của tàu - Hướng thẳng đứng xuống dưới - P = Pv + Pm + Pdt + Phk + … Lực nổi D (Lực đẩy Acsimec) - Đặt tại trọng tâm C của phần chìm tàu - Hướng thẳng đứng xuống dưới - D =  V ( - trọng lượng riêng của nước) Điều kiện nổi cân bằng - Điều kiện cân bằng lực - Điều kiện cân bằng mômen P = D G và C nằm trên đường thẳng đứng vuông góc MĐN đang xét (xG, yG, zG) - toạ độ trọng tâm tàu G (xc, yc, zc) - toạ độ tâm nổi tàu C Đảm bảo tính nổi Phương trình trên gọi là phương trình nổi xác định vị trí nổi của tàu 2.2.XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG VÀ TOẠ ĐỘ TRỌNG TÂM TÀU 2.3.XÁC ĐỊNH CÁC YẾU TỐ TÍNH NỔI CỦA TÀU Yếu tố tính nổi Thể tích chiếm nước V Toạ độ tâm nổi C(xc , yc , zc) Yếu tố đường hình Các yếu tố mặt đường nước (MĐN) Các yếu tố mặt cắt ngang (MCN) Phương trình nổi Hình 2.2 : Các yếu tố đường hình 2.3.1.Xác định các yếu tố đường hình 1.Tính các yếu tố MĐN Xét một MĐN có diện tích S, chiều dài L và tách ra một phân tố diện tích dS bằng hai đường thẳng song song trục Oy, cách trục Oy đoạn x và cách nhau khoảng vô cùng bé dx Diện tích mặt đường nước S Hoành độ trọng tâm xf của diện tích mặt đường nước S 2.Tính các yếu tố MCN Xét MCN có diện tích  có chiều cao T và tách ra một phân tố diện tích d bằng hai đường thẳng song song trục Oy, cách trục Oy đoạn z và cách nhau khoảng vô cùng bé dz Diện tích mặt cắt ngang Cao độ trọng tâm z  của diện tích mặt cắt ngang  z y O d = y dz z z dz y T dM oy = yz dz 2.3.2.Xác định các yếu tố tính nổi dV = S dz dMVyoz = Sxf dz dMVxoy = Sz dz Tách một phân tố thể tích vô cùng bé dV bằng hai cách : - Hai mặt cắt song song mặt phẳng Oxy - Hai mặt cắt song song mặt phẳng Oyz dV =  dx dMVyoz = x dx dMVxoy = z dx z dz O x z dx x Sử dụng phương pháp tích phân để tính 2.4.CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TÍCH PHÂN GẦN ĐÚNG Việc tính toán các tính năng hàng hải nói chung và tính toán tính nổi nói riêng thường dẫn đến việc tính tích phân xác định có dạng tổng quát : Do bề mặt vỏ tàu thường chỉ được biểu diễn dưới dạng các đường cong hình dáng nên để tính được giá trị tích phân nói trên cần phải sử dụng các phương pháp tính gần đúng. 2.4.1.Nguyên tắc chung Chia S thành các hình thành phần Si có thể tính được diện tích và tính S theo công thức 2.4.1.Phương pháp hình thang - Chia diện tích S thành các diện tích thành phần Si bằng các đường thẳng song song cách đều - Thay đường y = f(x) bằng đường gẫy khúc đi qua đỉnh các tung độ kế tiếp nhau yo, y1, ..., yn - Tính tích phân theo giá trị diện tích S 3.4.ỨNG DỤNG CÔNG THỨC HÌNH THANG ĐỂ TÍNH CÁC YẾU TỐ TÍNH NỔI 3.4.1.Tính các yếu tố của mặt đường nước Xét một mặt đường nước tàu có chiều dài L, được chia cách đều bởi n các mặt cắt ngang đánh theo số thứ tự 0, 1, 2, … , n tính từ đuôi cho đến mũi tàu. 1.Diện tích mặt đường nước 2.Hoành độ trọng tâm diện tích mặt đường nước 3.4.2.Tính các yếu tố của mặt cắt ngang Xét một mặt cắt ngang của tàu được chia cách đều bởi k mặt đường nước đánh theo số thứ tự 0, 1, 2, … , k tính từ dưới lên đến mớn nước tàu T. 1.Diện tích mặt cắt ngang 2.Cao độ trọng tâm diện tích mặt cắt ngang 3.4.3.Tính các yếu tố tính nổi 1.Tính thể tích chiếm nước V 2.Tính toạ độ tâm nổi Si, xfi - diện tích và hoành độ trọng tâm mặt đường nước thứ i mi, di - diện tích mặt cắt ngang phía mũi và phía đuôi i, zi - diện tích và cao độ trọng tâm của mặt cắt ngang thứ i 3.5.ĐƯỜNG CONG CÁC YẾU TỐ TĨNH NỔI (Hydrostatic Curves) Trình tự xây dựng : - Tính các giá trị các yếu tố tĩnh thủy lực ở các mớn nước tàu Ti khác nhau - Trong hệ toạ độ Oxy, với trục Oy biểu diễn các mớn nước Ti và tương ứng với các mớn nước lấy theo trục Ox giá trị các yếu tố tính nổi tính cho mớn nước đó theo các tỷ lệ xích nhất định. Giá trị các yếu tố tính nổi ở mớn nước bất kỳ sẽ được xác định bởi giao điểm của mớn nước tính theo tỷ lệ xích của trục tung với các đường cong tính nổi, tính theo tỷ lệ xích trục hoành. - Thường chia 3 nhóm đồ thị có cùng gốc tọa độ là nhóm đường V, D, S = f(T), nhóm xc, xf, zc = f(T), nhóm , ,  = f(T), có ghi tỷ lệ xích trên các đường cong. - Chỉ dùng trong trường hợp tàu không có nghiêng ngang ( = 0) và nghiêng dọc ( = 0) Đồ thị biểu diễn các yếu tố tính nổi theo mớn nước tàu : D, V, S, xc, xf, zc, , ,  = f(T) Chú ý : 3.6.ĐỒ THỊ BONGGIEN Trình tự xây dựng : - Tỷ lệ theo chiều dài và chiều cao tàu khác nhau - Ghi đầy đủ tỷ lệ xích của các đại lượng trên đồ thị Đồ thị gồm các đường  = f(T), biểu diễn sự thay đổi giá trị diện tích các mặt cắt ngang với mớn nước tàu T Chú ý : 3.6. ĐỒ THỊ PHIAXỐP Đồ thị Phia xốp là đồ thị V, xc = f(Tm , Tđ) biểu diễn mối quan hệ giữa các yếu tố tính nổi với mớn nước mũi và mớn nước đuôi tàu Trình tự - Vẽ trên đồ thị Bong gien các mớn nước nghiêng dọc (Tmi , Tdj) khác nhau Tương ứng với các mớn nước nghiêng dọc, xác định giá trị các yếu tố tính nổi của tàu Xây dựng trong hệ toạ độ OTmTđ các đường V, xc = const 3.7.CÁC BIỆN PHÁP ĐẢM BẢO AN TOÀN TÍNH NỔI CHO TÀU ĐI BIỂN Tính nổi là phần thể tích kín nước VH nằm phía trên đường nước tàu đang nổi, xác định trọng lượng của tải trọng phụ có thể nhận cho đến khi tàu mất khả năng chạy trên nước. 3.7.1.Biện pháp thiết kế - Lựa chọn các kích thước - Thiết kế hình dáng Đảm bảo dự trữ nổi Dự trữ nổi là phần thể tích kín nước nằm phía trên đường nước thiết kế Chiều cao mạn khô f Dự trữ nổi tương đối V = .100 3.7.2.Biện pháp kết cấu và công nghệ - Đảm bảo độ bền và tính kín nước của tất cả kết cấu, nhất là các kết cấu dưới nước - Sử dụng các vách ngăn kín nước 3.7.3.Biện pháp sử dụng - Đảm bảo mớn nước tai nạn không vượt mớn nước giới hạn, cách mép boong kín nước 76 mm - Đảm bảo mớn nước thực tế không vượt quá dấu tải trọng, dấu hiệu quy định mớn nước tối đa không được vượt quá, tuỳ theo mùa và tuỳ theo vùng 4.1.ĐỊNH NGHĨA VÀ CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 4.1.1.Định nghĩa Khả năng tàu khôi phục vị trí cân bằng ban đầu khi mômen ngoại lực thôi tác dụng Khả năng chống lại mômen ngoại lực 4.1.2.Bản chất của ổn định C C G Mômen nghiêng do gió, do phân bố tải trọng … Mng Mhp = P.lhp D P D Điều kiện cân bằng : Mng = Mhp Mng C G Mng Mhp 10o - 12o Chủ yếu chỉ nghiên cứu ổn định ngang vì nguy hiểm hơn Công thức ổn định dọc hoàn toàn tương tự ổn định ngang 4.2.BIỂU THỨC TÍNH CÁNH TAY ĐÒN HỒI PHỤC VÀ MÔMEN HỒI PHỤC M0 = 0 Tàu nổi cân bằng Mng + zG Psin - yc Dcos - zc Dsin = 0 Mng = P(yc cos + sin zc - zG sin) Điều kiện cân bằng : Mng = Mhp Mng = Plhp = P(yc cos + zcsin - zG sin) lhp = yc cos + zcsin - zG sin G Mhp = P.lhp P zc y z lhd = yc cos + zcsin : cánh tay đòn hình dạng phụ thuộc hình dạng tàu lhp = lhd - ltl ltl = zGsin : cánh tay đòn trọng lượng, phụ thuộc trọng lượng và sự phân bố Xét trường hợp tàu nổi cân bằng, sau đó bị nghiêng dưới tác dụng của mômen ngoại lực 4.3.TÂM NỔI - TÂM ỔN ĐỊNH 4.3.1.Tâm nổi - Tâm ổn định O D C' G P  zG Co zco yc zc y z Wo Lo W1 L1 Khi tàu nghiêng, tâm nổi di chuyển trên đường cong không gian bất kỳ và tiếp tuyến tại mỗi điểm trên đường cong này sẽ song song đường nước tương ứng vị trí tâm nổi đang xét. WoLo  = 0 Co W1L1  C (yc , zc) W1L1  + d C' (yc+dyc , zc+dzc) dyc d C dzc M I d Hai pháp tuyến với đường cong tâm nổi tại C, C' cắt nhau tại tâm nghiêng M (hay tâm ổn định) và r =MC là bán kính tâm nghiêng (b.kính tâm ổn định) dyc = CC'cos = rcos d dzc = CC'sin = rsin d Ix - mômen quán tính diện tích MĐN đang xét đối với trục Ox r = Ix / V V - thể tích chiếm nước của tàu 4.4. ĐỒ THỊ ỔN ĐỊNH TĨNH Đồ thị ổn định tĩnh Mhp = f() hoặc lhp = f() là đồ thị biểu diễn quan hệ giữa mômen hồi phục (hoặc cánh tay đòn ổn định) và góc nghiêng  Mhp (lhp) Góc nghiêng  (độ) O Góc lặn Mmax v Đồ thị ổn định tĩnh được sử dụng trong kiểm tra và đánh giá mức độ ổn định của tàu lhp = yccos + zcsin - zGsin  4.4. ĐỒ THỊ ỔN ĐỊNH TĨNH Đồ thị ổn định tĩnh Mhp = f() hoặc lhp = f() là đồ thị biểu diễn quan hệ giữa mômen hồi phục (hoặc cánh tay đòn ổn định) và góc nghiêng  Mhp (lhp) Góc nghiêng  (độ) O 1 rad = 57o3' ho = tg Tiếp tuyến Góc lặn  Mmax v Đồ thị ổn định tĩnh được sử dụng trong kiểm tra và đánh giá mức độ ổn định của tàu lhp = yccos + zcsin - zGsin 4.6.LÝ THUYẾT ỔN ĐỊNH BAN ĐẦU Ổn định ban đầu là ổn định ở góc nghiêng nhỏ  = 0,35 (m) 2.l30 >= 0,22 (m) 3.m >= 25 - 30o 4.ld30 >= 0,03 (m) 5.ld40 >= 0,09 (m) 6.ld40 - ld30 >= 0,05 (m) 4.9.THÔNG TIN ỔN ĐỊNH Thông tin ổn định là những tư liệu cần thiết về ổn định nhằm giúp người sử dụng có thể kiểm tra, đánh giá mức độ ổn định của tàu trong điều kiện khai thác thực tế 4.9.1.Khái niệm 4.9.2.Các nội dung chính 1.Giới thiệu chung về tàu : công dụng, vùng hoạt động, quy phạm áp dụng v..v… 2.Thông tin về mức độ ổn định của tàu Mức độ ổn định của tàu được thể hiện dưới dạng các đồ thị ổn định, xây dựng cho các chế độ tải trọng điển hình (chế độ tải trọng nguy hiểm nhất về ổn định) Ví dụ về các chế độ tải trọng nguy hiểm đối với tàu cá (theo Quy phạm Việt nam) Ra ngư trường với 100% dự trữ Tàu từ ngư trường trở về với 100% sản phẩm + 10% dự trữ Tàu từ ngư trường trở về với 20% sản phẩm + 70% đá, muối + 10% dự trữ Tàu đang trên ngư trường với cá và lưới ướt trên boong + 25% dự trữ 3.Kiểm tra ổn định tàu - Kiểm tra theo cao độ trọng tâm tàu zG zG = [ho] [ho] - chiều cao tâm nghiêng giới hạn, xác định tương tự [zG] ho - chiều cao tâm nghiêng tàu tại thời điểm kiểm tra, có thể tính gần đúng từ công thức tính chu kỳ lắc tàu như sau 5.1.ĐỊNH NGHĨA VÀ CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 5.1.1.Định nghĩa Khả năng tàu đảm bảo được tính nổi và tính ổn định trong trường hợp tàu bị tai nạn thủng khoang, nước dồn vào bên trong 5.1.2.Tính toán tính ổn định Tàu tai nạn Đảm bảo nằm trong giới hạn 5.1.3.Phân loại khoang tai nạn - Khoang loại 1 : nước bên trong không liên hệ nước bên ngoài - Khoang loại 2 : nước bên trong có liên hệ nước bên ngoài 5.1.4.Hệ số ngập nước  = vtt/vlt vtt - thể tích nước dồn vào khoang vlt - thể tích lý thuyết của khoang 5.2.CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN TÍNH CHỐNG CHÌM 5.2.1.Phương pháp thêm tải Tính tương tự trường hợp tàu nhận thêm một tải trọng p đặt tại vị trí trọng tâm khoang tai nạn với trọng lượng bằng trọng lượng thể tích nước dồn vào khoang đó Áp dụng các công thức tính ảnh hưởng quá trình thêm tải trọng rắn đến ổn định tàu để xác định các đại lượng đặc trưng cho tính nổi và tính ổn định sau khi tàu tai nạn 5.2