Nghiên cứu xây dựng các tiêu chuẩn kỹ thuật để lựa chọn các mẫu tàu du lịch cao tốc có tính năng tốt

Bài báo giới thiệu nghiên cứu xây dựng tiêu chuẩn kỹ thuật dùng để phân tích, lựa chọn mẫu tàu cao tốc có tính năng tốt, bao gồm (i) Tiêu chuẩn về tính năng thủy động lực học: hệ số chất lượng thủy động K, góc nghiêng hông β, hoành độ trọng tâm theo chiều dọc tàu , hệ số tải trọng tĩnh CT , chiều dài tương đối λ, góc tấn của tàu khi lướt α và (ii) Tiêu chuẩn về tính năng hàng hải gồm ổn định khi lướt và ổn định ngang. Kết quả nghiên cứu cũng đã so sánh và lựa chọn được các mẫu tàu du lịch cao tốc có tính năng tốt nhằm phục vụ việc thiết kế một số mẫu tàu du lịch mang nét văn hóa của tỉnh Khánh Hòa.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu xây dựng các tiêu chuẩn kỹ thuật để lựa chọn các mẫu tàu du lịch cao tốc có tính năng tốt Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản Số 2/2016 THOÂNG BAÙO KHOA HOÏC NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG CÁC TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT ĐỂ LỰA CHỌN CÁC MẪU TÀU DU LỊCH CAO TỐC CÓ TÍNH NĂNG TỐT RESEARCHING OF BUILDING THE TECHNICAL STANDARDS FOR SELECTION THE MODEL OF HIGH SPEED CRAFTS WITH GOOD NAUTICAL FEATURES Trần Gia Thái1 Ngày nhận bài: 10/9/2015; Ngày phản biện thông qua: 13/01/2016; Ngày duyệt đăng: 15/6/2016 TÓM TẮT Bài báo giới thiệu nghiên cứu xây dựng tiêu chuẩn kỹ thuật dùng để phân tích, lựa chọn mẫu tàu cao tốc có tính năng tốt, bao gồm (i) Tiêu chuẩn về tính năng thủy động lực học: hệ số chất lượng thủy động K, góc nghiêng hông β, hoành độ trọng tâm theo chiều dọc tàu , hệ số tải trọng tĩnh CT, chiều dài tương đối λ, góc tấn của tàu khi lướt α và (ii) Tiêu chuẩn về tính năng hàng hải gồm ổn định khi lướt và ổn định ngang. Kết quả nghiên cứu cũng đã so sánh và lựa chọn được các mẫu tàu du lịch cao tốc có tính năng tốt nhằm phục vụ việc thiết kế một số mẫu tàu du lịch mang nét văn hóa của tỉnh Khánh Hòa. Từ khóa: tàu du lịch cao tốc, tiêu chuẩn kỹ thuật, đặc trưng văn hóa của Khánh Hòa ABSTRACT This paper presents the researching result of building the technical standards that been used to analyze and select the high speed crafts with good nautical features. These standards include (i) standards of hydrodynamic: hydrodynamic qualitative coefficient K, dead rise β, longitudinal centre of gravity , statical load coefficient CT, longitudinal length λ, surfing attack angle α, (ii) standard of nautical features: surfing and transversal stability. From this researching result, we compared and selected the models of high speed craft to design the cruising boats with the culture characteristics of Khanh Hoa province. Keywords: high speed craft, technical standard, culture characteristics of Khanh Hoa province I. ĐẶT VẤN ĐỀ Thiết kế tàu du lịch nói chung và tàu du lịch cao tốc nói riêng là vấn đề không đơn giản, vì có liên quan nhiều yếu tố phức tạp về tính năng như ổn định, tốc độ, quay trở, lắc và khả năng chống ồn, chống rung… Khác với nhóm tàu làm việc dựa trên cơ sở nguyên lý lực nổi Archimede thông thường đã biết, tàu cao tốc thuộc nhóm làm việc theo nguyên lý 1 Khoa Kỹ thuật giao thông – Trường Đại học Nha Trang 76 • TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG thủy động lực học (hydrodynamic support), do đó về mặt phương pháp, các công trình nghiên cứu ở lĩnh vực này chủ yếu dựa trên cơ sở của lý thuyết chung về thiết kế tàu, kết hợp với lý thuyết thủy động lực học và kết quả thử mô hình tàu trong bể thử để tính toán, thiết kế mẫu tàu chuẩn. Vì thế mà ở hầu hết các nước không có điều kiện thử nghiệm như nước ta hiện nay, thiết kế mẫu tàu du lịch cao tốc thường bắt đầu Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản Số 2/2016 từ việc phân tích, lựa chọn các mẫu tàu có sẵn và dựa trên cơ sở đó mới tiến hành các bước thiết kế tiếp theo về kết cấu, bố trí, ngoại hình, tính năng... để định hình mẫu phù hợp yêu cầu đặt ra. Tuy nhiên thực tế khảo sát cho thấy, ở nước ta hiện đang có khá nhiều mẫu tàu du lịch cao tốc khác nhau, do đó vấn đề đặt ra là cần có tiêu chuẩn đánh giá được mẫu tàu cao tốc có tính năng tốt và phù hợp yêu cầu của khách hàng nhằm giúp các doanh nghiệp lựa chọn định hướng phát triển dài hạn sản phẩm của mình. Do hiện nay chưa thấy có một tài liệu kỹ thuật nào trình bày phương pháp định lượng để đánh giá chất lượng kỹ thuật của các tàu cao tốc nên bài báo trình bày phương pháp dưới đây xem như phương pháp tham chiếu. Với cách đặt vấn đề như thế, trong bài báo này sẽ trình bày các nội dung chính sau. Xây dựng các tiêu chuẩn kỹ thuật để đánh giá các mẫu tàu du lịch cao tốc vỏ Composite. Lựa chọn mẫu tàu có tính năng tốt trong các mẫu tàu du lịch hoạt động ở vùng biển Nha Trang dựa trên các tiêu chuẩn đã xây dựng. II. PHƯƠNG PHÁP, NỘI DUNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU Về mặt phương pháp, bài toán này sẽ được giải quyết trên cơ sở vận dụng những kết quả lý thuyết đã có để xây dựng các chỉ tiêu kỹ thuật làm cơ sở so sánh, chọn lựa các mẫu tàu phù hợp yêu cầu đặt ra. Rõ ràng để đánh giá chất lượng kỹ thuật của tàu cao tốc cụ thể, phải dựa vào hàng loạt đại lượng kỹ thuật đã trình bày cụ thể trong tài liệu viết về tàu cao tốc [1, 2] trong đó khác với loại tàu hoạt động theo nguyên lý lực đẩy Archimedes thông thường, trạng thái chuyển động chính của tàu cao tốc lại là lướt trên mặt nước. Do đó đối với tàu cao tốc chỉ chọn các đại lượng có ảnh hưởng quyết định nhất đến chất lượng kỹ thuật là các đại lượng phụ thuộc chế độ chạy, tức phụ thuộc giá trị số Froude thể tích, định nghĩa theo công thức: III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU (1) trong đó: V - tốc độ tàu (m/s), ∆ - lượng chiếm nước của tàu (tấn), g = 9.81 - gia tốc trọng trường (m/s2) Còn các đại lượng khác hoặc không có ảnh hưởng nào hoặc có ảnh hưởng rất ít thì sẽ không đề cập đến trong nội dung đánh giá mà chỉ lượng hoá giá trị tối ưu hoặc đạt yêu cầu từng tiêu chuẩn kỹ thuật tương ứng. 1. Xây dựng các tiêu chuẩn kinh tế - kỹ thuật Như đã nêu, khác với các loại tàu thông thường, do tàu cao tốc hoạt động chủ yếu ở chế độ “lướt” nhờ lực nâng thủy động nên khái niệm chất lượng kỹ thuật của tàu cao tốc được hiểu với hai khái niệm có ý nghĩa khác nhau, gần như đối lập hoàn toàn với nhau là tính năng thủy động học và tính năng hàng hải của tàu [2] 1.1. Các tiêu chuẩn về tính năng thủy động (a) Hệ số chất lượng thủy động K Theo lý thuyết thủy động lực học tấm phẳng lướt trên mặt nước, hệ số chất lượng thủy động K thể hiện mối quan hệ giữa lực nâng Py và lực cản toàn phần Px (hay R) [2, 3], xác định như sau: (2) trong đó lưu ý : ∆ - lượng chiếm nước của tàu (KG), R - sức cản vỏ tàu (KG) Trong thực tế, tàu đáy phẳng là loại phương tiện có tính năng hàng hải thấp nên để giảm bớt hiện tượng thân tàu va đập vào sóng, thường làm các mặt cắt ngang đáy tàu góc nghiêng hông (góc vát) β nào đó [2, 3]. Tuy nhiên khi đó giá trị hệ số K của tàu giảm ...