Ổn định tàu thủy

Tàu thủy là một công trình hoạt động trên biển, trong những điều kiện rất phức tạp.Vì thế vấn đề là phải đảm bảo cho con tàu một số các tính năng đặc biệt nhất định trước khi cho con tàu ra biển gọi chung là các tính năng hàng hải bao gồm: tính nổi, tính ổn định, tính chống chìm, tính lắc, tính giữ hướng và quay trở, tốc độ …
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Ổn định tàu thủyỔn định tàu thủySimpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1. TỔNG QUAN VỀ ỔN ĐỊNH TÀU THỦY: Tàu thủy là một công trình hoạt động trên biển, trong những điều kiện rất phức tạp.Vì thế vấn đề là phải đảm bảo cho con tàu một số các tính năng đặc biệt nhất định trước khi cho con tàu ra biển gọi chung là các tính năng hàng hải bao gồm: tính nổi, tính ổn định, tính chống chìm, tính lắc, tính giữ hướng và quay trở, tốc độ … Một vấn đề rất quan trọng trong mục đích phòng tránh được càng nhiều càng tốt các tai nạn lật tàu, một trong những tai nạn triệt để và khủng khiếp nhất, diễn ra trong giây lát và kéo theo hàng loạt các hậu quả to lớn vô phương khắc phục, đó chính là tính năng ổn định của tàu thủy. Và đây cũng là cả một quá trình nghiên cứu hàng trăm năm nay của các nhà khoa học trên thế giới. Tính ổn định là khả năng tàu có thể khôi phục lại vị trí cân bằng ban đầu khi mômen ngoại lực tác dụng lên tàu làm nghiêng tàu ra khỏi vị trí cân bằng. Lý thuyết ổn định đi nghiên cứu các ngoại lực tác dụng lên tàu dưới dạng mômen nghiêng làm tàu nghiêng ngang hoặc nghiêng dọc trên nước trong phạm vi lượng nước giãn của tàu không đổi (nghiêng đẳng tích), từ đó có thể tínhSimpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com một cách chính xác các thông số ảnh hưởng đến vị trí cân bằng của tàu, đặc biệt là yếu tố tâm nổi cùng với các tọa độ hình học của nó. Tính ổn định là một trong những tính năng hàng hải quan trọng của tàu thủy, đặc biệt là đối với tàu cá. Giữ gìn và duy trì nó là nhiệm vụ quan trọng bậc nhất của các thủy thủ trên tàu. Hiện nay với trình độ và năng lực đóng tàu của nước ta thì việc đảm bảo cho con tàu có thể nổi được trên mặt biển không còn là vấn đề khó khăn nữa, nhưng việc đóng một con tàu để cho nó đảm bảo tính ổn định thì không đơn giản chút nào. Nếu tàu mất ổn định sẽ dẫn đến nguy cơ lật tàu, gây nhiều thiệt hại về người và của. Còn nếu tàu có tính ổn định thấp nghĩa là không đạt được yêu cầu của các tiêu chuẩn ổn định hoặc là không đáp ứng hoàn toàn các yêu cầu đó sẽ làm cho tàu không thể hoạt động an toàn trên biển trong những điều kiện thời tiết phức tạp hơn, làm giảm thời gian hàng hải trên biển. Ngược lại, nếu tàu có tính ổn định quá cao (cao hơn nhiều so với các định mức ổn định ban đầu hoặc ở các góc nghiêng lớn) sẽ ảnh hưởng đến một số đặc tính khác của tàu, làm cho thủy thủ trên tàu khó có thể thao tác thuận tiện trên boong, trong các khoang trong điều kiện tàu lắc lớn, phủ sóng mạnh, mặc dù không có nguy cơ lật tàu. Vì vậy, đảm bảo ổn tính cho tàu đi biển trước hết không những phải làm sao cho tàu không bị lật và tránh dẫn đến nguy cơSimpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com lật tàu, mà còn đảm bảo cho tàu và đội thủy thủ làm việc an toàn, thuận tiện trong những điều kiện sóng gió nhất định. Ổn tính cho tàu đi biển mang tính lý thuyết cao và tính thực tiễn lớn. Vấn đề này chưa được giải quyết toàn diện và còn nhiều tồn tại trong lĩnh vực tàu thuyền nói chung và đặc biệt là trong nghề cá nước ta hiện nay. 1.2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TAY ĐÒN ỔN ĐỊNH TÀU THỦY: 1.1. Biểu thức tổng quát tính mômen hồi phục và tay đòn ổn định tàu thủy: Ở đây ta chỉ xét đến ổn định ngang . Tại vị trí cân bằng góc nghiêng θ = 0o ÷ 900 thì tổng các mômen bằng 0  M 0  0 Suy ra: Mng + P.sinθ.Zg – D.cosθ.Yc – D.sinθ.Zc = 0 Vì cân bằng nên: P = D Mng = P( cosθ.Yc + sinθ.Zc – sinθ.Zg )  Mng = Mhp = P.lhp = P( cosθ.Yc + sinθ.Zc – sinθ.Zg )  Suy ra biểu thức tính tay đòn ổn định là: Lhp = cosθ.Yc + sinθ.Zc – sinθ.Zg Trong đó:  Lhd = cosθ.Yc + sinθ.Zc : Là cánh tay đòn ổn định hình dáng, phụ thuộc vào hình dáng con tàu.Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com  Ltl = sinθ.Zg : Là cánh tay đòn ổn trọng lượng, phụ thuộc vào sự phân bố tải trọng trên tàu. L1 K G L0 W0 a N E C1 W1 C D  Cánh tay đòn ổn định tĩnh: Những công thức ổn tính ban đầu chỉ được áp dụng khi góc nghiêng nhỏ. Vì vậy, trong nhiều trường hợp thực tế quan trọng khác không thể dùng chúng để xác định góc nghiêng, đặc biệt khi cần giải thích tàu có nguy cơ bị lật hay không, tức là khi đánh giá mức độ an toàn đi biển. Độ nghiêng dọc lớn thường ít xảy ra, do đó để xác định độ nghiêng dọc của tàu chỉ cần dùng công thức tính ổn tính ban đầu. Chúng ta cố gắng giải thích vì sao những công thức tính ổn tính ban đầu không thể áp dụng được cho những góc nghiêng lớn. Một trong những nguyên nhân cơ bản của lý thuyết ổn tính là thể tích bằng ...