i

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA KỸ THUẬT TÀU THỦY
  

TRẦN THANH TUẤN
ĐỖ VĂN TÁ THIẾT KẾ TỐI ƯU TÀU ĐÁNH CÁ LƯỚI KÉO THEO
MẪU TRUYỀN THỐNG CỦA TỈNH NINH THUẬN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
CHUYÊN NGÀNH: ĐÓNG TÀU Cán bộ hướng dẫn: PGSTS.TRẦN GIA THÁI
Nha trang, tháng 7 năm 2011
ii

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN iii

PHIẾU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG ĐATNHọ, Tên SV: Trần Thanh Tuấn
Đỗ Văn Tá Lớp: 49ĐT1
Ngành: Đóng tàu thủy Mã ngành: 102
Tên đề tài:
: “ Thiết kế tối ưu tàu đánh cá lưới kéo theo mẫu truyền thống của tỉnh
Ninh Thuận ”
Số trang: 169 Số chương: 5 Tài liệu tham khảo: 6
Hiện vật: 2 CD, 2 bản thuyết minh
NHẬN XÉT
Điểm phản biện

2.1.1 Khái quát vài nét chính về vị trí địa lý và điều kiện tự nhiên vùng biển 5
2.1.2 Đặc điểm về khí tượng hải dương 6
2.2 Nguồn lợi thủy sản vùng biển Ninh Thuận 6
2.3 Đặc điểm tàu thuyền Ninh Thuận 7
2.3.1 . Đặc điểm chung tàu đánh cá Ninh Thuận 7
2.3.2. Đặc điểm chung về kết cấu tàu đánh cá tỉnh Ninh Thuận 8
2.4 Đặc điểm nghề lưới kéo Tỉnh Ninh Thuận 13
2.5. Khảo sát thực tế tàu đánh cá lưới kéo Tỉnh Ninh Thuận 13
2.5.1 Đánh giá tình trạng kỹ thuật một số tàu đánh cá lưới kéo Ninh Thuận 19
2.5.1.1 Thiết bị neo 19
2.5.1.2. Phương tiện cứu sinh 20
2.5.1.3. Thiết bị chằng buộc 21
2.5.1.4. Thiết bị lái 23
2.5.1.5. Trang bị điện tàu 23
v

2.5.1.6. Trang bị phòng chống cháy 23
2.5.1.7. Trang bị hút khô - cứu đắm 23
2.5.1.8. Phương tiện tín hiệu 24
2.5.1.9. Trang bị hàng hải 24
2.5.2. Xác định tuyến hình tàu mẫu 25
2.5.2.1 Xác định đường tâm tàu 25
2.5.2.2 Xác định các kích thước chính của tàu 26
2.5.2.3. Đo tọa độ các sườn 27
2.5.2.4. Xác định hình dáng vòm đuôi và mũi tàu 29
2.5.3 Xử lí đường hình tàu khảo sát 30
2.5.3.1.Xử lý đường hình tàu lưới kéo khảo sát bằng Autoship. 31
2.5.4 Phân tích, tính toán sơ bộ tính năng tàu khảo sát 38
2.5.4.1 Tổng quan về phần mền Autohydro 38
2.5.4.2 Tính toán các yếu tố tính nổi bằng Autohydro 38

4.4.2.2. Tính chân vịt để chọn máy 161
CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 167
5.1.Kết Luận 167
5.2.Đề xuất ý kiến: 167
TÀI LIỆU THAM KHẢO 169

vii

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1:Tọa độ đường hình tàu cá 14
Bảng 2.2: Quy cách chi tiết kết cấu 14
Bảng 2.3: Tọa độ đường hình tàu 17
Bảng 2.4: Quy cách kết cấu 17
Bảng 2.5: Thiết bị neo theo yêu cầu của quy phạm 19
Bảng 2.6: Tình hình trang bị thiết bị neo trên đội tàu khảo sát 20
Bảng 2.7: Định mức trang bị phương tiện cứu sinh 20
Bảng 2.8: Trang bị cứu sinh trên đội tàu khảo sát 21
Bảng 2.9: số lượng và chiều dài cáp theo qui phạm 22
Bảng 2.10 : Số lượng và chiều dài cáp của đội tàu khảo sát 22
Bảng 2.11: Định mức trang bị phương tiện tín hiệu (cái) 24
Bảng 2.12: Định mức trang bị hàng hải 24
Bảng 2.13: Mức trang bị trên các tàu khảo sát 25
Bảng 2.14.Tọa độ đường hình của tàu khảo sát thực tế 31
Bảng 2.15. Tọa độ tuyến hình tàu sau khi chỉnh trơn 37
Bảng 2.16 So sánh quy cách kết cấu thực tế và tính theo yêu cầu quy phạm 64
Bảng 3.1: Thống kê thông số hình học tàu đánh cá lưới kéo Ninh Thuận 69
Bảng 4.1: Chọn kết cấu tàu thiết kế theo kết cấu thực tế và quy phạm 94
Bảng 4.2. Khối lượng và trọng tâm khung sườn tàu thiết kế 96
Bảng 4.3. Khối lượng và trọng tâm xà ngang boong tàu thiết kế 99
Bảng 4.4. Khối lượng và trọng tâm xà ngang boong cụt tàu thiết kế 100

Hình 2.9. Đo độ nghiêng sỏ mũi 30
Hình 2.10. Dựng đường sườn tàu dưới dạng 2D trong autocad 31
Hình 2.11. Dựng đường sườn tàu dưới dạng 3D trong autocad 32
Hình 2.12. Khung sườn 3D của tàu khảo sát sau khi Import vào Autoship 33
Hình 2.13 Mặt vỏ tàu sau khi đã chỉnh trơn 34
Hình 2.14.Hộp thoại nhập các khoảng sườn 34
Hình 2.15. Hộp thoại nhập các mặt cắt dọc 35
Hình 2.16. Đường hình tàu trong autoship 35
Hình 2.17. Hộp thoại xuất bản vẽ đường hình từ Autoship Sang Autocad 36
Hình 2.18. Tuyến hình tàu mẫu sau khi chỉnh trơn 37
Hình 2.19. Lưu file với đuôi GF để xuất sang autohydro 38
Hình 2.20. Xuất sang model maker 39
Hình 2.21. Xuất sang auohydro 39
Hình 2.22. Đồ thị các yếu tố thủy tỉnh tàu khảo sát 41
Hình 2.23. Đồ thị các hệ số hình dáng tàu khảo sát 42
Hình 2.24. Đồ thị Cross Curves 43
Hình 2.25. Đường nước tàu khảo sát trường hợp 44
Hình 2.26. Đồ thị ổn định động và tĩnh tàu khảo sát trường hợp 1 48
Hình 2.27. Đường nước tàu khảo sát trường hợp 2 Floating Status 49
Hình 2.28. Đồ thị ổn định động và tĩnh tàu khảo sát trường hợp 2 53
Hình 2.29. Đường nước tàu khảo sát trường hợp 3 54
Hình 2.30. Đồ thị ổn định động và tĩnh tàu khảo sát trường hợp 3 58
x
Hình 2.31. Đường nước tàu khảo sát trường hợp 4 59
Hình 2.32. Đồ thị ổn định động và tĩnh tàu khảo sát trường hợp 4 63
Hình 3.1: Biểu đồ phân phối xác suất theo phần trăm đại lượng L
max
của tàu lưới kéo 71
Hình 3.2: Biểu đồ phân phối xác suất theo phần trăm đại lượng B
max

Hình 3.10: Đồ thị thống kê hàm C
W
= f(L
tk
/B
tk
) lưới kéo. 83
Hình 4.1: Đồ thị sức cản vỏ tàu 157
Hình 4.2: Đồ thị chọn máy 163
1

LỜI NÓI ĐẦU
Nước ta là một nước có tiềm năng lớn về biển, đặc biệt là việc đánh bắt thủy
hải sản . Nguồn lợi thủy sản ở nước ta có trữ lượng lớn chưa được khai thác triệt để.
Do đặc điểm khí hậu Việt Nam tạo điều kiện thuận lợi cho nhiều loài thủy sản phát
triển mạnh. Để tận dụng và khai thác nguồn tài nguyên trên, hiện nay nước ta đã có
hàng nghìn con tàu tham gia hoạt động khai thác thuỷ hải sản. Kéo theo đó là rất
nhiều cơ sở, xưởng sửa chữa và đóng tàu được xây dựng trên hầu hết các tỉnh ven
biển đặc biệt là các xưởng sửa chữa và đóng tàu gỗ. Nhưng hiện nay có một thực
trạng đáng lo ngại là hầu hết các xưởng đóng mới hiện nay đều đóng tàu cá theo
kinh nghiệm dân gian mà không có bản vẽ thiết kế .
Để chế tạo ra những con tàu ngày càng tốt hơn, hoàn thiện hơn đảm bảo các
yêu cầu cũng như tính năng khai thác thì vấn đề thiết kế ban đầu có vai trò rất quan trọng .
Trước những thực tế như vậy chúng tôi đã thực hiện đề tài tốt nghiệp của
mình với nội dung “Thiết kế tối ưu tàu đánh cá lưới kéo của tỉnh Ninh Thuận”.
Sau thời gian thực hiện với sự nỗ lực của cả nhóm nay chúng tôi đã hoàn thành
đề tài. Xin chân thành cảm ơn sự chỉ bảo của thầy hướng dẫn PGSTS. Trần Gia
Thái, thầy chủ nhiệm Ks. Trần Đình Tứ và chúng tôi cũng chân thành cảm ơn các
thầy trong khoa kỹ thuật tàu thủy, các anh chị trong Chi cục khai thác và bảo vệ
nguồn lợi thủy sản Ninh Thuận, cán bộ quản lý thư viện đã tạo mọi điều kiện cho

đảm bảo độ chính xác cần thiết khi tính toán tính năng hàng hải, khả năng chịu
đựng sóng gió của tàu trong quá trình khai thác. Đặc điểm này không chỉ tạo ra chi
phí bất hợp lí cho người dân mà còn gây trở ngại cho công tác quản lí kinh tế kĩ
thuật của các cơ quan quản lí đối với tàu đánh bắt thủy sản mà còn ảnh hưởng tới
mức độ an toàn và hiệu quả khai thác đội tàu cá nước ta hiện nay. Trên thực tế đã
xảy ra nhiều tai nạn tàu cá mà nguyên nhân chủ yếu do tàu không đảm bảo tính
3

năng hàng hải , nhất là khả năng chịu đựng sóng gió ở điều kiện thời tiết xấu. Với
chiến lược phát triển biển hiện nay chúng ta đang dần xóa bỏ các tàu cá ven bờ cỡ
nhỏ và phát triển đội tàu cá cỡ lớn không chỉ đáp ứng được yêu cầu khai thác xa
bờ mà còn vì vấn đề an ninh quốc phòng trên biển .
Với yêu cầu thực tế trên chúng tôi đã thực hiện đề tài “ Nghiên cứu thiết kế
tối ưu tàu đánh cá lưới kéo của tỉnh ninh thuận “ nhằm xây dựng mẫu tàu đánh
bắt phù hợp , trên cơ sở đảm bảo được mức độ an toàn , khả năng chịu đựng sóng
gió và hiệu quả khai thác theo nghề . Đối tượng nghiên cứu của đề tài chỉ giới hạn
trong phạm vi tàu đánh cá lưới kéo có chiều dài từ (15- 20m) của tỉnh Ninh Thuận,
nhưng về mặt phương pháp kết quả nghiên cứu lý thuyết ở đây hoàn toàn có thể áp
dụng cho các loại tàu đánh bắt khác của các địa phương khác nhau .
1.2 Mục tiêu, phương pháp, và các nội dung chính của đề tài :
1.2.1 Mục tiêu của đề tài
1. Xây dựng phương án thiết kế tối ưu mẫu tàu đánh cá lưới kéo vỏ gỗ truyền thống
của tỉnh Ninh Thuận trên cơ sở đảm bảo mức độ an toàn và nâng cao hiệu quả khai
thác của đội tàu cá Ninh Thuận .
2. Tính toán thiết kế mẫu tối ưu
Trên cơ sở đó nội dung của đề tài tập chung vào nghiên cứu xây dựng phương pháp
thiết kế tối ưu mẫu tàu đánh cá lưới kéo và tính toán tính năng hàng hải của tàu thiết kế .
1.2.2 Phương pháp nghiên cứu
Để giải quyết vấn đề đặt ra chúng tôi áp dụng đồng thời các phương pháp nghiên
cứu dựa trên cơ sở kết hợp nghiên cứu lí thuyết với kết quả khảo sát thực tế đối

Biển Ninh Thuận thuộc phía Nam của dải bờ biển miền Trung. Bờ biển có
các mũi đá nhọn nhô ra tạo nên các mũi:Đá vách, Mũi Dinh, Mũi Sừng Trâu, và
hình thành các vịnh:Vịnh Phan Rang, vịnh Cà Ná, đồng thời cũng tạo nên các đầm
:đâm Nại, đầm Sơn Hải.
Sườn biển dốc, tại cửa vịnh Phan Rang có độ dốc trung bình 0,017 từ bờ đến
độ sâu 50 m. Đáy biển vốn cong nhiều nếp từ phạm vi 50 m nước vào bờ, ngoài 50
m nước đến ngoài vìa thềm lục địa đáy không đều có nhiều lồi lõm.
• Độ sâu-Chất đáy
-Độ sâu :
+Vùng biển có độ sâu dưới 50 m nước chiếm diện tích khoảng 300 km2 (Bằng
1,5% diện tích toàn vùng )
+Vùng biển có độ sâu từ 50-200 m nước chiếm diện tích khoảng 4800 km2
(bằng 20% diện tích toàn vùng )
+Vùng biển có độ sâu trên 200 m nước, rộng khoảng 19.000 km2 (bằng
78,5% diện tích toàn vùng)
-Chất đáy :
+Chất đáy bùn, bùn cát phù sa thuộc khu vực, co vịnh.
+Chất đáy cát, cát bùn thuộc vùng biển có độ sâu từ 70-200 m nước.
6

+Ngoài khơi (trên 100 m nước )rải rác có các bãi sỏi được tàu hợp tác nghiên
cứu Việt Xô tìm ra có nguồn lợi Thủy sản phong phú .
+Một số cồn sỏi, san hô, vạn đá rải rác ven bờ đến độ sâu 300 m nước
2.1.2 Đặc điểm về khí tượng hải dương
1.Chế độ gió mùa:Vùng biển Ninh Thuận chịu tác động của hai hệ thống gió mùa.
-Gió mùa Đông bắc kéo dài từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau.
-Gió mùa Tây–Tây Nam, đây là mùa mưa lớn nhất trong năm, mùa này sinh
sản của nhiều loài cá và hình thành nên vụ cá Nam
-Tháng 4,5và 9,10 là các tháng chuyển tiếp .
2. Mưa bão :Vùng biển Ninh Thuận chịu nhiều ảnh hưởng của mưa bão từ tháng 5 -

triển không mạnh, nhưng tất cả đều dựa trên cơ sở của kinh nghiệm của ông cha ta
qua nhiều năm, từ khâu thiết kế đến chế tạo, sử dụng vật liệu, cho đến hình dáng
con tàu.
Vật liệu: Ván vỏ phần chìm dưới nước bắt buộc phải là Sao, Sửng, vì nó có độ
ẩm thấp và ít bị hư mục bởi nước biển. Những kết cấu chính như khung xương, ván
vỏ thường sử dụng loại gỗ nhóm II,III ( Sao, da đá, chò…). Những kết cấu phụ như
ván lót, vách ngăn, kết cấu thượng tầng, ván boong sử dụng gỗ nhóm III,IV ( Đình
linh, sao đen…).
Kết cấu: Hầu hết tàu đánh cá tại Ninh Thuận được đóng theo hệ thống ngang, sử
dụng một ky chính ( không có sống trên đáy ), những con tàu cỡ lớn có sử dụng 2 ky
phụ nằm dưới mút đà, sống mũi tạo với phương thẳng đứng một góc từ (15÷20
0
) cắt
sóng tốt đồng thời quay trở tốt, tránh va đập của sóng, chủ yếu dùng khung xương kín
(trước đây có dùng khung xương hở), hiện nay kết cấu tàu được đóng không dùng sống
dọc mạn và sống dọc boong.
Cabin: kết cấu cabin có dạng hình hộp chữ nhật, thấp và được bố trí ở phía đuôi
Hình dáng mặt cắt ngang của mũi tàu hình chữ V, càng lên cao càng mở rộng nhưng
với mức độ vừa phải tạo điều kiện thuận lợi cho việc bố trí ngư cụ và xích neo.
Hình thức liên kết chủ yếu bằng bulông, đinh chì, chốt gỗ, mối nối ngạnh.
8

Hình dáng đáy tàu là đáy bằng, vòm đuôi cong đều, mặt cắt phần đuôi có dạng
chữ U và ván chắn sau đuôi hơi nghiêng về phía sau 1 góc khoảng ( 10÷15
0
) so với
phương thẳng đứng.
Hình dáng boong có dạng mu rùa, dễ dàng thoát nước do sóng tràn lên hoặc do
nước mưa, ván boong của tàu câu cá ngừ đại dương phải lớn hơn ván boong của các
tàu có nghề khác.

=
trong đó
2
.
12
F h
I =

Mà h
1
>h
2

⇒
I
1
> I
2
⇒
W
u1
>W
u2
Ky chính có khối lượng tương đối lớn, kích thước tùy thuộc vào chiều dài
tàu. Sống chính nằm dọc theo mặt cắt dọc giữa tàu, nó chạy dài từ mũi đến đuôi tàu.
Ky chính là một kết cấu chịu uốn dọc chính của tàu, có tác dụng liên kết và đỡ tất cả
các chi tiết khung xương như: cong gian, ván và mê đà…Phía mũi của Ky chính
liên kết với sống mũi, ở phía lái ky chính liên kết với sống đuôi tạo nên khung
xương chính của tàu.
• Sống mũi:

• Khung giàn boong:
Tham gia bảo đảm độ bền chung tàu với tư cách là mép trên của dầm tương đương.
Tham gia bảo đảm độ bền cục bộ dưới tác dụng của tải trọng phân bố trên mặt
hay tải trọng tập trung như: trọng lượng hàng hóa và trang thiết bị trên boong, áp
lực nước tràng lên boong…
Hình thành diện tích bố trí hàng hóa, trang thiết bị, phòng, nơi đi lại và thao tác…
Làm vành đế và điểm tựa vững chắc cho khung giàn mạn và khung giàn vách.
Đảm bảo tính kín nước và chống sự tràn nước vào các khoang khi nước tràn
lên boong.
khung giàn boong làm việc trong điều kiện phức tạp:
Ứng suất pháp do quá trình uốn chung toàn tàu gây ra thường đạt giá trị lớn nhất.
Ứng suất uốn xuất hiện do tác dụng của các tải trọng cục bộ tác dụng lên
boong như như trọng lượng hàng hóa và trang thiết bị trên boong, áp lực nước trang
lên boong…
Ứng suất xuất hiện do quá trình xoắn chung toàn tàu gây ra.
Ứng lực trong các vành đế do các kết cấu khung giàn khác gây ra.
Boong tàu là một tổ hợp liên kết giữa các xà ngang boong, xà dọc boong tạo
thành một tấm cong phẳng.
Boong tàu được khoét lỗ tạo miệng buồng máy, miệng hầm hàng. Tại các
miệng khoét đều có thành quây. Tại miệng hầm hàng có nắp gỗ miệng hầm hàng đặt
lên xà dọc và xà ngang miệng khoang.
11

• Kết cấu hầm cá (khoang):
Tham gia đảm bảo độ bền chung và độ bền ngang, chống xảy ra biến dạng
cho các kết cấu khi tàu lắc, làm vành đế cho các khung giàn khác. Chia thành các
khoang kín nước để chống chìm.
Chịu tác dụng của các tải trọng trong mặt phẳng khung giàn vách như áp lực
nước, tải trọng trên boong truyền qua các khung giàn liên kết với vách, tải trọng va
đập tại các vùng mũi và đuôi truyền qua khung giàn mạn, phản lực do uốn ngang

MITSUBISHI, ISUZU v.v
• Đặc điểm đường hình tàu
Hình dáng mũi tàu ảnh hưởng rất nhiều đến tính năng hàng hải của tàu.
Sống mũi thẳng, hơi nghiêng về phía trước một góc (hợp với mặt phẳng ngang một
góc 65
0
÷ 70
0
). Với sống mũi như vậy dễ chế tạo, tàu tạo dáng khoẻ, cắt sóng tốt
đồng thời quay trở thuận tiện và tránh va đập sóng, ngăn sóng trào lên mặt boong.
Mặt cắt ngang phía mũi tàu có dạng chữ V, càng lên cao mặt boong càng được mở
rộng, thuận tiện cho công tác khai thác, thực tế đã chứng minh với đặc điểm như
vậy thì lực cản chống lắc khá tốt.
• Đặc điểm hình dáng của đuôi tàu:
Hầu hết tất cả các tàu gỗ của tỉnh Ninh Thuận hiện nay đều có dạng đuôi
vuông, mặt cắt ngang phần đuôi có hình chữ U. Kết cấu vòm đuôi tàu có ảnh hưởng
rất nhiều đến tính ổn định của tàu.
Đuôi tàu nghiêng một góc nhất định về phía sau, độ ngập nước không quá
sâu để tránh sức cản tăng lên nhất là hiện tượng va đập sóng khi tàu lùi, góp phần
tăng diện tích sinh hoạt trên tàu. Tuy nhiên do đuôi tàu quá béo nên làm giảm tốc độ
của tàu, tính quay trở của tàu kém và khi tàu lùi thì bị vỗ sóng mạnh.
• Hình dáng mặt boong:
Tất cả các tàu hiện nay đều có mặt boong dạng mu rùa để tạo điều kiện cho
nước thoát nhanh khi sóng trào lên mặt boong.
13

• Hình dáng phần chìm dưới nước:
Phần chìm dưới nước của tàu tương đối đơn giản, nửa trước của thân tàu
thuôn đều về mũi vừa đảm bảo tính cơ động , vừa có tác dụng làm giảm sức cản cho tàu.
2.4 Đặc điểm nghề lưới kéo Tỉnh Ninh Thuận

3
Nhớt: 50 kg Nước ngọt : 1,5 m
3
Đá: 14T Lưới: 2T Cá: 20T
Kích thước tàu:
Chiều dài lớn nhất L
max:
16.5 m
Chiều rộng lớn nhất B
max:
4.7 m
Chiều cao mạn D: 2.1 m
Chiều cao mạn chắn sóng H: 1.65 m
Bảng 2.1:Tọa độ đường hình tàu cá
S0 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10
ĐN0 - - - 1560

1640

1650

1570

1310

775 220 -
ĐN1 - - 1855

1985


2180

2200

2190

2155

2070

1820

1125

-
ĐN4 - 2040

2170

2230

2250

2240

2210

2145

1955


2305

2320

2325

2315

2305

2245

2055

1090

MCS

2160

2250

2300

2325

2340

2350

Bổ chụp 50x350
Ván be (ván mạn) 50mm
Ván lái 50mm
Ván boong 50mm
Miệng hầm 980x940mm
Quầy miệng hầm 30mm
Nắp miệng hầm 1000x960x20mm
Boong nâng 500mm
Sỏ mũi Chân sống mũi: 240x240mm

Đỉnh sống mũi: 400x400mm

Con lăn mũi
Trụ cảo 150x150mm
Trụ neo 200x200mm
Cong gian (sườn) 90x180mm
Đà ngang đáy 90x180mm
Đà ngang đáy khỏe(B.máy) 90x200mm
Đà dọc đáy Không có
Đà dọc hông 70x250mm
Đà dọc mạn Không có
Ván vách hầm 30mm
Nẹp ngang vách hầm 70x150
Nẹp đứng vách hầm Không có