i
LỜI CẢM ƠNSau hơn ba tháng tìm hiểu, nghiên cứu và tính toán, với sự hướng dẫn tận tình
của thầy PGS.TS. Trần Gia Thái tôi đã hoàn thành đề tài tốt nghiệp với nội dung:
“Thiết kế sơ bộ tàu đánh cá lưới rê theo mẫu truyền thống tỉnh Quãng Ngãi”.
Qua đây tôi xin chân thành cám ơn đến thầy PGS.TS.Trần Gia Thái đã quan
tâm, tận tình hướng dẫn tôi trong quá trình thực hiện và hoàn thành đề tài. Tôi cũng xin
được gửi lời cám ơn đến các thầy trong Khoa kỹ thuật Giao Thông.
Tôi cũng xin chân thành cám ơn đến các anh làm việc tại chi cục khai thác và
bảo vệ nguồn lợi thủy sản tỉnh Quãng Ngãi và các bạn đã tạo điều kiện thuận lợi, quan
tâm gúp đỡ trong suốt thời gian thực hiện đề tài.
Tôi xin chân thành cám ơn!
Nha trang, ngày 08 tháng 07 năm 2012
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Ngọc Ninh
1.2.1.3 Nghề đánh cá lưới rê 5
1.2.1.3.1 Nguyên lý đánh bắt lưới rê 5
1.2.1.3.2 Thao tác thả lưới 5
1.2.2 Khảo sát đội tàu và đo đạc tuyến hình tàu mẫu 7
1.2.2.1 Khảo sát đội tàu 8
1.2.2.2 Phương pháp đo đạc tuyến hình tàu. 8
1.2.3 Kết quả khảo sát. 10
1.2.3.1 Đặc điểm hình học của tàu lưới rê tỉnh Quãng Ngãi 10
1.2.3.2 Đặc điểm kết cấu. 12
1.2.3.3 Đặc điểm bố trí chung. 13
1.2.3.4 Đường hình tàu khảo sát 15
1.2.3.4.1 Các thông số chính của tàu 15
1.2.3.4.2 Bảng tọa độ đường hình tàu khảo sát. 16
1.3 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU HIỆN NAY 20
1.3.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới 20
2.3 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ KẾT CẤU 24
2.4 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ BỐ TRÍ CHUNG 25
2.5 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN PHÂN TÍCH TÍNH TOÁN CÁC TÍNH NĂNG TÀU
THIẾT KẾ 26
2.5.1. Lý thuyết cơ bản về ổn định 26
2.5.2 Tiêu chuẩn ổn định 27
2.5.2.1 Tiêu chuẩn vật lý 27
2.5.2.2 Tiêu chuẩn thống kê 28
2.5.3 Phương án thực hiện 28
CHƯƠNG 3: QUÁ TRÌNH TÍNH TOÁN THIẾT KẾ 29
3.1 XÂY DỰNG NHIỆM VỤ THƯ THIẾT KẾ 29
3.2 XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC ĐIỂM HÌNH HỌC CỦA TÀU 29
3.2.1 Lựa chọn mớn nước T 29
3.2.2 Lựa chọn tỷ số H/T 30
3.2.3 Lựa chọn hệ số thể tích nước chiếm C
W
31
3.4.2. Tính trọng lượng trọng tâm tàu không. 65
3.5 THIẾT KẾ BỐ TRÍ CHUNG 66
3.5.1 Bố trí phía trên boong 67
3.5.2 Bố trí dưới boong 67
3.5.3 Bố trí khu vực buồng máy 68
3.6 PHÂN TÍCH VÀ TÍNH TOÁN CÁC TÍNH NĂNG CỦA TÀU THIẾT KẾ. 68
3.6.1 Tính toán tính nổi 69
3.6.1.1 Tính toán các yếu tố thủy tĩnh 71
3.6.1.2 Tính toán các hệ số hình dáng tàu thiết kế 72
3.6.2. Tính toán ổn định cho tàu 73
3.6.2.1. Các trường hợp tải trọng nguy hiểm 73
3.6.2.2. Tính kiểm tra ổn định cho 4 trường hợp tải trọng trong Autohydro 76
3.6.3 Kiểm tra ổn định theo tiêu chuẩn thời tiết 89
3.6.3.1 Xác định mômen nghiêng do gió gây ra 90
3.6.3.2 Xác định mômen lật dựa vào đường cong ổn định động 92
Hình 1.13: Đặc điểm liên kết và kết cấu cơ bản 13
Hình 1.14: Bố trí cabin tàu 14
Hình 1.15: Bố trí trên boong tàu lưới rê 14
Hình 1.16: Bố trí chân vịt và bánh lái. 15
Hình 1.17: Đo tọa độ đường hình và kết cấu tàu ngoài thực tế 16
Hình 2.1: Sơ đồ các bước của quá trình thiết kế. 22
Hình 2.2: Kết cấu tàu ngoài thực tế 25
Hình 2.3 Bản chất của ổn định. 26
Hình 3.1: Đồ thị lựa chọn 37
Hình 3.2: Phương pháp dựng sườn trong Autocad 39
Hình 3.3: Các sườn sau khi dựng xong. 40
Hình 3.4 : Góc nhìn SE Isomectric 40
Hình 3.5: Kết quả sau khi xoay quanh trục X. 41
Hình 3.6: Kết quả sau khi xoay quanh trục Y. 41
vii
Hình 3.22: Bề mặt mũi tàu sau khi chỉnh trơn. 50
Hình 3.23: Hộp thoại tạo bề mặt đuôi tàu. 50
Hình 3.24: Bề mặt đuôi tàu sau khi chỉnh trơn 51
Hình 3.25: Hộp thoại Create Curve 51
Hình 3.26: Hộp thoại tạo vách đuôi 52
Hình 3.27: Đuôi tàu sau khi được tạo 52
Hình 3.28: Hộp thoại tạo đường mép boong 53
Hình 3.29: Kết quả sau khi tạo đường mép boong 53
Hình 3.30: Hộp thoại Group Editor 54
Hình 3.31: Kết quả sau khi tạo Group 54
Hình 3.32: Mô hình tàu sau khi được hoàn thiện và tô bóng 55
Hình 3.33: Hộp hội thoại Scale. 55
Hình 3.34: Hộp thoại Instant Hydrostatics 56
Hình 3.35: Các thông số hình học của tàu thiết kế 56
viii
Hình 3.71 :Đồ thị ổn định tĩnh và ổn định động của tàu ở trường hợp tải trọng 3 85
Hình 4.73: Hộp thoại Hydrostatics Values trường hợp 4 86
Hình 4.75: Đồ thị ổn định tĩnh và ổn định động của tàu ở trường hợp tải trọng 4 87
Hình 3.77: Đồ thị xác định mômen lật. 89
Hình 3.86: Hội thoại Auiopower Setup 95
Hình 3.87: Các thông số tàu thiết kế 95
Hình 3.88: Hộp thoại Reesistance. 96
Hình 3.90: Đồ thị sức cản tàu 97
Hình 3.92: Đồ thị công suất 98
ix
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.18: Tọa độ đường hình tàu khảo sát 16
Bảng 1.19: Số liệu thống kê tàu lưới rê Qãng Ngãi. 17
x
Bảng 3.77: Các tải trọng thành phần trường hợp 3. 91
Bảng 3.78: Các tải trọng thành phần trường hợp 4. 91
Bảng 3.79 : Bảng tính xác định mômen gây nghiêng tàu 91
Bảng 3.80: Bảng lựa chọn giá trị Y 92
Bảng 3.81: Bảng chọn hệ số k 93
Bảng 3.82: Bảng hệ số an toàn K. 93
1
LỜI NÓI ĐẦU
Ngư nghiệp là một ngành kinh tế - kỹ thuật mà tư liệu sản xuất quan trọng nhất
là đất đai - mặt nước, đối tượng sản xuất là quần thể sinh vật có khả năng sinh trưởng
dựa vào môi trường nước, sản phẩm của ngư nghiệp là một trong những nguồn cung
cấp thực phẩm quan trọng cho con người. Đặc biệt là trong những năm trở lại đây
ngành đánh bắt thủy sản ngày càng phát triển mạnh cả về số lượng lẫn chất lượng. Tuy
nhiên thực trạng ngành đánh bắt thủy sản nước ta vẫn gặp nhiều bất cập khó khăn, lạc
hậu so với các nước trong khu vực và thế giới. Đội tàu đánh bắt cá phát triển nhanh
nhưng phần lớn đều được đóng theo kinh nghiệm dân gian nên sản phẩm tàu đóng ra
vẫn còn những hạn chế, thiếu sót. Chính vì vậy nên tàu được đóng ra không đảm bảo
khai thác cũng như phương tiện an toàn sinh mạng. Để hợp thức hóa đưa tàu vào sử
dụng, tàu sau khi đóng chỉ có hồ sơ hoàn công không đúng hình dáng tàu cũng như
dùng vào tính toán các tính năng. Chính vì điều này cũng gây ra nhiều bất cập đối với
cơ quan quản lý tàu cá và việc tính toán để đưa ra những yêu cầu, nhắc nhở tốt nhất
cho ngư dân trong việc khai thác và an toàn sinh mạng. Thực tế thời gian qua đã có
nhiều vụ tai nạn tàu cá xảy ra gây thiệt hại lớn về người và của mà nguyên nhân chính
là phương tiện đánh bắt không đảm bảo yêu cầu kĩ thuật, người dân không được hướng
dẫn vế an toàn tàu cá.
Vì vậy, điều cần làm bây giờ là tìm ra mẫu tàu phù hợp với thực tế, hiệu quả
khai thác cao, đảm bảo các tính năng hàng hải và an toàn. Để làm được điều này thì
trước tiên phải xây dựng được mẫu tàu phù hợp với ngành nghề, điều kiện khai của
từng địa phương thác cụ thể. Và đề tài “Thiết kế sơ bộ mẫu tàu đánh cá lưới rê theo
mẫu truyền thống tĩnh Quãng Ngãi” là việc làm cụ thể để xây dựng nên một mẫu tàu
lưới rê phù hợp với ngư dân tỉnh Quãng Ngãi dựa trên việc tiếp thu kiến thức khoa học
mới và kế thừa những kinh nghiệm được đúc kết qua bao đời nay của ngư dân Quảng
Ngãi. Thông qua đề tài này cũng cũng là cái nhìn thực tế về tàu cá tỉnh Quảng Ngãi để
3
từ đó đưa ra những biện pháp quản lý tàu cá tốt hơn, những lời khuyên bổ ích cho bà
con ngư dân để tránh những tai nạn tàu cá đáng tiếc xảy ra.
1.2 KHẢO SÁT ĐỘI TÀU ĐÁNH CÁ LƯỚI RÊ TỈNH QUÃNG NGÃI
Để tàu thiết kế có những tính năng tốt phù hợp với yêu cầu thực tế của ngư dân
làm nghề lưới rê người thiết kế ngoài kiến thức chuyên môn còn phải hiểu biết các đặc
điểm của đội tàu đánh cá lưới rê tỉnh Quãng Ngãi cũng như điều kiện khai thác, bến
bãi. Trong đề tài này các số liệu đặc điểm về đội tàu đánh cá lưới rê được thực hiện qua
quá trình khảo sát, đo đạc thực tế. Đây là công việc rất cần thiết đề từ đó tiếp thu những
kinh nghiệm dân gian vào việc thiết kế.
1.2.1 Sơ lược về điều kiện tự nhiên và nghề đánh cá lưới rê tỉnh Quãng Ngãi
Các thông số kích thước của tàu L, B, H, T của tàu được khống chế bởi các điều
kiện bến bãi, luồng lạch nơi tàu hoạt động nhằm đảm bảo cho tàu có thể ra vào cảng,
Ngành sản xuất truyền thống đánh bắt thuỷ sản là thế mạnh của nghề cá Quảng
Ngãi vẫn giữ vai trò quan trọng nhất, đem lại thu nhập đời sống cho phần lớn ngư dân
vùng biển. Phương tiện đánh bắt thủy sản chủ yếu bao gồm tàu thuyền và ngư lưới cụ.
Nghề lưới rê (còn gọi là nghề lưới cản) là một trong những nghề đánh bắt quan
trọng, chiếm khoảng 6% số lượng tàu thuyền trong tỉnh Quãng Ngãi. Ngư dân hành
nghề lưới cản phổ biến ở vùng cửa biển Sa Cần và Sa Kỳ. Ngư trường đánh bắt khá
rộng, từ vùng biển ven bờ ra đến vùng khơi.
Thống kê tàu theo địa phương
Lý Sơn
Bình Sơn
Mộ Đức
Tư Nghĩa
Đức Phổ
Sơn Tinh
Hình 1.1: Phân bố tàu lưới rê theo các huyện.
5Hình 1.2: Tình hình phát triển đội tàu lưới rê từ năm 2000 – 2011.
(Theo số liệu chi cục khai thác và bảo vệ nguồn lợi thủy sản tỉnh Quãng Ngãi)
1.2.1.3 Nghề đánh cá lưới rê
1.2.1.3.1 Nguyên lý đánh bắt lưới rê
Nguyên lý đánh bắt lưới rê theo nguyên tắc: “Lưới được thả chặn ngang đường
di chuyển của cá. Cá trên đường đi sẽ bị vướng vào mắt lưới và bị giữ lại lưới”.
1.2.1.3.2 Thao tác thả lưới
Trong quá trình thả lưới người thuyền trưởng nên cẩn thận, cho tàu chạy với tốc
độ chậm, điều khiển hướng thả lưới ngang với dòng chảy và chú ý coi chừng lưới tắp
vào chân vịt. Khi này người thủy thủ cố gắng ném lưới ra xa tàu và đảm bảo lưới không
- Khi đến vị trí C, tàu hết trớn, ta đóng ly hợp lại và thả lưới theo hướng C-D.
- Khi đến vị trí D tàu đã có đủ trớn tới ta cũng cắt ly hợp và cũng dưới ảnh hưởng của
trớn tới và nước lưới sẽ được thả theo hướng D-E.
- Lần lượt làm tương tự đến khi nào toàn bộ vàng lưới thả xong. Thời gian thả lưới đối
với một vàng lưới rê thường là từ 0.5-1 giờ. Thả cho trường hợp này ta có thể tranh thủ
được trớn đi tới của tàu (không phải cho chân vịt quay) có thể tránh được sự cố lưới
quấn chân vịt.
Hình 1.6: Thả lưới theo kiểu zig-zag.
Kết luận.
Như vậy ta có thể nhận thấy với đặc thù của nghề lưới rê là thả lưới ngang
hướng nước và thu lưới từ một bên mạn thì tính năng yêu cầu quang trọng là ngoài tính
ổn định còn có tính điều khiển, tính tốc độ và đảm bảo mạn khô tiêu chuẩn. Tàu thiết kế
phải thỏa mãn các yêu cầu sử dụng trên để có thể hoạt động hiệu quả nhất trong điều
kiện làm việc của nghề cá lưới rê.
1.2.2 Khảo sát đội tàu và đo đạc tuyến hình tàu mẫu
Để đảm bảo cho tàu thiết kế mang những đặc điểm hình học của tàu đánh cá
lưới rê tỉnh Quãng Ngãi và chuẩn bị các số liệu, tuyến hình cho các bước tính toán sau
này ta tiến hành khảo sát tàu đánh cá lưới rê và đo đạc xây dựng tuyến hình tàu mẫu,
đo quy các kết cấu, tìm hiểu về bố trí chung toàn tàu. Đây là công việc quang trọng và
mất nhiều thời gian nên trong suốt quá trình làm phải cẩn thận và chú ý.
8
1.2.2.1 Khảo sát đội tàu
Tàu được khảo sát là tàu vỏ gỗ làm nghề đánh các lưới rê đang hoạt động tốt tại
tỉnh Quãng Ngãi. Như vậy tàu mẫu sẽ có những đặc điểm đặc trưng nhất của tàu làm
nghề lưới rê và đảm bảo hoạt động hiệu quả.
Đường hình tàu, đặc điểm kết cấu, đặc điểm bố trí chung được khảo sát, đo đạc
thủ công cùng với sự hỗ trợ của máy ảnh. Ưu điểm của phương pháp này đơn giản,
thiết bị rẻ tiền, dễ mua, tính cơ động cao. Tuy nhiên, khi đo tuyến hình tàu thì gặp phải
Hình 1.10: Phương pháp đo tọa độ vòm đuôi.
1.2.3 Kết quả khảo sát.
Qua thực tế khảo sát tại cơ sở đóng tàu Phổ An, HTX đóng tàu Cổ Lũy và cảng
cá Cửa Đại đã nhận được những kết quả đáng chú ý sau:
1.2.3.1 Đặc điểm hình học của tàu lưới rê tỉnh Quãng Ngãi.
Về cơ bản đội tàu lưới rê tỉnh Qãng Ngãi có đặc điểm về hình dáng khá đơn
giản. Đặc điểm giữa các tàu làm các nghề khác nhau thường không có sự khác biệt lớn,
chỉ khác nhau nhất là bố trí thiết bị trên boong.
Phần mũi tàu có hình dạng khí động học tạo điều kiện cho tàu rẽ sóng và giảm
sức cản. Mũi tàu có kết cấu đơn giản sườn chữ V cũng tạo điều kiện thuận lợi cho việc
thi công đóng tàu. Kết cấu cơ bản nhất là “sỏ mũi” là thân cây gỗ to, không có mối nối
được liên kết với ” long cốt” bằng bulong thép. Phần thân tàu có dạng thân ống giúp
tăng dung tích của tàu, dễ dàng thi công. Ở phần thân tàu kết cấu cơ bản là “cong
giang” liên kết với đà ngang. Phần đuôi tàu có cấu tạo chung là vòm đuôi được nâng
cao tạo điều kiện cho chân vịt hoat động tốt.
11Hình 1.11: Mũi tàu hình chữ V.
Hình 1.12: Vòm đuôi tàu lưới rê. 12
1.2.3.2 Đặc điểm kết cấu.
Tàu được đóng theo kinh nghiệm dân gian nên kết cấu các tàu cũng giống nhau,
nhìn chung kết cấu tàu khá cứng vững, quy cách kết cấu được chọn theo kinh nghiệm
của người thợ cả.
Tất cả các tàu đều được đóng theo hệ thống kết cấu ngang với dạng cơ bản là
Hình 1.14: Bố trí cabin tàu
Phần boong phía trước cabin được bố trí các hầm cá và thiết bị phục vụ cho việc
đánh bắt. Số lượng hầm cá của tàu lưới rê từ 4-5 hầm, trong đó có 1 hầm được dùng để
chứa lưới. Tất cả các hầm có nắp đậy kín chống nước tràn vào hầm cá.
Hình 1.15: Bố trí trên boong tàu lưới rê.
Buồng máy được bố trí ở phía sau đuôi tàu nhờ tận dụng phần không gian rộng
lớn phía sau đuôi tàu và dưới cabin. Việc bố trí như vậy góp phần làm chiều dài của hệ
15
trục chân vịt, việc truyền động lái dễ dàng, kiểm tra bảo trì máy được thuận lợi. Từ
cabin tàu có cầu thang để đi xuống hầm máy.
Chân vịt của tàu đánh cá lưới rê nói riêng và tàu đánh cá vỏ gỗ nói chung của
tỉnh Quãng Ngãi là chân vịt được chế tạo bằng đồng có 3-4 cánh. Có giá đỡ trục chân
vịt được làm bằng gỗ hoặc bằng thép. Phía sau chân vịt là bánh lái được truyền động
dưới hình thức lái dây và lái tay trực tiếp để phòng ngừa khi gặp sự cố.
Hình 1.16: Bố trí chân vịt và bánh lái.
1.2.3.4 Đường hình tàu khảo sát.
1.2.3.4.1 Các thông số chính của tàu
Chiều dài lớn nhất L
max
= 16.2 m
Chiều rộng lớn nhất Bmax = 4.34 m
Chiều cao mạn H = 2.4 m
Công suất máy chính Ne = 400 CV
Copyright: Tài liệu đại học ©