NHIỆM VỤ THIẾT KẾ:
Thiết kế tàu chở hàng khô trọng tải 14250 DWT với µ
p
= 1,42 chạy tuyến Hải Phòng –
Philipon, vận tốc : 15 knots.
MỤC LỤC
1
PHẦN I: TUYẾN ĐƯỜNG - TÀU MẪU
1.1. Tuyến đường
1.1.1. Cảng đi: Cảng Sài Gòn
 Điều kiện tự nhiên
- Cảng Sài Gòn nằm ở hữu ngạn sông Sài Gòn, ở vị trí 10
0
48’ vĩ độ Bắc và 106
0
42’ kinh độ Đông.
Khu vực cảng nằm giữa hai sông Thị Nghè và Kinh Tô. Cảng nằm trên dải dọc dài 2 km cách bờ
biển 45 hải lí.
- Cảng Sài Gòn có chế độ bán nhật triều, biên độ dao động của mực nước triều lớn nhất là 3,98 m,
lưu tốc dòng chảy là 1 m/s.
- Từ cảng Sài Gòn đi ra biển có 2 đường sông đó là:
+ Theo sông Sài Gòn ra vịnh Gành Ráy qua sông Lòng Tảo, sông Nhà Bè và sông Sài Gòn.
Những tàu có mớn nước khoảng 9 m và chiều dài khoảng 210 m đi lại dễ dàng theo đường này.
+ Theo sông Soài Rạp tuyến đường này dài khoảng hơn 10 hải lý và tàu có mớn nước không
quá 6,5 m mới ra vào được.
- Khí hậu khu vực này chia làm 2 mùa rõ rệt mùa mưa và mùa khô. Mùa mưa bắt đầu từ tháng 5
đến tháng 11, lượng mưa trung bình từ 150 đến 250 mm trên mỗi tháng. Mỗi tháng có từ khoảng
18 đến 19 ngày mưa. Mùa khô bắt đầu từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau.
 Đặc điểm về cảng
- Cảng Sài Gòn chia làm ba khu vực:
+ Khu thượng cảng

. Các bãi chứa thường nằm sau kho, phổ biến là
các bãi xen kẽ ít có bãi liên hoàn.
+ Khu vực Khánh Hội gồm 11 bến từ kho K
0
đến K
10
với tổng chiều dài 1264 m. Khu Khánh
Hội có 18 kho với tổng diện tích là 45.396 m
2
và diện tích bến bãi là 15.781m
2
.
+ Ngoài hệ thống bến chính còn có hệ thống phao neo tàu gồm có 6 phao ở hữu ngạn sông Sài
Gòn và có 26 phao ở tả ngạn sông Sài Gòn. Cách 10 hải lý về phía hạ lưu cảng Sài Gòn có 12
phao neo để dành cho tàu dễ cháy nổ.
1.1.2. Cảng đến: Cảng Manila (Philippin)
 Điều kiện tự nhiên
- Cảng Manila thuộc vịnh Manila nằm ở hai bờ của sông Pasig, có tọa độ 14°35' vĩ độ Bắc,
120°58' kinh độ Đông.
- Khí hậu của khu vực này là nóng, ẩm, nhiệt đới. Nhiệt độ trung bình hàng năm khoảng 26,5°C.
Có ba mùa: mùa hè từ tháng 3 đến tháng 5, mùa mưa từ tháng 6 đến tháng 11và mùa lạnh từ tháng
12 đến tháng 2. Gió mùa tây nam (tháng 5 – tháng 10) và gió mùa đông bắc khô (tháng 1 – tháng
4).
 Đặc điểm về cảng
- Cảng Manila là cảng lớn nhất philippin. Cảng có 26 cầu tàu trong đó có 2 cầu tàu dành cho
tàu container và tàu roro. Cảng có hệ thống kho với tổng diện tích 68.000m
2
và 4 bãi chứa với tổng
diện tích 143.000 km
2
1.2. Tàu mẫu
Bảng tàu mẫu
STT Thông số Đơn vị Tàu mẫu 2 Tàu mẫu 3 Tàu mẫu 1
1
Tên tàu
TÂY SƠN 3 New Energy
THÁI
BÌNH
BAY
2
Số IMO 9355599 9306524 9573309
3
Năm đóng 2005 2005 2009
4
Nguồn gốc tàu
Đăng kiểm Đăng kiểm
Đăng
kiểm
5
Loại tàu Hàng khô Hàng Hàng khô
6
Trọng tải Tấn 13286 14603 12863,2
7
Khối lượng hàng Tấn
8
L
tk
m

tổng hợp
Tàu bách hoá,
tổng hợp
Tàu bách
hoá,
tổng hợp
22
Biên chế thuyền viên Người
23
Số lượng khoang hàng
PHẦN II. XÁC ĐỊNH CÁC KÍCHTHƯỚC CHỦ YẾU CỦA TÀU
2.1. Xác đinh sơ bộ các kích thước:
2.1.1. Xác định lượng chiếm nước sơ bộ:
Từ phương trình xác định lượng chiếm nước:
∆
msb
=
D
DW
η
(2.1)
trong đó:
η
D
– hệ số lợi dụng LCN theo trọng tải (nội suy theo tàu mẫu);
η
h
– hệ số lợi dụng LCN theo khối lượng hàng hóa (nội suy theo tàu
mẫu);
DW – trọng tải của tàu (theo nhiệm vụ thư thiết kế);

η
= = =
∆
5
η
D
(
η
h
)
DW (m
h
)
DW
1
DW
2
DW
3
η
D
1
η
D
2
η
D
3
DW
η

(2.2)
Trong đó: l – chiều dài tương đối của tàu, là hàm của tốc độ tuyệt đối của
tàu. Có thể xác định l có thể được xác định theo các công thức sau:
+ theo L. M. Nogid chiều dài tương đối l được xác định theo công thức:
3/1
Sn
vCl
=
= 5,327
(2.3)
trong đó:
C
n
= 2,16 do v = 15 knot < 16 knot đối với tàu chở hàng khô;
6
L = l
3
/
msb
ρ
∆
= 5,327×
3
19256,7 /1,025
= 141,61(m)
chọn L = 141,6 (m)
 Các hệ số béo
- Xác định số Frude:
v
Fr

C
=
- Hệ số béo dọc tàu.
C
P
= 1,05- 1,5Fr
0,02 0,74 0,02± = ±

⇒
chọn C
P
= 0,74
- Hệ số béo đường nước thiết kế
C
wp
= 0,98
1/2
0,06 0,89 0,06
B
C
± = ± ⇒
chọn
W
C
= 0,85
 Chiều rộng, chiều chìm, chiều cao mạn
Ta có ∆
m
= k
ρ

=1,3
B = 19,22 (m)
7
T = 8,35 (m)
⇒
Chọn:
B = 19,3 (m)
T = 8.4 (m)
→ D = 10,92 (m) chọn D = 11 (m)
2.2.Nghiệm lại lượng chiếm nước của tàu lần 1 (theo phương trình sức nổi)
Khi đó:
∆
m1
= k.ρ.C
B
.L.B.T = 1,007 . 1,025 . 0,82 . 141,6 . 19,3 . 8,4 =19429,74 (T)
∆∆
m
=
1m msb
msb
∆ − ∆
∆
= 0,89 % < 2,5 %
Vậy kích thước sơ bộ thỏa mãn .
2. 3. Nghiệm lại khối lượng tàu theo các kích thước chủ yếu
∆
m
= Σm
i

m
m
– khối lượng trang thiết bị năng lượng
m
∆
– Khối lượng dự trữ lượng chiếm nước.
• Khối lượng thân tàu m
vt
:
m
vt
= m
v
+m
tt
, tấn (2.13)
Trong đó: m
v
– Khối lượng phần thân chính của vỏ tàu; m
tt
– Khối lượng phần
thượng tầng.
Khối lượng phần thân chính của vỏ tàu có thể được xác định theo công
thức:
m
v
= k
1
L
k2

=0,12.2633 = 306,5 (T)
• Khối lượng các trang thiết bị và hệ thống m
tbh
:
m
tb
= k
1
(L.B.D)
k2
, tấn (2.15)
m
tb
=0,5166.(141,6.19,3.11)
0,75
= 1179,4 (T)
Giá trị của các hệ số k trong công thức (2.15) được xác định dựa vào bảng
sau:
k
1
k
2
Tàu chở dầu 10.820 0.41
Tàu chở hàng tổng hợp 0.5166 0.75
• Khối lượng trang thiết bị năng lượng:
m
m
= k
1
.Ne

F
R
APP
V
s
V Fr Fr
i
Re.10
6
C
FO
Công thức
Đơn vị
hl/h m/s - - - - kN kN
Trị số tính 1.00 0.514 0.014 0.069 68.976 0.002 1.647 0.009
9
toán
2.00 1.029 0.028 0.137 137.953 0.002 5.958 0.032
3.00 1.543 0.041 0.202 206.929 0.002 12.669 0.068
4.00 2.058 0.055 0.264 275.905 0.002 21.657 0.116
5.00 2.572 0.069 0.320 344.882 0.002 32.844 0.176
6.00 3.086 0.083 0.372 413.858 0.002 46.170 0.247
7.00 3.601 0.097 0.419 482.835 0.002 61.590 0.329
8.00 4.115 0.110 0.461 551.811 0.002 79.066 0.423
9.00 4.630 0.124 0.498 620.787 0.002 98.567 0.527
10.00 5.144 0.138 0.531 689.764 0.002 120.064 0.642
11.00 5.658 0.152 0.561 758.740 0.002 143.535 0.767
12.00 6.173 0.166 0.586 827.716 0.002 168.957 0.903
13.00 6.687 0.179 0.609 896.693 0.002 196.312 1.049
14.00 7.202 0.193 0.629 965.669 0.002 225.583 1.206

11
= m’
11
.Δ
m
= (0,01÷ 0,015).Δ
m
= 293 (tấn), với m’
11
= 0,015
trong đó: m’
∆
= (0,01 ÷ 0,015) – khối lượng đơn vị dự trữ LCN.
Tàu mẫu Tây Sơn 3 NEW
ENERGY
Thái Bình Bay
(1)Δ
o thực tế
16830 20203 16452,8
(2)Δ
o tính toán
17874,94 20652,195 17546,46
11
Sai số 6,2%<10% 2,22%<10% 6,6 %<10%
Vậy tàu mẫu thỏa mãn điều kiện
2.3.2. Trọng tải tàu DW
• Khối lượng thuyền viên, lương thực, thực phẩm, nước uống:
m
14
= m

m
1403
= n
TV
.c.t=20.125.3,5=8,75(T),
trong đó: c- dự trữ nước ngọt cho một người trong một ngày đêm,
c= (100 ÷ 150) lít/người/ ngày
• Khối lượng nhiên liệu, dầu mỡ và nước cấp:
m
16
= m
1601
+ m
1602
+ m
1603
= k
nl
.m
1601
(2.21)
m
16
=1,09.1,2.5788,57.0,14.5 = 89 (T)
Trong đó: k
nl
=1,09 ± 0,03, hệ số nhiên liệu
m
1601
= k

1 Khối lượng thân tàu m
vt
tấn 2861
2 Khối lượng các thiết bị và hệ
thống
m
tbh
tấn 1179,4
3 Khối lượng TBNL m
04
tấn 409,09
4 Khối lượng dự trữ LCN m
11
tấn 293
5
Khối lượng thuyền viên, dự trữ
LTTP và nước ngọt
m
14
tấn 11,9
6 Khối lượng hàng hóa m
15
tấn 13447
7 Khối lượng nhiên liệu dự trữ m
16
tấn 89
8 Tổng
Σm
i
tấn 19093,39

yc
=µ
p.
m
h
, m
3
(2.24)
Trong đó: µ
p
– thể tích riêng của hàng hóa, được cho trong nhiệm vụ thư thiết kế
đối với tàu chở hàng khô; m
h
–khối lượng hàng tàu chuyên chở, tấn.
Dung tích thực tế của khoang hàng:
 Đối với tàu hàng khô có buồng máy đặt ở phía đuôi tàu, dung tích thực tế của
khoang hàng có thể được xác định theo công thức sau:
13
V
tt
= C
BP
L
kh
.B.(D-h
dd
), m
3
(2.25)
Dung tích thực tế:

dài khoang máy có thể lấy theo công thức kinh nghiệm (2.25), còn chiều dài
khoang đuôi được xác định sơ bộ dựa trên hình 2.2.
L
m
= (0,12 ÷ 0,13)L=0,12.141,6 = 17 , m
(2.28)

Hình 2.2. Quan hệ giữ chiều dài tương đối của khoang đuôi với chiều dài tàu
Chiều dài khoang mũi được xác định theo yêu cầu của Quy phạm (nằm
trong khoảng (5-8)%L nhưng không được lớn hơn 10 m).
Chiều cao đáy đôi của tàu được xác định đựa trên tàu mẫu. Sau khi lựa
chọn chiều cao đáy đôi xong, cần phải kiểm tra xem nó có thỏa mãn yêu cầu về
chiều cao đáy đôi tối thiểu theo yêu cầu của Quy phạm hay không.
14
L
f
= 0,05.141,6 = 7,08 , m
L
a
= 6 , m
H
dd
= 1,2, m
C
BP
– hệ số béo thể tích của vùng khoang hàng, trong giai đoạn thiết kế ban
đầu có thể xác định theo công thức sau:
C
BP
= C

W
0,85 19,3
3,43
11,4 11,4.0,82 8.4
P
B
C
B B
r a
T C T
= = = =
Z
B
=
WP
W
0,85
.8,4 4,27
0,85 0,82
P B
C
T
C C
= =
+ +

Z
G
= k
. 0,52.11 5,72

bảng 1+2+3+4)
C
P
= 0,74 L/D = 12,87
DW = 14250 tấn
15
2.4.3 Tính chu kì lắc:
Được xác định bằng công thức sau:
T
θ
=
0
. 0,81 19,3
1,98
C B x
h
=
= 11,1(s)
Trong đó: C = 0,81 đối với tàu hàng đủ tải
T
θ
min
= 7 ÷ 12 (s) (STKTĐT1)
Vậy chu kì lắc ngang của tàu được đảm bảo
PHẦN III
XÂY DỰNG TUYẾN HÌNH
Các thông số chủ yếu của tàu :
Chiều dài thiết kế : L

= 141,6 (m)

µ
= =
Trong đó :

0,018 0,027
µ
= ÷
hệ số diện tích bánh lái cho tàu đi biển 1 bánh lái

L= 141,6 m là chiều dài tàu
T= 8,4 m là chiều chìm toàn tải của tàu
Thay số vào ta có :

2
R min
21,41 32,124A m
= ÷

Ta chọn diện tích bánh lái là 22 m
2
Kiểm tra theo diện tích tối thiểu:diện tích bánh lái phải không được nhỏ hơn trị số
tính theo công thức sau:

2
R min
. 150
. . . 0,75 17,16
100 75
LT
A p q m

Độ dang của bánh lái :
1,136
R
R
h
b
λ
= =

Từ đó ta lựa chọn dạng đuôi như sau :
Hình 3.2 : Hình dạng đuôi tàu
3.2 Các đặc trưng liên quan đến tính di động của tàu
3.2.1 Hoành độ tâm nổi X
B

Theo công thức 9.71 trang 123 [2] với tàu có C
B
=0,82 > 0,65 Hoành độ tâm nổi
tính theo công thức sau

0,65
0,022 sin . 0,5
2 0,15
B B
X C
L
L
π
 
−


( )
( )
1
1
20
1
2
11
CB
PE P
E
P
x X
C C k L
k
L
C
 
 
−
 
= − −
 
−
 
 
18

( )

Thay số vào ta có: C
PE
= 0,552 ; C
PR
= 0,589
Từ đó ta xác định được: a
E
= (2C
PE
-1).F
M
a
R
= (2C
PR
-1).F
M
trong đó F
M
= C
M
.B.T = 0,99.19,3.8,4 = 160,5 m
2
là diện tích sườn lớn nhất
a
E
= 16,692
a
R
= 28,569

19256,7
m
m m
m
∆ − ∆ −
⇒ ∆∆ = = =
∆
Ta có
5%
m
∆∆ < ⇒
thỏa mãn LCN
Nghiệm lại hoành độ tâm nổi X
B

1
. .
. 0,62
.
i i
B
i i
k i
X L
k
ω
ω
= ∆ =
∑
∑

f W W W
L
X C C C m
= − + + − = −
Chọn chiều dài đoạn thon mũi, thân ống, thon đuôi của đường nước thiết kế như
sau : e = 36,11 m, m = 55,22 m, r = 50,27 m
Tính toán các giá trị cần thiết: AO = B(
WPA
C

- 0,5), A
1
O
1
= B(
WPF
C

- 0,5)
Trong đó C
WPA
và C
WPF
được tính theo công thức 9.95 [Q2]

W W WP
W W WP
0,125. 1 0,8
0,125. 1 0,9
PF P

KWLi
22
Tung độ đường nước trung bình
T
y
i
TBi
2
ϖ
=
B
A
H
D
C
y
iTK
T
y
iTB
Sn i
H
1
Các sườn lý thuyết được xây dựng trên phương pháp cân bằng diện tích.
Bảng 3.4:diện tích các sườn lý thuyết sau khi xây dựng
23
24
25

Trích đoạn 1 Đèn hành trình

---