PHẦN I :
TÌM HIỂU TUYẾN ĐƢỜNG - TÀU MẪU

1


1.1.

TÌM HIỂU TUYẾN ĐƢỜNG

Mỗi con tàu khi đƣợc thiết kế đều phải thoả mãn các yêu cầu thiết kế đã đƣa ra,
ngoài ra nó còn phải đảm bảo hành hải an toàn và làm việc có hiệu quả trên tuyến đƣờng quy
định. Tuyến đƣờng cho biết đặc điểm khí tƣợng thuỷ văn, điều kiện sóng gió, độ sâu luồng
lạch là những yếu tố có ảnh hƣởng trực tiếp đến tính hành hải của con tàu. Vì những lí do trên
ngƣời thiết kế phải lựa chọn phƣơng án thiết kế phù hợp và tìm hiểu về tuyến đƣờng, cảng đi
và cảng đến của tàu để lựa chọn kích thƣớc tàu hợp lý và đạt đƣợc hiệu quả thiết kế cao.
Với yêu cầu thiết kế tàu chở dầu có trọng tải 12.800 tấn và những lí do trên nên
tuyến đƣờng đƣợc lựa chọn là:
- Cảng đi
: Cảng Cái Mép - Vũng Tàu
- Cảng đến : Cảng Busan -Hàn Quốc

1.1.1. Tìm hiểu về đặc điểm hai cảng
1.1.1.1. Cảng Cái Mép - Vũng Tàu
+Vị trí cảng: 10°31'29"N - 107°01'25"E
+ Điểm đón trả hoa tiêu: 10°17'15"N - 107°04'56"E
+ Luồng lạch vào cảng:
- Chiều dài: 15 km.
- Độ sâu: -14,0 m.
- Chế độ thủy triều: bán nhật triều. Chênh lệch thủy triều: 1.1m ~ 4.9m. Chênh lệch bình quân
: 3,4 m.

biển Châu Á xuống xích đạo. Hàng năm, lƣu lƣợng dòng hải lƣu tới 46.106 km3.
- Gió : Gió đông nam thổi từ tháng 6 – tháng 10, gió Bắc thổi từ tháng 10 tới tháng 3
năm sau. Giữa 2 mùa này chỉ có thời gian chuyển tiếp gió thông thƣờng vào tháng 6 tới tháng
9 từ quần đảo Philipin tới bờ biển Nam Trung Quốc, mỗi cơn gió kéo dài 2-4 ngày, sức gió 812.
- Bão: gió Đông Nam thổi từ tháng 6 đến tháng 10, gió Bắc thổi từ tháng 10 đến tháng 3
năm sau . Khu vực này hay bị bão, gió giật, lốc xoáy, mật độ cao thƣờng vào tháng 6 – tháng
9 từ quần đảo Philipin tới bờ biển Nam Trung Quốc. Mỗi cơn cơn gió kéo dài 2-4 ngày, sức
gió 8-12.
- Sóng : Biên độ dao động khoảng 2,5-3,2 m, chiều dài song 1,5 – 8m, độ sâu không hạn
chế , ít bị ảnh hƣởng bởi đá ngầm nên việc đi lại đƣợc dễ dàng.
- Sƣơng: Sƣơng mù thƣờng thấy vào sang sớm & chiều tối, số ngày có sƣơng mù lên tới
115 ngày/ năm.

1.1.2. Đặc điểm tuyến đƣờng
1.1.2.1.Khí hậu
- Khí hậu vùng này nói chung nóng ẩm, mƣa nhiều vì nằm trong khu vực nhiệt đới gió
mùa.
-Gió mùa hạ ẩm ƣớt, thổi từ tháng (510) theo hƣớng Đông Nam và Tây Nam.
-Gió mùa khô lạnh thổi từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau.
- Do ảnh hƣởng của gió mùa nên lƣợng mƣa tập trung từ tháng 6 đến tháng 8. Do ảnh
hƣởng của gió mùa lạnh nên khu vực này có sƣơng mù xuất hiện vào buổi sáng hoặc tối,
khoảng thời gian từ tháng 2 đến tháng 4 nên rất ảnh hƣởng đến tầm nhìn của tàu.

1.1.2.2.Thuỷ văn
-Tuyến đƣờng này có chế độ nhật chiều, dao động mực nƣớc tƣơng đối lớn.
Hải lƣu trên tuyến chịu ảnh hƣởng của dòng hải lƣu Sumio, dòng hải lƣu ven biển Châu Á lên
phía bắc, lên bờ biển Châu Mỹ quay về xích đạo tạo thành một vùng kín.
-Ngoài ra tuyến đƣờng này còn chịu ảnh hƣởng của dòng hải lƣu Diano chảy ngƣợc từ
Bắc Mỹ lên phía Nam bờ biển Châu Á. Hàng năm lƣu lƣợng nƣớc của dòng chảy ƣớc tới 46
triệu km3. Do ảnh hƣởng của dòng hải lƣu nên tốc độ của tàu bị giảm nhiều.

1.2.

TÀU MẪU
STT

Tên tàu

1
2
3
4
5
6
7

Significantships
Lmax (m)
Lpp (m)
B (m)
bmk (m)
D (m)
hđđ (m)
Design
T (m) Scantlin
g
CB
vs (knot)
Lightweight (t)
Design
∆m (t) Scantlin

13
14
15
16

17

18
19

Eships
Cobia
2006/T48
127
119
20.400

2001/T11
129.95
124.3
20.000

BUNGA
SIANTAN
1991 / T13
143
133
22.400

11.70

12.00
1.480
8.5
8.55
0.801
13.7
6575
22441

21739

22441
13718

12300
13100
8473

12680
7093

13924
9990

13866
11530

14100

12640

1

19

5000
7

4.2
26

15

5


PHẦN II :
XÁC ĐỊNH KÍCH THƢỚC CHỦ YẾU

6


2.1 XÁC ĐỊNH CÁC KÍCH THƢỚC CHỦ YẾU CỦA TÀU
2.1.1 Xác định chiều dài tàu
-Xác định chiều dài tàu theo công thức :
Lpp = 7,3423.DW0,3002  7,3423.128000,3002=125,54 m (3.13)/tr56/[1]
Chọn chiều dài tàu L = 126 m

2.1.2 Xác định chiều rộng tàu
-Xác định chiều rộng tàu theo công thức :


v = 14 (knots) =7,2 (m/s) - tốc độ của tàu
g =9,81(m/s2)-gia tốc trọng trƣờng
L = 126(m)- chiều dài tàu

 Fr 

v
7, 2

 0, 204
gL
9,81.126

- Hệ số béo thể tích (theo Alecxander-đối với tàu chạy biển)
CB = 1,045 – 1,68.Fr± 0,12

7

(3.19)/tr56/[1]


= 1,045 – 1,68.0,204± 0,12 = 0,7±0,12
= 0,7± 0,82
Chọn hệ số béo CB = 0,750

2.1.6.2 Hệ số béo đƣờng nƣớc CW
CW=CB+0,08= 0.750+0,08 = 0,83 (Theo Munro-Smith) [1]
Chọn Cw = 0,830

2.1.6.3 Hệ số béo sƣờn giữa CM

1

Chiều dài đƣờng nƣớc thiết kế

2

Chiều rộng tàu

B

m

21,1

3

Chiều chìm tàu

d

m

8,60

4

Chiều cao mạn tàu

D


-

0,983

8

Hệ số béo dọc

CP

-

0,763

9

Tỉ số L/B

L/B

-

5,97

10

Tỉ số B/T

B/d


8


2.2. NGHIỆM LẠI LƢỢNG CHIẾM NƢỚC TÀU THEO KHỐI
LƢỢNG
2.2.1. Tính toán chọn máy
-Xácđịnh công suất máy cần thiết :
Áp dụng công thức hải quân:
Ne 

 2/3 .VS 3 175482/3.7, 23
=
 4486 (kW)
55,102
Chq

Với Chq xách định từ tàu mẫu:
Chq (m)i 

( 2/3 .vs 3 )( m ) i
( Ne)(m) i

Từ bảng thống kê tàu mẫu ta có:
Chq(m)=

217392/3.6,943
 55.102
4725

Tra catalog ta chọn máy có các thông số máy nhƣ sau:

mvt = mv + mtt
-Trong đó:
mv – Khối lƣợng phần thân chính của vỏ tàu.
mtt – Khối lƣợng phần thƣợng tầng.
Khối lƣợng phần thân chính của vỏ tàu có thể đƣợc xác định theo công thức:
mv = k1.Lk2 .B k3 .Dk4 ( tấn )

Hệ số k tra bảng với tàu dầu, ta đƣợc: k1=0,0361 ;
k2=1,6 ; k3=1,0 ; k4=0,22
mv=0,0361.1261,6.21,1.11,50,22 = 2990( tấn )
Khối lƣợng phần thƣợng tầng có thể đƣợc xác định sơ bộ dựa vào khối lƣợng
phần thân chính của vỏ tàu và loại tàu:
Đối với tàu dầu: mtt = (6÷8)% .mv = 8%.2990= 239,2( tấn )
mvt = mv + mtt = 2990 + 239,2=3229,2( tấn )
Khối lƣợng các trang thiết bị và hệ thống mtbh:
mtbh  k1  L.B.D  2 ( tấn )
k

Trong đó: k1, k2 tra theo bảng ta đƣợc: k1=10,820 ; k2=0,41
mtbh = 10,820 ( 126.21,1.11,5 )0,41= 746( tấn )
Khối lƣợng trang thiết bị năng lƣợng

mm = k1.Ne K =1,88. 61880.6  354, 07 (tấn)
2

Trong đó:
Ne – công suất của tổ hợp thiết bị năng lƣợng(cv).
Chọn loại máy chính là động cơ diesel 4 kì có: k1=1,88 ; k2=0,6
Dự trữ lƣợng chiếm nƣớc
m  m, .m =0,01.17548= 175,48( tấn )

m1601 = K m .t. m nl .Ne= 1,2.10.24.0,15.4550 = 196,56(tấn) , khối lƣợng chất đốt
,

K m - hệ số dự trữ hàng hải để ý đến thời gian đỗ bến hành trình, gặp bão, dòng
chảy và rong rêu hà rỉ: K m = (1,13  1,3)
t - thời gian hành trình (giờ)
Ne - công suất tổ hợp TBNL ( kW )
m’nl - suất tiêu hao nhiên liệu.với động cơ Diesel m’nl =(0,11÷0.14) kg/kW.h
Khối lƣợng hàng hoá:
m15 = DW- (m14 + m16) = 12800 - ( 23,2+208,35) = 12500 (tấn)
Sau khi thu tính toán đƣợc tất cả các thành phần khối lƣợng, ta lập bảng tổng hợp các
khối lƣợng thành phần theo bảng 2.1
Bảng tổng hợp các khối lượng thành phần

STT Khối lƣợng thành phần

Kí hiệu

Đơn vị

Giá trị

1

Khối lƣợng tàu không

m∆0

tấn



208,35

5

Tổng

mi

tấn

17232

Sosánh:  m 

mi   m
17232  17548
.100% 
.100%  1,8% < 2,5%

17548

2.2.3 kiểm tra dung tích, ổn định, chòng chành.
2.2.3.1 Kiểm tra dung tích khoang hàng
a. Phân khoang

- Theo chiều dài:
Theo QCVN21:2010:
- Chiều dài khoang mũi:5%L≤ Lf≤8%L= 6,25÷10
Chọn Lf = 6,6 m

KH
VTT
=LKH .(B-2BMK ).(D-HDD ).CBKH =90.(21,1-2.1,2).(11,5-1,4).0,9= 15298 m3

c. Dung tích khoang hàng yêu cầu
Dung tích khoang hàng cần thiết:
YC
VKH
=

mh

h

= 15060 (m3 )

Trong đó:
mh = 12500 (tấn)
- khối lượng hàng tinh
h = 0,83(t/m3)-khối lƣợng riêng của dầu
TT
YC
VKH
-VKH
15298  15060
=
.100%= 1,5%  2,5%
YC
VKH
15060

0,83  0,75
CB  C w

B2
21,12
= 4,3m

12,5d 12,5.8, 6
Cao độ trọng tâm: KG = (0,56÷0,6)D =(0,56 ÷0,6).11,4 = (6,44÷6,9)= 6,5m
GM = KB + BM – KG = 4,36+4,3-6,500 = 2,16 m > GMmin
Nhƣ vậy kích thƣớc của tàu đảm bảo điều kiện ổn định ban đầu
BM : Bán kính tâm nghiêng BM =

2.2.3.2 Chu kỳ lắc
Tθ =

C.B 0, 73.21,1
 10, 48
=
2,16
h0

Trong đó: T: chu kỳ lắc ngang
C : hệ số = 0,72 - 0,74
Chọn C = 0,73
Nhận thấy 7 ≤ T ≤ 11 (s). thì chu kỳ lắc ngang của tàu đƣợc đảm bảo
Vậy tàu thiết kế đảm bảo yêu cầu về chòng chành

Kết luận - Tàu thiết kế có các thông số nhƣ sau :
Thông số


Chiều chìm tàu

d

m

8,60

4

Chiều cao mạn tàu

D

m

11,40

5

Hệ số béo thể tích

CB

-

0,750

6


Tỉ số L/B

L/B

-

6

10

Tỉ số B/T

B/d

-

2,54

11

Tỉ số D/T

D/d

-

1,33

12

cục bộ về hình dáng tàu mẫu thiết kế.
- Các kích thƣớc mới của tàu thiết kế sẽ đƣợc biến đổi thông qua các hệ số tính chuyển.

3.1.2. Tỉ số đồng dạng
Tàu mẫu đƣợc sử dụng là tàu chở dầu trọng tải 13500 (tấn) đƣợc đóng tại nhà máy Đóng
tàu Bạch Đằng.
Bảng 3.1. Các thông số của tàu mẫu.
Stt

Tham số

Kí hiệu

Đơn vị

Trị số

1

Chiều dài hai đƣờng vuông góc

LPP

m

136,60

2

Chiều dài đƣờng nƣớc thiết kế


T

m

8,45

6

Hệ số béo thể tích

CB

-

0,755

7

Tốc độ

v

knots

14,5

8

Số Frude


2

Chiều dài giữa hai đường vuông góc

LPP

m

126,00

3

Chiều rộng tàu

B

m

21,10

4

Chiều chìm tàu

T

m

8,60


8

Hệ số béo sườn giữa

CM

-

0,983

9

Hệ số béo dọc

CP

-

0,763

10

Lượng chiếm nước

m

tấn

17548



- Bảng tính diện tích sƣờn:
SN 0

ĐN
-

SN 0,5

Tung độ

Hệ số

Tích

y i, m

ki

yi.ki

-

-

-

ĐN


1.393

1.968

2.741

7500

0.246

1.156

0.284

7500

2.709

2

5.418

8000

1.82

2

3.64


0.7

8600

5.17

0.2

1.034

yi.ki

8.519

yi.ki

22.94

 = d.yi.ki

4.26

 = d.yi.ki

11.47

17


Bảng 3.2. Bảng tính diện tích sườn (tiếp)

yi.ki

7

0

0.986

0

0

0.454

1

0.454

500

0.909

1.986

1.805

500

1.853


2.549

2

5.098

2000

1.55

2

3.1

2000

2.664

2

5.328

2500

1.516

2

3.032


2.49

3500

2.648

2

5.296

4000

1.15

2

2.3

4000

2.641

2

5.282

4500

1.12


1.402

2

2.804

5500

3.18

2

6.36

6000

1.848

2

3.696

6000

3.612

2

7.224


9.834

7500

4.414

2

8.828

7500

5.775

2

11.55

8000

5.442

2

10.884

8000

6.626


7.584

0.2

1.517

yi.ki

72.872

yi.ki

118.8

 = d.yi.ki

36.436

 = d.yi.ki

59.401

18


Bảng 3.2. Bảng tính diện tích sườn (tiếp)
SN 2

ĐN


1.116

1

1.116

0

2.886

1

2.886

500

2.715

2

5.43

500

4.501

2

9.002


10.798

2000

3.651

2

7.302

2000

5.667

2

11.334

2500

3.757

2

7.514

2500

5.858


6.145

2

12.29

4000

3.967

2

7.934

4000

6.287

2

12.574

4500

4.097

2

8.194


9.172

5500

6.927

2

13.854

6000

4.995

2

9.99

6000

7.288

2

14.576

6500

5.52


6.884

2

13.768

7500

8.608

2

17.216

8000

7.599

2

15.198

8000

9.086

2

18.172


1.918

yi.ki

157.92

yi.ki

227.66

 = d.yi.ki

78.962

 = d.yi.ki

113.83

19


Bảng 3.2. Bảng tính diện tích sườn (tiếp)
SN 4

ĐN

SN 5

Tung độ


4.863

0

6.68

1

6.68

500

6.383

2

12.766

500

8.059

2

16.118

1000

6.924


7.513

2

15.026

2000

8.994

2

17.988

2500

7.706

2

15.412

2500

9.176

2

18.352


18.964

4000

8.201

2

16.402

4000

9.614

2

19.228

4500

8.379

2

16.758

4500

9.738


9.976

2

19.952

6000

9.055

2

18.11

6000

10.094

2

20.188

6500

9.32

2

18.64


19.652

7500

10.372

2

20.744

8000

10.037

2

20.074

8000

10.434

2

20.868

8500

10.206


286.12

yi.ki

327.18

 = d.yi.ki

143.06

 = d.yi.ki

163.59

20


Bảng 3.2. Bảng tính diện tích sườn (tiếp)
SN 6

ĐN

SN 7

Tung độ

Hệ số

Tích


8.868

1

8.868

500

9.26

2

18.52

500

9.962

2

19.924

1000

9.582

2

19.164


19.78

2000

10.371

2

20.742

2500

9.992

2

19.984

2500

10.419

2

20.838

3000

10.081


10.241

2

20.482

4000

10.527

2

21.054

4500

10.315

2

20.63

4500

10.546

2

21.092


21.1

6000

10.485

2

20.97

6000

10.55

2

21.1

6500

10.52

2

21.04

6500

10.55


10.55

2

21.1

8000

10.55

2

21.1

8000

10.55

2

21.1

8500

10.55

1.2

12.66


357.93

 = d.yi.ki

174.18

 = d.yi.ki

178.97

21


Bảng 3.2. Bảng tính diện tích sườn (tiếp)
SN 8

ĐN

SN 9-12

Tung độ

Hệ số

Tích

y i, m

ki


9.25

500

10.249

2

20.498

500

10.275

2

20.55

1000

10.474

2

20.948

1000

10.515


10.55

2

21.1

2500

10.55

2

21.1

2500

10.55

2

21.1

3000

10.55

2

21.1


21.1

4000

10.55

2

21.1

4500

10.55

2

21.1

4500

10.55

2

21.1

5000

10.55


10.55

2

21.1

6000

10.55

2

21.1

6500

10.55

2

21.1

6500

10.55

2

21.1


21.1

8000

10.55

2

21.1

8000

10.55

2

21.1

8500

10.55

1.2

12.66

8500

10.55


 = d.yi.ki

22

361
180.5


Bảng 3.2. Bảng tính diện tích sườn (tiếp)
SN 13

ĐN

SN 14

Tung độ

Hệ số

Tích

y i, m

ki

yi.ki

ĐN

Tung độ


2

20.55

500

9.873

2

19.746

1000

10.515

2

21.03

1000

10.205

2

20.41

1500


2500

10.55

2

21.1

2500

10.522

2

21.044

3000

10.55

2

21.1

3000

10.542

2


2

21.098

4500

10.55

2

21.1

4500

10.55

2

21.1

5000

10.55

2

21.1

5000


6000

10.55

2

21.1

6500

10.55

2

21.1

6500

10.55

2

21.1

7000

10.55

2


2

21.1

8000

10.55

2

21.1

8500

10.55

1.2

12.66

8500

10.55

1.2

12.66

8600



Bảng 3.2. Bảng tính diện tích sườn (tiếp)
SN 15

ĐN

SN 16

Tung độ

Hệ số

Tích

y i, m

ki

yi.ki

ĐN

Tung độ

Hệ số

Tích

y i, m


7.593

2

15.186

1000

9.886

2

19.772

1000

8.261

2

16.522

1500

10.081

2

20.162


20.558

2500

9.278

2

18.556

3000

10.331

2

20.662

3000

9.452

2

18.904

3500

10.369


10.421

2

20.842

4500

9.747

2

19.494

5000

10.439

2

20.878

5000

9.8

2

19.6


19.794

6500

10.498

2

20.996

6500

9.953

2

19.906

7000

10.52

2

21.04

7000

10.015


10.158

2

20.316

8500

10.55

1.2

12.66

8500

10.233

1.2

12.28

8600

10.55

0.2

2.11


ĐN

SN 18

Tung độ

Hệ số

Tích

y i, m

ki

yi.ki

ĐN

Tung độ

Hệ số

Tích

y i, m

ki

yi.ki


7.112

1000

6.454

2

12.908

1000

4.238

2

8.476

1500

6.933

2

13.866

1500

4.729


5.412

2

10.824

3000

7.851

2

15.702

3000

5.651

2

11.302

3500

8.038

2

16.076


16.596

4500

6.051

2

12.102

5000

8.391

2

16.782

5000

6.101

2

12.202

5500

8.467


8.594

2

17.188

6500

6.228

2

12.456

7000

8.664

2

17.328

7000

6.293

2

12.586


12.98

8500

9.019

1.2

10.823

8500

6.644

1.2

7.973

8600

9.051

0.2

1.81

8600

6.68