1
PHẦN THIẾT KẾ TUYẾN HÌNH TÀU

Có hai phương pháp xây dựng tuyến hình tàu là xây dựng tuyến hình theo tàu mẫu và tự xây
dựng. Thông thường khi xây dựng tuyến hình tàu người ta thường dựa vào những tuyến hình đã
có sẳn và sữa chữa cho hợp lý với những thông số của tàu đang thiết kế.

1. Thiết kế tuyến hình tàu theo tàu mẫu.
Trong quá trình thiết kế, người thiết kế thường chọn các tuyến hình tàu đã được kiểm nghiệm
trong thực tế nhưng thường tàu mẫu rất ít khi phù hợp với tàu ta thiết kế do đó cần hiệu chỉnh.
Có các phương pháp hiệu chỉnh sau và tuỳ theo thông số cần hiệu chỉnh mà lựa chọn phương
pháp hiệu chỉnh cho phù hợp.

1.1 Các hệ số và vò trí tâm nổi hướng dọc giống nhau nhưng kích thước chủ yếu có khác
nhau.
Thay đổi chiều dài L: Chỉ cần thay đổi khoảng cách các sườn lý thuyết theo chiều dài thân
tàu, chia chiều dài thân tàu mới thành các khoảng sườn lý thuyết bằng nhau. Giữ nguyên mặt cắt
ngang và dòch chuyển đến vò trí tương ứng mới ta sẽ được hình dáng của tàu mới.
Thay đổi chiều rộng B: Đem nửa chiều rộng của các đường nước trên mặt cắt ngang nhân với
hệ số k với k=B’/B ( B’,B là chiều rộng tàu mới và chiều rộng tàu mẫu).
Thay đổi chiều chìm T: Ta chỉ cần chia số đường nước của tàu mới như số đường nước của
tàu mẫu sau đấy dòch chuyển tương ứng nửa chiều rộng của đường nước lên mặt cắt ngang mới.

1.2 Thay đổi hệ số béo, các tỷ số kích thước khác không thay đổi
Trong trường hợp nầy ta cần thay đổi đường cong diện tích mặt cắt ngang để cho hệ số béo δ
và hệ số lăng trụ ϕ phù hợp với yêu cầu. Sau đó dòch chuyển mặt cắt ngang của tàu mẫu có cùng
diện tích mặt cắt ngang lên các vò trí tương ứng ta sẽ được mặt cắt ngang của tàu mới

1.3 Thay đổi vò trí tâm nổi
Nếu vò trí tâm nổi hướng dọc của tàu mới không trùng với vò trí tâm nổi hướng dọc của tàu

- Tàu chạy nhanh Fr ≥ 0.28: β = 1.62δ ± 0.15
- Tàu chạy chậm Fr < 0.28 β = 1.014δ
1/12
± 0.004

2.1.2 Xác đònh hệ số béo dọc ϕ

Sau khi đã xác đònh được hệ số béo thể tích và hệ số béo sườn giữa ta tính được hệ số béo
dọc
ϕ = δ
/
β
. Tuy nhiên trong nhiều trường hợp ta phải xác đònh hệ số béo dọc trước khi xác đònh
hệ số béo sườn giữa, trong trường hợp nầy ta xác đònh ϕ theo các công thức thống kê.

Khi Fr < 0.24 : ϕ = 1.015 – 1.46Fr
Fr = 0.24
÷
0.3
5.0
325.0
F
r
=
ϕ

Hoặc:
Đối với các tàu chạy chậm
ϕ = 0.903δ + 0.082
Đối với các tàu chạy nhanh

S = D
a
a
Sn
Fn
Diện tích sườn trước khi dòch chuyển trọng tâm
Diện tích sườn sau khi dòch chuyển trọng tâm

Hình1: Hình thang cơ sở

- Diện tích mặt cắt ngang giữa tàu là
F
Θ
=B.T.β
Trong đó:
B: Chiều rộng tàu
T: Mớn nước tàu
β: Hệ số diện tích mặt cắt ngang
- Đáy nhỏ của hình thang cơ sở có giá trò bằng:

L
F
D
a −=
Θ
2
Trong đó D, L là lượng chiếm nước và chiều dài tàu.
- Dòch chuyển trọng tâm theo các giá trò sau:
ϕ
ϕ

+ Mặt cắt ngang mũi tàu theo đường nước có dạng hình chữ V: Phù hợp cho các
tàu lớn, chiến hạm, tàu sân bay… hoạt động trên những vùng biển có sóng lớn.
+ Mặt cắt ngang mũi tàu có dạng chữ U: Thích hợp cho các loại tàu có tốc độ cao.
+ Mũi tàu dạng quả lê: Dùng cho tàu hàng có trọng tải lớn

Be gió mũi
B.G
M.B.C

Hình 3: Hình dáng mũi tàu
2.3.2 Hình dáng đuôi tàu
Đuôi tàu cũng có nhiều dạng như đuôi bầu dục, đuôi tuần dương hạm… Đối với mỗi
loại tàu ta chọn hình dáng đuôi cho thích hợp để nâng cao được tính năng hàng hải, đảm bảo
nước chảy tốt vào chân vòt, lắp máy dễ dàng, thi công vỏ được thuận tiện và phù hợp với
điều kiện sử dụng của tàu

5
M.B.C
B.G
Be gió lái

Hình 4: Hình dáng đuôi tàu

2.3.3 Đường cong mép boong (hình 5)
-
Đường cong ngang boong là một đường parabon, gốc nằm ở giữa tàu.
- Độ cong mép boong mũi, mép boong lái và độ cong ngang boong theo qui đònh trong qui
phạm đóng và phân cấp tàu sông.
- Đối với tàu hoạt động trên tuyến đường sông, không có sóng lớn va đập và do yêu cầu
khi thao tác trên boong cũng như tầm nhìn khi lái do đó độ cong dọc tương đối thấp so với

÷ 36
0

, hai đầu đường nước có dạng cung tròn, độ cong cung tròn
khớp theo hướng đường nước.

6

Hình 5: Đường cong mép boong và đường nước thiết kế
2.5 Vẽ tuyến hình tàu

Sau khi đã xác đònh diện tích mặt cắt ngang cũng như hình dạng mũi tàu, đuôi tàu và các
đường cong ngang boong ta tiến hành vẽ tuyến hình tàu. Trình tự vẽ tuyến hình theo các bước
sau:
2.5.1 Vẽ lưới trên các hình chiếu của tuyến hình:
Theo chiều dài ta chia ra 10 khoảng sườn (gọi là sườn lý thuyết), khoảng cách sườn lý
thuyết là
∆L=L/ 10 (L là chiều dài tàu).
Số đường nước tuỳ thuộc vào mớn nước của tàu. Thông thường dưới đường nước chở đầy
ta chia khoảng 5-7 đường nước.
Số mặt cắt dọc phụ thuộc vào chiều rộng thân tàu, người ta thường vẽ 2-3 mặt cắt dọc.

2.5.2 Vẽ đường bao mặt boong và đường nước thiết kế (hình 5)
Hình dạng mũi tàu, đuôi tàu, đường cong mặt boong …. đã xác đònh ở trên. Ta tiến hành vẽ lên
hình chiếu cạnh và hình chiếu bằng của tuyến hình, trong quá trình đó ta hiệu chỉnh lại các
đường trên để chúng được trơn đều.
Vẽ đường nước chở đầy lên các hình chiếu
2.5.3 Vẽ mặt cắt ngang giữa tàu
Trên mặt cắt ngang ta vẽ mặt cắt ngang tại vò trí sườn giữa theo hệ số và diện tích mà ta
xác đònh trước

các đường chéo để kiểm tra lại độ trơn tru của đường hình dáng. Khi đã có tuyến hình sơ bộ
trơn tru ta tiến hành đo đạt, tính toán kiểm tra lại các thông số ban đầu của tuyến hình tàu là
lượng chiếm nước V, các hệ số
α
,
δ
,
β
,
ϕ
cũng như tâm nổi X
C
của tàu. Nếu có sai số
±
1%
thì chúng ta phải điều chỉnh tuyến hình lại cho phù hợp.

8
1.4.1 Thiết kế đường hình tàu theo seri 60
Trong chừng hai thập niên, bốn mươi và năm mươi tại Mỹ người ta tiến hành thí nghiệm
mô hình tàu vận tải một chân vòt. Seri này được công bố trong tập san SNAME vào cuối
những năm 1950, mang tên gọi seri 60. Toàn bộ seri gồm 45 mô hình. Các tham số chính
thay đổi trong phạm vi: C
B
= 0,6 ÷
0,8
L/B = 6
÷
8; B/T = 2,5
÷

0,229 0,216 0,204 0,193 0,180 0,167 0,153 0,136 9
2- Xác đònh chiều dài ống trụ giữa tàu L
MC
B
0,600 0,625 0,650 0,675 0,700 0,725 0,750 0,775
L
M
/L 0 0,010 0,034 0,075 0,120 0,165 0,210 0,255 Hình 1.19

3- Xác đònh chiều dài ống trụ phía mũi L
F
, hoặc L
m
, so với L
A,
theo C
B
và LCF, hình 1.19

C
B

theo công thức
×−
=
×−
P M
PA
F A
CLL
C
LaL
,
; C
P,F
= a.C
P,A
.
Tỷ lệ a tính theo C
B
và LCF (H.1.19).

10
Bảng 1.6
C
B

LCB,%

0,600 0,625 0,650 0,675 0,700 0,725 0,750 0,775
-2,5 0,830 0,835 0,838 0,838 0,835 0,827 0,817 0,808
-1,5 0,896 0,892 0,887 0,885 0,883 0,878 0,872 0,865

Tại T = 0
i/ mũi
ϕ
0,550 0,575 0,600 0,625 0,650 0,675 0,700 0,725 0,750 0,775 0,800
0 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000
1 0,931 0,941 0,953 0,954 0,975 0,983 0,990 0,994 0,995 0,995 0,995
2 0,807 0,828 0,845 0,863 0,893 0,925 0,950 0,965 0,969 0,970 0,970
3 0,639 0,660 0,680 0,704 0,760 0,818 0,864 0,895 0,911 0,918 0,920
4 0,443 0,463 0,484 0,524 0,599 0,675 0,736 0,777 0,802 0,818 0,826
5 0,259 0,270 0,295 0,343 0,425 0,510 0,578 0,629 0,660 0,680 0,699
6 0,124 0,131 0,151 0,194 0,262 0,340 0,410 0,460 0,495 0,525 0,553
7 0,050 0,052 0,064 0,089 0,130 0,187 0,250 0,298 0,332 0,367 0,400
8 0,020 0,020 0,024 0,035 0,054 0,082 0,118 0,152 0,183 0,215 0,245
9 0,012 0,012 0,013 0,014 0,017 0,023 0,035 0,049 0,061 0,076 0,090
10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Tại T = 0,25
i/ mũi
ϕ
0,550 0,575 0,600 0,625 0,650 0,675 0,700 0,725 0,750 0,775 0,800
0 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000
1 0,970 0,980 0,986 0,990 0,992 0,993 0,994 0,995 0,996 0,997 0,998
2 0,904 0,931 0,950 0,962 0,970 0,978 0,980 0,985 0,988 0,989 0,990
3 0,802 0,846 0,876 0,900 0,920 0,936 0,950 0,959 0,963 0,968 0,970
4 0,678 0,725 0,766 0,803 0,838 0,868 0,892 0,910 0,920 0,929 0,937
5 0,540 0,580 0,625 0,673 0,720 0,764 0,801 0,830 0,850 0,869 0,889
6 0,401 0,427 0,468 0,521 0,579 0,631 0,678 0,714 0,747 0,783 0,821
7 0,271 0,288 0,320 0,365 0,420 0,473 0,523 0,570 0,617 0,668 0,724
8 0,163 0,174 0,194 0,224 0,260 0,300 0,346 0,397 0,455 0,520 0,582
9 0,076 0,081 0,090 0,102 0,118 0,137 0,163 0,199 0,244 0,298 0,351
10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

8 0,199 0,209 0,231 0,266 0,293 0,351 0,402 0,465 0,532 0,605 0,678
9 0,086 0,090 0,100 0,114 0,130 0,159 0,190 0,230 0,281 0,345 0,420
10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Taïi T = 1,00

i/ muõi
ϕ
0,550 0,575 0,600 0,625 0,650 0,675 0,700 0,725 0,750 0,775 0,800
0 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000
1 0,987 0,998 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000
2 0,941 0,975 0,984 0,990 0,992 0,996 0,999 1,000 1,000 1,000 1,000
3 0,879 0,917 0,943 0,961 0,972 0,980 0,988 0,990 0,994 0,997 0,998
4 0,770 0,830 0,870 0,896 0,920 0,939 0,960 0,973 0,982 0,989 0,990
5 0,645 0,706 0,756 0,795 0,830 0,860 0,890 0,919 0,943 0,965 0,980
6 0,509 0,550 0,597 0,644 0,691 0,740 0,785 0,830 0,870 0,906 0,940
7 0,360 0,383 0,421 0,465 0,515 0,568 0,623 0,681 0,740 0,800 0,860
8 0,113 0,224 0,249 0,280 0,321 0,365 0,419 0,480 0,550 0,625 0,700
9 0,092 0,100 0,110 0,124 0,143 0,170 0,203 0,242 0,295 0,365 0,440
10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

12

Taïi T = 1,25
i/ muõi
ϕ
0,550 0,575 0,600 0,625 0,650 0,675 0,700 0,725 0,750 0,775 0,800
0 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000
1 0,990 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000
2 0,950 0,978 0,988 0,991 0,994 0,997 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000
3 0,881 0,929 0,954 0,969 0,979 0,985 0,989 0,992 0,995 0,997 0,998

3 0,143 0,160 0,169 0,175 0,212 0,267
4 0,230 0,285 0,310 0,324 0,356 0,405
5 0,359 0,426 0,470 0,491 0,515 0,549
6 0,508 0,582 0,630 0,655 0,676 0,702
7 0,661 0,724 0,775 0,807 0,821 0,838
8 0,809 0,852 0,890 0,918 0,928 0,932
9 0,933 0,950 0,970 0,980 0,985 0,985
10 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000

13

Taïi T = 0,25
i/ laùi
ϕ
0,600 0,625 0,650 0,675 0,700 0,725
0 0 0 0 0 0 0
1 0,060 0,068 0,071 0,080 0,100 0,126
2 0,143 0,170 0,195 0,222 0,267 0,321
3 0,260 0,297 0,335 0,382 0,440 0,494
4 0,384 0,435 0,490 0,552 0,606 0,649
5 0,529 0,588 0,650 0,710 0,750 0,779
6 0,685 0,737 0,789 0,840 0,870 0,882
7 0,820 0,859 0,896 0,929 0,945 0,951
8 0,920 0,940 0,960 0,978 0,985 0,990
9 0,967 0,983 0,991 0,997 0,999 1,000
10 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000
Taïi T = 0,50
i/ laùi
ϕ
0,600 0,625 0,650 0,675 0,700 0,725

i/ lái
ϕ
0,600 0,625 0,650 0,675 0,700 0,725
0 0,074 0,079 0,081 0,088 0,165 0,240
1 0,280 0,294 0,310 0,338 0,450 0,544
2 0,484 0,511 0,541 0,580 0,650 0,717
3 0,670 0,700 0,730 0,758 0,788 0,826
4 0,819 0,840 0,860 0,877 0,886 0,900
5 0,910 0,923 0,940 0,949 0,950 0,955
6 0,960 0,970 0,978 0,984 0,984 0,988
7 0,989 0,990 0,994 0,998 0,998 0,999
8 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000
9 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000
10 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000
Tại T = 1,25
i/ lái
ϕ
0,600 0,625 0,650 0,675 0,700 0,725
0 0,268 0,269 0,270 0,275 0,374 0,460
1 0,503 0,518 0,531 0,550 0,635 0,710
2 0,680 0,690 0,711 0,740 0,787 0,825
3 0,819 0,828 0,847 0,862 0,878 0,895
4 0,912 0,925 0,934 0,938 0,939 0,945
5 0,965 0,971 0,978 0,978 0,978 0,980
6 0,987 0,989 0,990 0,992 0,994 0,995
7 0,995 0,997 0,998 0,999 1,000 1,000
8 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000
9 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000
10 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 Hình 1.21: Đường hình tàu vận tải ven biển 1
J. Dawson “Resistance of Single-Screw Coasters”, TIESS, 1952 - 1954

16
Kết quả nghiên cứu về sức cản, động lực đẩy tàu cho loạt tàu Dawson thực hiện cho ba dãy
mô hình tàu, tỷ lệ giữa chiều dài và chiều rộng tàu cố đònh như sau:
5,5; 6,0 và 6,5.
Mỗi dãy mô hình này người ta thay đổi hệ số đầy thể tích C
B
theo chuẩn:
0,65; 0,70 và 0,75.
Tâm nổi tàu áp dụng cho mỗi dãy mô hình LCB/L, tính bằng %:
Với C
B
= 0,65: –2,0 –1,0 0,0 và 2,0
Với C
B
= 0,70: –1,0 0,0 1,0 và 2,0
Với
C
B
= 0,75: -1,0 0,0 1,0 và 2,0
Kết quả thử nghiệm cho phép những nhà nghiên cứu phát triển mô hình trên cho loạt tàu
mẫu với giới hạn thay đổi của các thông số khá rộng. Cụ thể hơn, đường hình mẫu được xác