Giáo trình Lý thuyết tàu (Tập 1) - Tĩnh học và động lực họn tàu thủy

một hoặc nhiều khoang tàu kéo theo các hiện tượng không mong muốn sau: a) Thay đổi chiều chìm của tàu; b) Thay đổi độ nghiêng dọc của tàu; c) Thay đổi nghiêng ngang của tàu; d) Thay đổi trong tính ổn định của tàu, đặc biệt ổn định ngang. Chiều cao tâm nghiêng ban đầu, tính cho trường hợp ổn định ngang và ổn định dọc, thể hiện bằng công thức: GM KB BM KG= + − Khi bị đắm hai đại lượng KB và BM thay đổi do vậy GM bị thay đổi theo. Phụ thuộc vào kết cấu khoang bị đắm có thể phân biệt các trường hợp sau: 1- Khoang bị bịt kín ở phía trên, khi bị đắm sẽ chứa đầy nước. 2- Khoang hở phía trên và không chứa đầy nước. 125 Mỗi trường hợp trên đây cần tính toán riêng biệt, theo mô hình thích hợp. Xác định tính ổn định tàu trong trạng thái bị đắm một hoặc nhiều khoang tiến hành theo một trong hai phương pháp: phương pháp nhận thêm trọng lượng và phương pháp tổn thất sức nổi. Theo phương pháp nhận thêm trọng lượng (tiếng Anh: Trim line added-weight), lượng nước tràn vào khoang bị đắm được coi là trọng lượng vừa thêm lên tàu. Kết quả của nó là lượng chiếm nước của tàu sau khi bị đắm khoang sẽ lớn hơn giá trị ban đầu, mớn nước tàu thay đổi theo hướng tăng giá trị, vị trí trọng tâm tàu thay đổi và tâm nổi phần chìm của tàu cũng không giữ vị trí ban đầu. Phương pháp tổn thất sức nổi (Lost-Buoyancy method), hay còn được gọi theo kiểu người Nga vẫn dùng là phương pháp lượng chiếm nước không đổi (constant displacement method), dùng trong điều kiện khi các khoang bị đắm được xét như các khoang tách rời, không được coi là một thành phần trong thể thống nhất của tàu và hậu quả tất yếu của nó là sức nổi của chúng bị coi là phần đã mất. Vì rằng trọng lượng tàu không thay đổi cho nên sức nổi toàn bộ của tàu trong trạng thái này không thay đổi, lượng tổn thất sức nổi của các khoang bị đắm phải được các khoang còn chưa bị nạn bù đắp. Theo cách lý giải đó chiều chìm tàu phải tăng lên. Hệ quả là sức nổi, trọng lượng, trọng tâm không thay đổi song vị trí tâm nổi phần chìm của thân tàu thay đổi. Ví dụ trình bày tiếp theo nêu rõ rằng, hai phương pháp tính phải đưa đến kết quả như nhau hoặc chí ít gần nhau. Tàu có lượng chiếm nước D bị thủng khoang, có mặt cắt ngang trình bày tại hình A. Tiến hành xác định các đại lượng đang nêu theo hai phương pháp đang đề cập. Phương pháp nhận thêm trọng lượng (added weight). Trọng lượng khối nước vừa nhận thêm hãy là w, momen quán tính mặt khoang bị đắm là i. wD BbwBB += . 1 (a) wD GgwGG += . 1 (b) Giá trị mới của chiều cao tâm nghiêng ngang: 11111111 GGBBBGMBGBMBGM ++−=−= (c) hay là: ( ) ( GgBb wD wBG wD iIMG I +++−+ −= γ11 ) (d) Hình A Hai phương pháp đánh giá ổn định tai nạn Momen phục hồi tính theo biểu thức: 126 ( ) ( ) ( ){ } ( ){ }ϕγ ϕγϕ bgwBGDiI BgBGBbwBGwBGDiIMGwD I I.. ..11 +−− =+++−−−=+ (e) Phương pháp tổn thất sức nổi (lost buoyancy). Sức nổi bị “tổn thất” tương đương trọng lượng khối nước vừa tính ở trên w, momen quán tính mặt khoang bị đắm là i. D bgwBB .2 = (f) Giá trị mới 222222 BBBGMBGBMBGM +−=−= (g) ( ) D bgwBG D iIGM .12 +−−= γ (h) Momen phục hồi tính theo công thức ϕ.. 2GMD sẽ trùng công thức chúng ta vừa nhận từ phương pháp nhận thêm trọng lượng. ( ){ }ϕγϕ bgwBGDiIGMD I ..2 +−−= (i) Tư thế tàu khi bị thủng miêu tả tại hình A. Hình B Tư thế tàu bị thủng khoang Những điều vừa nêu có thể tìm hiểu qua ví dụ bằng số, tính cho tàu đi biển sau đây. Tàu nguyên vẹn với chiều dài đường nước thiết kế L = 220m có lượng chiếm nước D = 30.000T, chiều chìm thiết kế T = 10m. Các đại lượng thuộc các đường tính nổi tại chiềuchìm tàu T = 10m mang giá trị sau: KG = 9,4m; KB = 5,25m; KMT = 11,4m; KML = 170m. Diện tích đường nước thiết kế AW = 4540m2, tâm đường nước LCF = +1m. Khoang tàu diện tích mặt thoáng 1002, tâm mặt khoang này cách mặt cắt giữa tàu XS = +70m, cách mặt cắt dọc giữa tàu YS = 13m về mạn phải. Thể tích khoang trước khi thủng v0 = 1000m3. Toạ độ tâm nổi của khoang: Xg cách mặt cắt giữa tàu 68,5m, Yg = 12m và Zg = 5m. Hệ số đắm μ = 0,70. Kết quả tính như sau: Thể tích nước vào trong khoang bị đắm: μ. v0 = 0,7.1000 = 700m3. Diện tích đường nước khi bị nạn: 4540m2 - 100m2 = 4440m2. Chuyển vị tâm CF về sau: m55,1 4440 )170(100 =−× 127 Chuyển vị tâm CF sang mạn trái: m29,0 4440 13100 =× Momen quán tính đường nước: I = (11,4 – 5,25). 0,975. 30000 = 179,889m4. Momen quán tính sau bị nạn: I1 = 179,89.103 – 100.132 – 4440. 0,292 = 162,62m4. Bán kính tâm nghiêng ngang sau bị nạn: mBM 56,5 30000975,0 62,162 1 =×= Momen quán tính dọc của đường nước: I = (170 – 5,25). 0,975. 30000 = 4,819.106m4. Momen quán tính dọc sau bị nạn: I1 = 4,819.106 – 100. 692 – 4440. 1,552 = 4,3322.106 m4. Bán kính tâm nghiêng dọc sau bị nạn: mBM L 1,14830000975,0 10.332,4 6 =×= Thay đổi chiều chìm mT 16,0 4440 700 ==δ Độ nâng tâm nổi: m12,0 30000975,0 )508,010(700 =× −+ Chiều cao tâm nghiêng ngang tàu bị nạn: mGM 53,14,956,512,025,51 =−++= Chiều cao tâm nghiêng dọc tàu bị nạn: mGM L 1,1444,91,14812,025,5 =−++= Góc nghiêng ngang: °=××× ×= 0,11180 53,130000975,0 29,12700 πϕ Góc nghiêng dọc: ( ) rad01147,0 1,14430000975,0 55,115,68700 =×× =−×=ψ Độ nghiêng: t = 0,01147. 220 = 2,52m. Chọn phương pháp tính nhằm tìm kiếm lời giải gần thực tế nhất. Trường hợp lượng nước tràn vào tàu khi bị đắm khoang không lớn nên sử dụng phương pháp thêm trọng lượng. Trường hợp khoang bị đắm hoặc các khoang bị đắm thông với biển, lượng nước biển tràn vào tàu không thể kiểm soát được, vì vậy phương pháp này không thích hợp. Phương pháp tổn thất sức nổi áp dụng cho mọi trường hợp, tỏ ra hiệu nghiệm khi các khoang bị đắm không bị bịt kín, nước tự do qua lại giữa khoang đắm và biển. Trường hợp khoang bịt kín, nước đã tràn vào khoang bị đắm, không thoát ra ngoài được dù tàu bị nghiêng. Trường hợp này có thể coi như tàu đã nhận thêm lượng hàng bằng khối lượng tràn vào, còn trọng tâm của khối hàng nhận bất đắc dĩ ấy nằm tại trọng tâm khoang đắm. Phương pháp xác định chiều chìm tàu, độ nghiêng và tính ổn định tàu dựa vào cơ sở trên đây gọi là phương pháp thêm hàng. Vị trí, thể tích, kích thước khoang bị đắm của tàu ký hiệu như tại hình 3.1. với: Xg, Yg, Zg - tọa độ trọng tâm khoang bị đắm. 128 nếu ký hiệu: p - trọng lượng khối nước trong khoang - trọng lượng riêng của nước trong khoang γ Có thể xác định trọng lượng khối nước theo công thức: op V= γ = γμV (3.8) Hình 3.1 Thay đổi chiều chìm và các đặc trưng tính ổn định tiến hành tính theo các công thức đã trình bày trong chương 2 “Ổn định”. Thay đổi chiều chìm: w pT A Δ = γ (3.9) Thay đổi chiều cao tâm nghiêng ngang: bt ip TGM T GM z D p p [ γΔΔ = + − − −+ 2 ] (3.10) Chiều cao tâm nghiêng ngang tính cho trường hợp sau khi đắm khoang sẽ là: = + Δt t (3.11) GM GM GM Góc nghiêng ngang của tàu: ( )( )ϕ = + + Δg t p Y D p GM GM . (3.12) Chiều cao tâm nghiêng dọc tính cho trường hợp sau khi đắm khoang sẽ là: ≈ +L DGM GM D p L (3.13) Góc nghiêng dọc của tàu: ( )−ψ = g f L p X x D GM. (3.14) Thay đổi mớn nước mũi và lái tính bằng công thức: 129 m LT T x(Δ = Δ + − 2 f )ψ (3.15) l LT T x(Δ = Δ − + ψ 2 f ) (3.16) Ví dụ: Tính toán tình trạng tàu và ổn định ban đầu tàu vận tải sau đây khi bị đắm một khoang. Kích thước tàu L = 96,0m; B = 12,3m; Tm = 5,6m; Tl = 5,9m; D = 4800T. Khoang bị đắm nằm ở đáy đôi tàu, thể tích V = 69,5m3. Tọa độ trọng tâm khoang bị đắm: Xg = –22,4m; Yg = –2,8m; Zg = 0,5m Từ các đường cong tính nổi có thể đọc các giá trị sau cho tàu đang xét: tâm đường nước Xf = – 1,2m; LGM m GM m, ;= =0 62 112 . Độ tăng sức nổi khi thay đổi chiều chìm 1cm = 8,3 T/cm. Két đang xem xét nằm tại đáy đôi, khi bị đắm sẽ bị tràn nước đến đầy két, do vậy tại đây không quan tâm đến mặt thoáng. Áp dụng phương pháp thêm trọng lượng lúc tính. Hệ số đắm, theo bảng trên có thể thấy: . ,μ = 0 95 Trọng lượng nước nhận thêm vào tàu bằng lượng nước tràn vào đầy két. p V T, , ,= γ μ = × =1 015 69 5/0 95 67 Tăng chiều chìm tàu: j pT cm D , , Δ = = = =Δ 67 8 0 08 8 3 m Chiều cao tâm nghiêng ngang sau khi bị đắm khoang: t g p TGM T GM Z m D p ( ) ,ΔΔ = + − − =+ 0 062 Từ đó: t tGM GM GM m, , ,= + Δ = + =0 62 0 06 0 68 Chiều cao tâm nghiêng dọc sau khi đắm khoang: ≈ = × =+L L DGM GM D p ,4800 112 110 6 4867 Góc nghiêng ngang: g t pY D p GM GM , ( )( ) ϕ = = −+ + Δ 0 0567 (đổi thành 3 o15’) Góc nghiêng dọc: ( )−ψ = = −g f L p X x D GM , . 0 00264 (đổi thành 0o9’) Thay đổi mớn nước mũi: m f LT X( ) ,Δ = − ψ = − 0 13 2 m Thay đổi mớn nước lái: 130 l f LT X( ) ,−Δ = − ψ = 0 12 2 m m m Trạng thái tàu sau khi bị đắm một khoang: m m mT T T T' , , , ,= + Δ + Δ = + − =5 6 0 08 0 13 5 55 l' l lT T T T , , , ,= + Δ + Δ = + + =5 9 0 08 0 12 6 10 Phương pháp tổn thất sức nổi Phương pháp thích hợp để xác định vị trí tàu sau khi bị đắm một khoang với đặc điểm nước không dâng lên đến boong song có khả năng lưu thông với nước ngoài mạn. Trong trường hợp này lượng nước trong khoang bị thay đổi khi tàu nghiêng, mặt trong luôn giữ thế cân bằng với mặt thoáng bên ngoài tàu. Khi thực hiện tính theo phương pháp tổn thất sức nổi hay còn gọi phương pháp lượng chiếm nước không đổi cần thỏa mãn các giả thiết sau: 1- Trọng lượng tàu W và trọng tâm của tàu không thay đổi khi bị đắm một khoang. 2- Quan hệ D = W được duy trì. 3- Thể tích khoang đắm V = oV ,μ không tham gia vào thành phần lực nổi của thân tàu. Hình 3.2 Các bước tính thực hiện theo thứ tự sau: 1- Tăng chiều chìm tàu : TΔ Δ = −wo VT A a (3.17) với: V - thể tích khoang bị đắm; Awo - diện tích đường nước kể cả phần bị đắm a - diện tích khoang bị đắm. 2- Chiều cao tâm nghiêng sau khi bị đắm: = + −tGM KB BM KG (3.18) trong đó: = + ΔoKB KB KB Độ chuyển dịch chiều cao tâm nổi tính theo công thức: 131 o V TKB T KG V ( ΔΔ = + − 2 ) (3.19) bán kính tâm nghiêng ngang mới BM tính theo công thức JT/Vo, trong đó mômen quán tính JT được hiệu chỉnh cho trường hợp tàu sau khi đắm một khoang. Mômen này nhỏ hơn giá trị mômen ban đầu, tính cho trường hợp chưa bị đắm. (3.20) T To g To ToJ J i aY J J( )= − + = − Δ2 trong đó i - mômen quán tính mặt khoang bị đắm. += − go o i a Y BM BM V . 2 (3.21) Thay đổi chiều cao tâm nghiêng ngang trong trường hợp này như sau: To o o JV TGM T KG V V ( ) ΔΔΔ = + − − 2 (3.22) Chiều cao tâm nghiêng ngang có thể tính theo công thức gọn sau đây: = + Δt oGM GM GM (3.23) 3- Thay đổi chiều cao tâm nghiêng dọc: −ΔΔ = = L f gToL o o i X X aJGM V V ( )2. (3.24) Chiều cao tâm nghiêng dọc: = + −LLGM KB BM KG (3.25) 4- Góc nghiêng ngang và nghiêng dọc sau khi một khoang bị đắm: g s o V Y Y V GM GM ( ) ( ) −ϕ = + Δ (3.26) g s L Lo V X X V GM GM ( ) ( ) −ψ = + Δ (3.27) Thay đổi mớn nước mũi và mớn nước lái: m LT T X(Δ = Δ + − 2 s )ψ (3.28) l LT T X(Δ = Δ − + ψ 2 s ) (3.29) trong đó: = − − −s f g f Wo aX x X x A a ( ) (3.30) = −s g Wo aY Y A a ; Δ = −Wo VT A a (3.31) Ví dụ: Dưới đây là trích đoạn bản tính ổn định sự cố dàn khoan biển, khi một khoang (khoang số 6p trong ví dụ) bị đắm không đối xứng. Bản tính và đồ thị dưới đây được Cục Đăng kiểm Việt Nam cho phép trích dẫn. 132 Bảng 3.2 TT TÊN GỌI ĐƠN VỊ KẾT QUẢ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Lượng chiếm nước Δ VCG (hoặc KG) trên đường cơ bản LCG tính từ sườn qua mũi (FP) TCG đối với mặt ĐX dọc giữa tàu Mômen nghiêng: (1) x (4) Hiệu chỉnh ảnh hưởng của mặt thoáng, ngang Hiệu chỉnh ảnh hưởng của mặt thoáng, dọc Mớn nước d Chiều cao tâm nghiêng (ngang), KMt Chiều cao tâm nghiêng (dọc), KML Tâm nổi LCB, tính từ FP Hiệu chỉnh mặt thoáng: (6)/(1) GMt khi chưa hiệu chỉnh mặt thoáng: (9) – (2) GMt sau hiệu chỉnh: (13) – (12) Mômen nghiêng trên 1 Cm: (1) x (14)/5669,2 Hiệu chỉnh mặt thoáng dọc: (7) / (1) GML khi chưa hiệu chỉnh: (10) – (2) GML sau hiệu chỉnh: (17) – (16) Mômen chúi trên 1cm: (1) x (18)/6 – 96 KG sau hiệu chỉnh mặt thoáng: (2) + (12) Chiều cao tâm nghiêng ngang GMt: (9) – (20) Chiều cao tâm nghiêng dọc GML: (10) – (20) Độ chúi dọc và nghiêng ngang dàn Hiệu số LCG – LCB: (3) – (11) Mômen chúi: (1) x (23) Độ chúi: (24)/[(19) x 100] Độ chúi mũi: 0,5931 x (25) Độ chúi lái: 0,2593 x (25) Độ nghiêng: (5)/[(15) x 100] Độ hiệu chỉnh mớn nước mũi: (28) x 0,0275 Độ hiệu chỉnh mớn nước lái: (28) x 0,5 T M M M Tm Tm Tm m m m m m m m T m m m T m m m m Tm m m m m m m 11233 18,41 38,3 1,29 14522 8345 6480 4145 40 44 38,002 0,74 21,59 20,85 41,31 0,577 25,59 25,01 46,09 19,15 20,85 24,85 0,298 3347 0,73 -0,43 0,188 3,52 0,097 1,76 133 Xác định trạng thái tàu và thay đổi ổn tính trong trường hợp bị đắm nhiều khoang Trong trường hợp bị đắm nhiều khoang có thể dùng phương pháp khoang thay thế để tính vị trí của tàu và ổn định tàu sau khi bị đắm khoang thay thế. Đặc trưng hình học khoang thay thế tính như sau: 1- Thể tích: iV V i, , ...= Σ = 1 2 (3.32) 2- Tọa độ trong tâm khoang thay thế: i g iV g i X X V ..Σ= Σ ; i g i g i V Y Y V ..Σ= Σ ; i g i g i V Z Z V ..Σ= Σ (3.33) 3- Diện tích mặt đường nước các khoang đắm: (3.34) ia a= Σ 4- Tọa độ trọng tâm mặt đường nước khoang thay thế: i f i f i a X X a ,. ; Σ= Σ i f i f i a Y Y a ,.Σ= Σ (3.35) 5- Mômen quán tính mặt đường nước: i ; i (3.36) b bi i ,= Σ i i= ΣL L Ví dụ: Xác định trạng thái tàu dầu nhỏ, kích thước L = 80,0m; B = 10,6m; Tm = 2,2m; Tl = 2,6m; D = 1580T; CW = 0,85, sau tai nạn. Toàn bộ khoang mũi bị đắm, một khoang bên mạn phải, tiếp sau vách mũi, kích thước 1×b = 12×5,3m bị ngập đến 1m. Đặc tính khoang mũi: V1 = 36cm3; Xg1 = 37,2m; Yg1 = 0m; Zg1 = 1,2m. Két lân cận bị ngập: V2 = 56,5m3; Xg2 = 29,5m; Yg2 = 2,6m; Zg2 = 0,55m. Từ các đường tính nổi của tàu đọc được: Xf = -0,4m; =GM , ;2 6m =LGM 178m Theo bảng kể trên theo hệ số đắm cho các két , .μ = 0 95 Tiến hành tính các đặc tính khoang thay thế. Thể tích nước: eqV V V m( ) , ( , )= μ + = + = 31 2 0 95 36 56 5 88 134 Tọa độ trọng tâm: geq eq V Xg V XgX m V ( . . ) ,μ += =1 1 2 2 32 9 geq eq V Yg V YgY m V ( . . ) ,μ += =1 1 2 2 1 59 geq eq V Zg V ZgZ m V ( . . ) ,μ += =1 1 2 2 0 80 Mômen quán tính mặt thoáng két bị ngập đến 1m: eq l bi m. ,= μ = 3 4141 7 12 Lượng nước tràn vào trong hai khoang: eqp V T, ,= γ = × =1 015 88 89 4 Chiều chìm trung bình trước khi bị nạn: m ltb T TT m,+= = 2 4 2 Độ tăng trung bình: eqVT m L B CW , . . Δ = = 0 12 Chiều cao tâm nghiêng ngang: = + Δt oGM GM GM eqo tb geq o ip TGM T Z GM D p D p . ( ) γΔ= + + − − −+ +2 = 2,6 – 0,05 – 0,09 = 2,46m Góc nghiêng ngang: ( )( ) −ϕ = =+ Δ g s o V Y Y V GM GM ,0 0346 Chiều cao tâm nghiêng dọc: ≈ =+L L pGM GM D p ×1580 178 1669 = 168 m Góc nghiêng dọc: g s L Lo V X X V GM GM ( ) ( ) −ψ = =+ Δ 0,0106 Thay đổi mớn nước mũi sau tai nạn: m f LT X( ) ,Δ = − ψ = 0 43 2 m Thay đổi mớn nước lái: l f LT X( )Δ = − − ψ = − 042 2 m Trạng thái tàu sau khi bị đắm một khoang: m m mT T T T' , , , ,= + Δ + Δ = + + =2 2 0 12 0 43 2 75 m m l' l lT T T T , , , ,= + Δ + Δ = + − =2 6 0 12 0 42 2 30 135 3.4 YÊU CẦU ỔN ĐỊNH ĐỐI VỚI TÀU BỊ THỦNG THEO CÔNG ƯỚC 1960 Yêu cầu chung với tàu bị thủng như sau: - Chiều cao tâm nghiêng ban đầu của tàu ở giai đoạn ngập nước cuối cùng có tư thế không nghiêng, xác định bằng phương pháp tổn thất sức nổi, không nhỏ hơn 0,05m. - Góc nghiêng tàu khi bị đắm khoang, không đối xứng phải nhỏ hơn 20o trước khi điều chỉnh cân bằng ngang hoặc 12o sau khi điều chỉnh. - Trị số tay đòn lớn nhất của đường cong ổn định không nhỏ hơn +0,1m tính cho tình trạng sau sự cố, đồng thời độ dài của phần tay đòn dương không nhỏ hơn 30o khi ngập đối xứng và 20o khi ngập không đối xứng. Với tàu khách các yêu cầu trên đây phải được cân nhắc một cách khắt khe. Góc nghiêng khi ngập tàu khách, ngập không đối xứng không được lớn hơn 15o trước lúc dùng biện pháp chỉnh tư thế và điều chỉnh cân bằng ngang hoặc 7o sau khi đã điều chỉnh. Cũng với tàu khách trong các giai đoạn ngập trung gian hoặc khi điều chỉnh tư thế, góc nghiêng không được lớn hơn 20o. Tay đòn ổn định tĩnh lớn nhất phải từ 0,05m trở lên và phạm vi ổn định dương không nhỏ hơn 20o, đo từ vị trí cân bằng. Diện tích đoạn đường cong tay đòn dương không nhỏ hơn 0,015m.rad. Diện tích đó xác định cho đoạn đồ thị nằm giữa góc nghiêng ứng với vị trí cân bằng của tàu và góc nghiêng 22o trong trường hợp ngập một khoang, hoặc góc 27o trong trường hợp ngập đồng thời hai hoặc trên hai khoang kề nhau. Trong mọi trường hợp tính toán đều phải để ý đến góc tràn. Theo công ước SOLAS 1974, ổn định tàu khách trong trạng thái hư hỏng phải thỏa mãn những yêu cầu cụ thể sau: Trong mọi điều kiện khai thác, độ ổn định nguyên bản của tàu phải đủ (intact stability) để tàu có thể chịu được giai đoạn ngập nước cuối cùng của một khoang chính bất kỳ có chiều dài quy định, trong giới hạn chiều dài ngập nước. Nếu hai khoang chính kề nhau được ngăn bằng một vách có bậc phù hợp với các điều kiện qui định, độ ổn định nguyên bản của tàu phải đủ để tàu có thể chịu được sự ngập nước của hai khoang chính kề nhau đó. Khi hệ số phân khoang qui định 0,50 hoặc nhỏ hơn, song lớn hơn 0,33, độ ổn định nguyên bản phải đủ để cho tàu có thể chịu được sự ngập nước của hai khoang chính kề nhau bất kỳ. Khi hệ số phân khoang qui định 0,33 hoặc nhỏ hơn, độ ổn định nguyên bản phải đủ để cho tàu có thể chịu được sự ngập nước của ba khoang chính kề nhau bất kỳ. Khi tính toán độ ổn định tàu ở trạng thái hư hỏng, thông thường lấy hệ số ngập của các thể tích và diện tích theo các giá trị trong bảng 3.3. Bảng 3.3 Các buồng Tỷ số ngập nước Dùng chứa hàng, than, kho dự trữ 60 Người ở 95 Chỗ đặt máy móc 85 Để chứa hàng lỏng 0 hoặc 95 Các hệ số ngập bề mặt lớn hơn lấy cho các buồng ở gần mặt đường nước tai nạn. Kích thước lỗ thủng giả định (assumed extent of damage) có thể lấy như sau trong tính toán: 136 Theo chiều dài: 3,0m cộng min (3% chiều dài tàu, 11,0m). Nếu hệ số phân khoang 0,33 hoặc nhỏ hơn, lỗ thủng giả định tăng lên, quàng lên hai vách chính kín nước, liên tiếp bất kỳ. Theo chiều ngang: 1/5 chiều rộng tàu. Theo chiều cao: không giới hạn, tính từ mặt phẳng cơ bản lên. Tại trạng thái cuối cùng sau khi hư hỏng, và nếu tàu bị ngập nước không đối xứng, sau khi đã áp dụng các biện pháp cân bằng, yêu cầu về ổn định sự cố là: Trường hợp ngập nước đối xứng, chiều cao tâm nghiêng dương còn lại được tính toán theo phương pháp lượng chiếm nước không phải ít nhất là 50 mm. Trường hợp ngập nước không đối xứng, tổng góc nghiêng không lớn hơn 7o, trừ trường hợp đặc biệt được các cấp có thẩm quyền xem xét riêng. Trong mọi trường hợp góc nghiêng cuối cùng không quá 15o. Tại đây bạn đọc cần đối chiếu với các qui định trong công ước 1960 để thấy rõ yêu cầu khắt khe hơn của công ước về an toàn. Trong mọi trường hợp đường chìm giới hạn ở giai đoạn ngập nước cuối cùng không được ngập dưới nước. 3.5 PHÂN KHOANG Phân khoang tàu áp dụng cho các tàu làm các việc sau: - Tàu chở khách - Tàu cứu hộ - Tàu Ro-Ro dài từ 100m trở lên - Tàu chở dầu - Tàu đánh cá dài từ 100m trở lên - Tàu chở hóa chất - Tàu kéo dài từ 40m trở lên - Tàu cung ứng, dịch vụ - Tàu cuốc dài từ 40m trở lên - Tàu chở hàng khô dài từ 100m trở lên. Phân biệt các ký hiệu, và tên gọi sau đây trong chương này của tài liệu: Đường nước chở hàng phân khoang (Subdivision Load Line) - đường nước dùng khi phân khoang tàu. Đường nước chở hàng phân khoang thấp nhất là đường nước ứng với chiều chìm lớn nhất thỏa mãn các yêu cầu về phân khoang. Chiều dài phân khoang Ls (Subdivision Length) - chiều dài lớn nhất của phần thân tàu, nằm thấp hơn đường chìm tới hạn. Chiều rộng tàu B1 (Breadth of Vessel) - chiều rộng lý thuyết lớn nhất của tàu tại tâm chiều dài đường nước ở mức bằng hoặc dưới đường nước chở hàng phân khoang. Chiều dài tàu L1 (Length of Vessel) - bằng 96% chiều dài toàn bộ đo theo đường nước, đi qua độ cao 85% chiều cao lý thuyết tàu hoặc chiều dài đo từ mép trước sống mũi đến trục lái, ở đường nước, lấy trị số lớn hơn. Boong vách (Bulkhead Deck) - boong cao nhất mà các vách ngang kín nước kéo tới theo suốt chiều dài tàu. Đường chìm tới hạn (Margin Line) là đường kẻ thấp hơn mặt trên của boong vách đo ở mạn ít nhất 76 mm. Trên những tàu mép boong và mép mạn liên kết gãy góc bình thường, đường chìm tới hạn là giao tuyến ngay trên mạn của hai mặt trên vỏ boong và vỏ mạn. 137 Hình 3.4: Đường tới hạn Trên những tàu mép mạn uốn cong với bán kính không lớn hơn 4% chiều rộng của tàu, đường chìm tới hạn là giao tuyến ngay trên mạn của mặt trên của boong vách kéo dài với mặt ngoài của vỏ mạn như dạng liên kết gãy góc. Chiều chìm tàu (Draft) - chiều cao đo từ mặt đáy, tại mặt cắt ngang giữa tàu, đến đường phân khoang. Buồng máy (Machinery space) được tính là khoang không gian từ mặt phẳng cơ bản đến đường chìm giới hạn và nằm giữa hai vách ngang kín nước chính ngoài cùng, tạo thành buồng, để lắp đặt máy chính và máy phụ, nồi hơi chính và tất cả các két chứa (than) nhiên liệu trực nhật. Hệ số ngập của buồng (Permiability of a space) là số phần trăm của buồng có thể bị ngập nước. Thể tích của buồng nằm cao hơn đường chìm giới hạn chỉ được tính đến đường chìm đó. Buồng hành khách (Passenger spaces) là các buồng dành cho hành khách ăn ở và sử dụng, trừ các buồng chứa hành lý, kho, buồng thực phẩm và buồng bưu điện. Các buồng nằm dưới đường giới hạn giành cho thuyền viên ăn ở và sử dụng được coi là buồng hành khách. Yêu cầu của phân khoang Nguyên tắc chung được nhất trí đưa vào công ước 1960 là trên tàu phải bố trí hệ thống vách ngăn kín nước phòng khi tàu đắm một hoặc một số khoang, nhờ các vách kín nước giữ không cho nước tràn sang các khoang lân cận, tàu chỉ bị chìm sâu song không quá đường chìm tới hạn. Theo qui định ghi trong công ước đường chìm giới hạn này chạy song song, phía dưới đường boong vách, cách boong vách 3’’ = 76mm. Chiều dài khoang tàu, mà khoang đó khi không may bị đắm sẽ gây ra độ chìm tàu đến đường giới hạn đươ