Tính năng quay trở và điều động của tàu

Tính năng điều động của tàu là khả năng chuyển động của nó theo ý muốn của người lái. Đó là một trong các tính năng quan trọng trực tiếp ảnh hưởng đến hiệu quả sử dụng và an toàn hành hải của tàu. Mỗi con tàu đều phải có tính năng giữ hướng, tính quay trở và tính kháng quay trở.

Tính điều động được thể hiện bởi hai yếu tố chính có quan hệ mật thiết với nhau là tính quay trở và tính ổn định hướng.

Tính quay trở là khả năng thay đổi hướng đi về một phía bất kỳ khi bánh lái được bẻ một góc nhất định về phía đó. Tính định hướng là khả năng giữ hướng khi không có hoặc có sự tham gia của bánh lái với góc lái nhỏ.

Tham số đặc trưng biểu thị tính năng điều động của tàu thường được gọi là các chỉ số tính năng điều động, nó gắn liền với đặc tính của mỗi con tàu trong điều kiện hành trình trên biển.tính năng điều động của con tàu phụ thuộc vào các chỉ số tính năng điều động của nó.

Tính năng quay trở của tàu

Dưới tác dụng của bánh lái con tàu chuyển động theo một quỹ đạo cong gọi là vòng tròn quay trở. Vòng tròn quay trở biểu thị tính năng quay trở của tàu.

Khi góc bẻ lái và tốc độ tàu cố định, quỹ tích chuyển động của trọng tâm tàu là một đường cong, được gọi là vòng quay trở. Người ta thường xác định vòng quay trở của con tàu khi bẻ góc hết lái (lái bẻ hết về một bên) để biểu thị khả năng quay trở lớn nhất của con tàu đó. Vòng quay trở lớn hay nhỏ được đo bằng tỷ số giữa đường kính quay trở với chiều dài giữa hai trụ đứng mũi và lái của tàu. Đây là một trong những chỉ số đánh giá tính quay trở của tàu. Tỷ số này càng nhỏ thì tính quay trở càng tốt, ngược lại tính quay trở kém.

Đặc tính điều động của một số tàu đặc biệt

Đặc tính điều động của tàu VLCC

Trên thế giới hiện nay vẫn chưa có quy định thống nhất tàu lớn bao nhiêu thì gọi là siêu lớn. Nói chung hiện nay các tàu được gọi là siêu lớn có những đặc điểm chung như: hệ số đầy lăng trụ lớn, tỷ lệ chiều dài chiều rộng nhỏ, mớn nước lớn. Tính năng điều động của nó có những đặc điểm sau đây:

+ Tính ổn định hướng, tính truy theo kém

Vì tính truy theo của tàu siêu lớn chậm, thời gian từ khi tàu bắt đầu bẻ lái cho tới khi tàu bắt đầu ăn lái kéo dài nên tính ổn định hướng kém. Do vậy, việc điều động tàu siêu lớn trong luồng và trong khu vực cảng chật hẹp rất khó khăn.

+ Tính quay trở

Tính quay trở tốt hay xấu phụ thuộc vào kích thước của vòng quay trở. Đối với tàu siêu lớn, tỷ lệ giữa đường kính quay trở với chiều dài đường nước nhỏ chỉ bằng một nửa so với tàu hàng. Nói chung tỷ lệ chiều dài và chiều rộng càng nhỏ hoặc tỷ lệ giữa chiều rộng và mớn nước càng lớn thì tính năng quay trở càng tốt. Trên thực tế, đường kính quay trở thường gấp 3,5 lần chiều dài của tàu.

+ Khi quay trở, tốc độ giảm khá nhiều

Đường kính quay trở càng nhỏ hoặc góc bẻ lái càng lớn thì tố độ càng giảm nhiều. Nếu nước cạn, với một góc bẻ lái nhất định thì đường kính quay trở càng phải lớn và tốc độ giảm càng nhỏ. Trên thực tế, khi lấy góc lái là 350^O với độ sâu vô hạn thì tốc độ giảm xuống còn một nửa. Còn nếu tỷ lệ giữa độ sâu và mớn nước là 1,3 thì tốc độ chỉ giảm 20%.

+ Quán tính lớn

Những tàu có kích thước và công suất máy chính lớn thường có quán tính rất lớn. Nhưng tỷ lệ tăng của quán tính theo kích thước lớn hơn nhiều lần so với công suất máy chính. Vì vậy, nếu muốn để máy chạy lùi để dừng tàu thì tàu siêu lớn cần khoảng cách và thời gian để dừng tàu lớn hơn nhiều so với tàu cỡ nhỏ.

Đặc tính điều động của tàu RO-RO

Về mặt thiết kế, tàu RO-RO có những điểm khác biệt so với tàu hàng thông thường ở những điểm sau:

+ Chiều sâu đường hình lớn hơn so với tàu hàng cùng cỡ, mạn tàu cao, mớn nước thấp.

+ Thân tàu cao lớn nhưng trọng tải nhỏ

Trên một số tàu RO-RO, boong chính còn có mặt boong thượng tầng với độ cao 5-7m kín chạy thẳng từ lầu lái đến tận phía lái, trong đó bố trí khu vực sinh hoạt và làm việc của thuyền viên. Đối với loại tàu này thì từ lầu lái không nhìn thấy phía sau lái. Buồng lái được thiết kế cao nên có diện tích hứng gió rất lớn. Mặc dù trông bề ngoài cao to, nhưng thực tế trọng tải của nó chỉ bằng một nửa so với tàu hàng cùng cỡ.

+ Phần thân tàu dưới mớn nước gầy

 Do đặc điểm vận tải nên phần vỏ dưới nước từ mũi đến giữa tàu RO-RO thường bị gầy tóp lại. Vì cần một diện tích mặt boong lớn và cửa sau lái cần mở rộng nên phần chìm dưới nước phía lái có đường hình nở ra về phía đường nước. Đồng thời, phần dưới nước cận sau lái lại có đường hình tóp vào để có thể lắp đặt được những chân vịt có đường kính lớn.

Về mặt hải hành, quá trình hồi phục của tàu RO-RO theo dạng chữ S. Ở góc nghiêng nhỏ, mô men hồi phục rất nhỏ nên khi bẻ lái phát sinh góc nghiêng ngang lớn và sự phục hồi rất chậm.

+ Dùng chân vịt biến bước CPP

Do buồng máy trên các tàu RO-RO có chiều cao thấp nên các máy chính thường lắp là loại diezen trung tốc. Chân vịt dùng loại biến bước, chiều trái. Buồng máy không có người trực, điều khiển buồng máy trực tiếp từ buồng lái.

+ Trang bị chân vịt mũi

Điều động tàu trong các tình huống đặc biệt

Điều động tàu trong luồng hẹp

Luồng hẹp ở đây có nghĩa là một khu vực, một tuyến hàng hải có thể chạy tàu được nhưng không thể điều động một cách tự do vì sự hạn chế của độ rộng, diện tích và độ sâu của nó. Luồng hẹp bao gồm khu vực cảng, khu neo đậu, kênh đào, khu quần đảo, eo biển hẹp...

Tuy ta vẫn gọi là luồng hẹp nhưng thực tế không có quy định cụ thể nào về độ rộng của luồng bao nhiêu thì được gọi là “hẹp”. Một số người cho rằng độ rộng của luồng dưới 2 hải lý thì được gọi là hẹp. Tuy nhiên, vì các loại tàu có trọng tải khác nhau nên khái niệm về luồng hẹp cũng không giống nhau.

Nói chung, điều kiện hàng hải trong luồng hẹp là rất phức tạp. Khi điều động tàu chịu nhiều giới hạn của địa hình, độ sâu, dòng chảy, mật độ tàu thuyền... Đặc biệt về ban đêm hoặc khi tầm nhìn xa bị hạn chế thì việc điều động tàu càng khó khăn hơn.

Những đặc điểm của luồng hẹp có thể tóm tắt như sau:

- Đường chạy tàu hẹp và quanh co. Cấp gió, mức nước thất thường gây khó khăn cho việc điều động, tránh va, thậm chí có những đoạn trong từng lúc chỉ chạy được một chiều.

- Có nhiều đá ngầm, bãi cạn. Cảnh quan có thể bị che khuất bởi những chướng ngại thiên nhiên. Có nơi bị giới hạn bởi thủy triều lên xuống hoặc hạn chế độ cao.

- Nhiều tàu lớn, nhỏ đi lại. Các loại thuyền buồm, sà lan, tàu kéo, tàu ca... đi lại đông đúc.

- Mục tiêu rất gần và rất nhiều có thể dùng làm các vật dẫn đường, tránh chướng ngại vật rất thuận lợi. Tuy nhiên vì mục tiêu quá gần, hướng ngắm thay đổi rất nhanh nên đòi hỏi việc nhận dạng và đo đạc mục tiêu phải nhanh và chính xác.

Điều động tàu trong điều kiện thời tiết xấu

Trong điều kiện thời tiết xấu, gió mạnh tàu hay bị lắc. Chuyển động lắc của tàu trong sóng biển có thể xem như là chuyển động tổng hợp của 2 loại chuyển động:

- Chuyển động lắc cưỡng bức do sóng biển tạo ra cho tàu

- Chuyển động lắc cố hữu của bản thân con tàu.

Cường độ chuyển động tổng hợp này phụ thuộc vào tốc độ của mặt sóng, chu kỳ sóng, mối tương quan giữa chu kỳ lắc cố hữu, chiều rộng tàu với chiều dài bước sóng biển. Biên độ lắc cố hữu và biên độ lắc tổng hợp thì giảm dần theo thời gian do sức cản của nước, nhưng lắc cưỡng bức thì không chịu ảnh hưởng của trở lực nước nên giữ nguyên biên độ.

T.Thức