KH&CN
TIN TỨC
QUẢNG CÁO
     Trang chủ KH&CN
       KH&CN

Đặc điểm tàu lai và những dạng chân vịt xoay (kỳ 1)

10/31/2011 3:45:27 PM

Tàu lai là một loại tàu đặc chủng có kết cấu gọn nhẹ nhưng công suất lớn để có thể lai dắt, lai đẩy các tàu hoặc các vật thể khác. Công ty Đóng tàu Sông Cấm là đơn vị chuyên đóng tàu hiện đại xuất khẩu sang các nước châu Âu với các chủng loại như: tàu cao tốc, tàu cứu nạn, tàu lai v.v... Trong số đó nổi bật là các loại tàu lai ASD 2411, ATD 2412, ASD 2810, ASD 3213. Đặc điểm của các loại tàu lai này là đều được trang bị những chân vịt xoay.  Chúng tôi xin giới thiệu một số đặc tính của những thiết bị đặc chủng này.

Đặc điểm tàu lai

Tàu lai do mục đích sử dụng chủ yếu là lai dắt nên hình dáng kết cấu, tính năng điều động của nó khác với tàu thông thường và có những đặc điểm chính sau đây:

- Thân tàu nhỏ, công suất lớn. Tàu lai trong cảng thông thường dài không quá 40m, công suất khoảng vài nghìn kW.

- Tính ổn định tốt, chiều rộng thân tàu thông thường lớn hơn mớn nước khoảng 2,5 lần và chiều dài lớn hơn chiều rộng từ 3,5 đến 6 lần.

- Diện tích bánh lái và chân vịt của tàu lai đều rất lớn, góc bánh lái cần phải quay được 450 để nâng cao tính năng điều động của tàu.

Máy chính của tàu lai loại trung bình thường có công suất từ 500 đến 2.500 kW, nhưng những tàu lai loại lớn chuyên hoạt động ở những vùng nước sâu công suất máy chính có thể lên tới 20.000 kW.
                                                       Tàu kéo
Một đặc tính khác nữa là hệ số giữa công suất tàu và trọng tải của tàu (kW/GRT):

Nếu như hệ số này vào khoảng từ 0,35 đến 1,2 đối với tàu hàng và tàu khách thì đối với tàu lai lớn hệ số này là từ 2,2 đến 4,5, còn đối với tàu lai loại nhỏ thì hệ số này còn cao hơn, từ 4,0 đến 9,5.

Hai thông số đặc trưng của tàu lai là: công suất máy và lực kéo của cột bích.

Các loại tàu lai

Tàu lai được phân loại theo khu vực hàng hải, theo công suất máy hoặc theo kiểu chân vịt:

* Căn cứ theo khu vực hàng hải có thể chia tàu lai làm mấy loại sau:

- Tàu lai viễn dương: có thể lai dắt ở bất cứ vùng biển nào.

- Tàu lai cận hải: có thể lai dắt ở khu vực II hoặc III (nghĩa là cách bờ không quá 200 hải lý).

- Tàu lai sông: chỉ có thể lai dắt trong sông.

* Căn cứ theo kiểu chân vịt có thể chia tàu lai làm mấy loại sau:

- Tàu lai loại chân vịt thông thường có ống đạo lưu xoay.

- Tàu lai loại chân vịt VSP (Voith Schneider Propeller), có thể quay trong trục chân vịt đặt ở phía mũi tàu (hoặc đuôi tàu), còn thiết bị kéo thì đặt ở phần boong sau. Loại tàu lai này đã khắc phục được nhiều hạn chế của loại tàu lai truyền thống. Chân vịt của nó là loại biến bước. Vòng quay máy không thay đổi nhưng có thể thay đổi được tốc độ nhờ điều khiển chân vịt biến bước. Có thể thay đổi hướng đi bằng cách quay trục chân vịt từ buồng lái.
                                     Chân vịt loại Z-propeller
- Tàu lai kiểu chân vịt “Azimuth” có hai chân vịt đặt trong ống đạo lưu đặt ở dưới đáy phía mũi tàu, trục chân vịt có thể quay 3600, cũng có thể lắp chân vịt biến bước. Loại này còn có tên gọi là tàu lai kiểu Z (Z-propeller).

Các phương thức lai dắt

Thông thường tàu lai có 3 phương thức lai: kéo, đẩy và lai áp mạn

* Lai kéo

Phương thức kéo có thể làm giảm lực cản nước của cả tàu lai và tàu bị lai, phát huy hết năng lực kéo của tàu lai, thích hợp cho việc lai dắt đường dài và thao tác trong cảng. Tuy nhiên, phương pháp này có những nhược điểm sau:

- Nếu tàu bị lai không có máy thì rất khó khống chế tốc độ tàu bị lai, nhất là khi muốn dừng tàu.

- Cả tàu lai, dây lai và vật bị lai đều có chiều dài khá lớn làm ảnh hưởng đến các tàu khác khi chạy trong luồng.

- Tàu bị lai luôn bị đảo hướng bên phải, bên trái

* Lai đẩy

Phương thức lai đẩy thích hợp cho các hoạt động trong sông. Người ta dùng dây hoặc thiết bị đặc biệt buộc mũi tàu lai vào phía sau tàu bị lai để đẩy tàu bị lai về phía trước. Tốc độ đẩy so với tốc độ kéo bị giảm từ 10% đến 20%.

* Lai áp mạn

Phương pháp này dùng dây hoặc thiết bị đặc biệt buộc tàu bị lai vào mạn tàu lai. Cách này làm cho chiều dài đoàn tàu lai ngắn lại. Nếu cùng một công suất thì phương pháp này giúp cho việc điều động tàu được linh hoạt hơn, dừng tàu và chạy lùi tương đối dễ dàng hơn so với lai kéo. Phương pháp này áp dụng thích hợp cho việc lai các phương tiện mất chủ động trong luồng sông hẹp hoặc hỗ trợ cho tàu cập, rời bến.
                                   Chân vịt loại Azimut
Nhược điểm của phương pháp này là:

- Lực cản của nước giữa hai tàu là khá lớn. Nếu tàu lai nhỏ mà tàu bị lai lại có kích thước quá lớn thì lực bẻ lái không đủ, làm cho việc điều động khó khăn.

- Để cho tàu không bị lệch hướng thì phải thường xuyên bẻ lái, làm tăng lực cản nên ảnh hưởng đến tốc độ.

- Sức ép lẫn nhau giữa hai thân tàu là rất lớn.

- Khi có sóng gió hai tàu có thể va chạm vào nhau.

- Nếu tàu bị lai không tải hoặc có kiến trúc thường tầng cao thì sẽ làm trở ngại tầm nhìn của tàu lai.

Chân vịt thông thường

Từ trước tới nay để lai dắt các phương tiện trên sông biển người ta thường sử dụng những loại tàu kéo đẩy thông thường có chân vịt (cố định hoặc biến bước) và kèm theo bánh lái. Tuy nhiên trong quá trình khai thác,  loại tàu trên đã bộc lộ một số nhược điểm như: Tàu kéo sử dụng để đẩy thì hiệu quả không cao, còn tàu đẩy sử dụng để kéo cũng kém hiệu quả. Mặt khác, tàu lai khi khai thác đòi hỏi tính quay trở, lùi tiến phải linh hoạt, khi mắc cạn khả năng kéo lùi và thổi cạn phải cao nhưng trong khi đó góc bẻ lái của loại tầu thông thường này này chỉ được phép 350 về mỗi phía.  Công suất máy khi chạy lùi chỉ đạt 80% công suất định mức.

Để khắc phục được những nhược điểm và có hiệu suất đẩy cao hơn, người ta đã đầu tư, thiết kế, chế tạo loại tàu lai có lắp hệ thống chân vịt xoay 3600. Cho tới nay hai loại chân vịt xoay phổ biến được lắp đặt trên các tàu lai dắt là loại chân vịt Azimuth (Z- propeller) và loại chân vịt VSP (Voith Schneider Propeller).

Chân vịt loại Azimuth, còn được gọi là Z- propeller:

Trong khi chân vịt thông thường chỉ quay theo một hướng cố định, lực đẩy cũng có hướng cố định và sự quay trở của tàu được thực hiện nhờ bánh lái thì chân vịt loại Azimuth lại có thể tự xoay quanh trục của mình. Do tự xoay được quanh trục của mình nên lực đẩy của chân vịt có thể hướng về mọi phía tùy theo góc xoay và như vậy thì tàu cũng không cần trang bị bánh lái nữa. Trong khi tàu lai với chân vịt thông thường khi muốn lùi thì máy chính hoặc hộp số phải đảo chiều và công suất chạy lùi của máy chính chỉ đạt 80% thì đối với tàu lai có chân vịt loại Azimuth việc này thật đơn giản. Trong chế độ lùi, máy chính hoặc hộp số không cần đảo chiều mà chỉ cần xoay chân vịt Azimuth 1800 là lực đẩy của tàu sẽ hướng ngược lại. Cũng như vậy, tùy theo góc quay của chân vịt mà tàu có thể tiến theo hướng này hoặc hướng khác tùy theo sự điều khiển của con người.

Thông thường tàu lai loại Azimuth có hai chân vịt được lắp ở hai bên đáy, phía dưới đuôi tàu. Sự phối hợp giữa tốc độ quay và góc xoay của cả hai chân vịt tạo ra những lực và mô men quay trở rất cao cho tàu. Nhờ đó mà tàu rất cơ động khi làm việc trong các cảng và những vùng nước hẹp./.

T.My

 

 

Có tất cả 0 lời bình cho bài clip này
0
Họ tên     
 
 1 2 3 4 5Trang tiếp