Quy trình thiết kế bố trí chung của một con tàu

Khi một con tàu mới được thiết kế, một trong những bước chính liên quan đến việc phát triển khái niệm, là thiết kế bố trí chung của nó và bố trí không gian thích hợp theo yêu cầu của chủ sở hữu và chức năng của con tàu. Kiến trúc sư sẽ phải quyết định bố trí chung của con tàu, tùy thuộc vào nhiều ràng buộc thiết kế được đề cập trong các thông số kỹ thuật của hợp đồng.

Vậy làm thế nào để bạn quyết định một cách chính xác về sự sắp xếp chung của một con tàu, và thiết kế phương án tối ưu nhất cho dự án cụ thể đó như thế nào?

Vì hầu hết tất cả các tàu đều có một thứ gì đó độc đáo trong cách sắp xếp chung của chúng, nên không có quy trình cụ thể nào với các quy tắc được nêu cho giống nhau. Nhưng mặc dù vậy, một kiến ​​trúc sư cần phải biết quy trình cơ bản cần tuân theo để đưa ra một thiết kế tối ưu. Trong bài viết này, chúng ta sẽ thảo luận về một quy trình chung được tuân theo trong ngành thiết kế tàu thủy.

Ban đầu, để có một hình ảnh gần đúng về kích thước của tàu, hãy vẽ phác thảo của hình chiếu bằng, boong chính hoặc boong trên cùng góp phần tăng cường độ dọc và boong dự báo. Trong một số tàu, boong trên được bước lên, tức là nó có một boong poop ở phía sau. Đảm bảo rằng bạn hiển thị điều đó trong chế độ xem hồ sơ và chế độ xem dàn bài.

Các lý do đằng sau việc quyết định các chi tiết (Đặc biệt là chiều cao) của boong dự báo ở giai đoạn này như sau:

• Chiều cao mũi tàu tối thiểu phải đạt được (theo đúng Quy định) để giảm độ ướt của boong

• Cung cấp khu vực boong dự báo cho thiết bị neo đậu

• Có đủ khối lượng bên dưới để lưu trữ và khóa dây chuyền, v.v.

• Cung cấp thêm không gian chở hàng (ở các boong thấp hơn) trong trường hợp có một số tàu nhất định

Sau khi đã vẽ sơ đồ mặt bằng, điều đầu tiên một nhà thiết kế nên làm là quyết định về khung và khoảng cách khung của con tàu. Việc đóng khung, theo chiều dọc hay chiều ngang được quyết định trên cơ sở chiều dài của tàu. Nói chung, tất cả các tàu dài hơn 120m đều được gia cố theo chiều dọc.

 Khoảng cách khung sau đó được tính theo công thức được chỉ định trong sổ quy tắc của tổ chức phân loại được ủy quyền. Giá trị thu được từ công thức thường được làm tròn đến hàng trăm hoặc năm mươi gần nhất, để dễ sản xuất và thiết kế.

Tiếp theo là đánh dấu khoảng cách khung hình đã quyết định của bản vẽ. Khoảng cách khung này giờ sẽ hoạt động như tỷ lệ trên bản vẽ, giúp bạn định vị mọi điểm trên tàu.

Bây giờ bạn phải chia con tàu thành một số khoang kín nước nhất định, điều này được quyết định bởi các quy tắc chia nhỏ do tổ chức phân loại quy định. Quy tắc chỉ định tổng số vách ngăn ngang kín nước cần thiết để duy trì tính toàn vẹn kín nước của tàu. Một con tàu thường có bốn loại vách ngăn ngang:

• Một vách ngăn va chạm trước đỉnh

• Một vách ngăn phía sau đỉnh

• Một vách ngăn ở mỗi đầu của không gian máy móc

• Vách ngăn ngang trong khu vực hầm hàng

Khi số lượng vách ngăn đã được quyết định, chiều dài và số lượng ngăn chứa phải được lập kế hoạch cho phù hợp. Các vách ngăn kín nước ngang thông thường trong các ngăn chứa phải được đặt cách nhau những khoảng đồng đều hợp lý. Trong trường hợp khoảng cách không đồng nhất là không thể tránh khỏi và chiều dài của khoang chứa lớn bất thường, độ bền ngang của tàu phải được duy trì bằng cách cung cấp thêm khung web, tăng khung, v.v.

Trong một số trường hợp, số lượng vách ngăn quyết định có thể ảnh hưởng đến chức năng của tàu hoặc các yêu cầu cụ thể của loại hình thương mại cụ thể đó. Tổ chức phân loại có thể xem xét đề xuất phân phối với một hoặc nhiều vách ngăn ngang trong những trường hợp như vậy, với điều kiện nó không ảnh hưởng đến tính toàn vẹn kín nước của tàu.

Làm thế nào để quyết định vị trí của vách ngăn va chạm trước đỉnh?

• Khoảng cách của vách ngăn va chạm dự kiến ​​từ phương vuông góc về phía trước được quyết định dựa trên các công thức do tổ chức phân loại có thẩm quyền quy định. 

• Với tư cách là nhà thiết kế, bạn có thể cung cấp các vách ngăn va chạm dự kiến ​​trong các giới hạn, tùy thuộc vào kích thước của két dằn dự kiến, thiết bị neo và kích thước khóa xích

Các cân nhắc sau được thực hiện khi quyết định vị trí của vách ngăn đỉnh phía sau hoặc vách ngăn phía sau phòng máy. Đầu tiên, vị trí của vách ngăn phía trước phòng máy được cố định theo vị trí và chiều dài của các khoang. Sau khi hoàn thành, cần chừa ra khoảng bốn khoảng trống trước khi đặt động cơ chính phía sau vách ngăn phía trước của phòng máy. Đó là để lại không gian cho hoạt động bảo trì và thủy thủ đoàn.

Phía sau không gian trống, chiều dài của buồng máy sẽ được quyết định tùy thuộc vào chiều dài của động cơ chính và chiều dài của trục trung gian. Bây giờ, trục trung gian được ghép với trục các đăng bằng liên kết mặt bích. Mặt bích khớp nối giữa trục trung gian và trục các đăng phải được đặt trong chính buồng máy. Nó chỉ là phía sau của mặt bích khớp nối mà vách ngăn phía sau của phòng máy được định vị.

Trục các đăng chạy từ phía sau vách ngăn phòng máy nối với chân vịt qua ống bao trục.

Trong nhiều trường hợp, vị trí của vách ngăn phía sau rom động cơ cũng bị chi phối bởi dung tích quyết định của két dằn đỉnh phía sau, luôn nằm phía sau vách ngăn đỉnh phía sau. Sức chứa của xe tăng được ước tính bằng các tính toán cắt và độ ổn định, đây là giai đoạn thiết kế rất sơ bộ. Nhưng chiều dài động cơ và trục được quyết định ở giai đoạn tương đối sau này, điều này sẽ cho bạn ý tưởng về quá trình thiết kế tàu lặp đi lặp lại như thế nào.

Làm thế nào để sắp xếp các không gian hàng hóa?

Toàn bộ không gian hàng hóa cần được chia thành các hầm hàng bằng cách đặt số lượng vách ngăn kín nước ngang quy định. Vị trí dọc của các vách ngăn có thể được quyết định theo một số nguyên tắc của yêu cầu hàng hóa:

• Nên giữ các ngăn có độ dài bằng nhau nếu có thể

• Trong một số trường hợp cần thiết, các hầm lớn và nhỏ thay thế được thiết kế để đáp ứng các yêu cầu về hàng hóa cho các chuyến đi và các điều kiện hàng hóa khác nhau. Điều này thường được thực hiện đối với các tàu chở hàng rời, tàu chở sản phẩm và tàu container

• Đôi khi, một hầm hàng lớn duy nhất (dành cho các tàu sân bay đa năng lớn)

Trong trường hợp tàu chở dầu và tàu container, các quyết định về vách ngăn dọc phải được thực hiện để ngăn ngừa hiệu ứng bề mặt tự do, đảm bảo các đặc tính phân phối và xếp dỡ hàng hóa phù hợp.

Trong bố trí chung, chiều cao đáy đôi cần phải được thể hiện rõ ràng để đảm bảo ước tính và thể hiện đúng kế hoạch của bể. Do đó, nhà thiết kế được yêu cầu ước tính chiều cao của đáy đôi bằng cách sử dụng công thức tương ứng được chỉ định trong các quy tắc của xã hội có giai cấp được ủy quyền.

Các tàu chở hàng hóa và ô tô đã đóng gói, yêu cầu thêm không gian boong để đạt được sức chứa tối đa. Để tăng diện tích boong tổng thể, những con tàu này được cung cấp một số boong hai tầng. Chiều cao của mỗi boong hai chiều phải đủ để chứa hàng hóa sẽ được xếp trên đó.

Tuy nhiên, việc xem xét boong này không bắt buộc đối với tàu chở hàng dựa trên khối lượng, như tàu chở dầu, tàu chở hóa chất và tàu chở hàng rời. Và trong trường hợp tàu container, phần trên của mỗi container đóng vai trò là sàn để container tiếp theo được xếp phía trên nó, do đó tàu container không yêu cầu hai sàn để xếp hàng.

Dung tích bể dằn và thiết kế bể chứa

Nước dằn là cần thiết cho chuyến đi rỗng để có độ chìm, cắt và ổn định thích hợp.

Công suất chấn lưu quá cao là không tốt vì nó đắt tiền và chiếm không gian hữu ích. Công suất dằn phải sao cho có thể ngâm toàn bộ cánh quạt ở đầu phía sau và lượng gió lùa về phía trước không quá thấp để tránh tác hại của việc đóng sầm lại .

Khoảng trong một hành trình dằn, lượng dịch chuyển là 0,5 của lượng dịch chuyển đầy tải là khoảng 0,55 của mớn nước đầy đủ. Việc phân phối chấn lưu phải sao cho tránh được mômen tắc quá mức trong điều kiện này. Vì vậy, một nhà thiết kế phải luôn đảm bảo tách biệt két nước dằn khỏi bất kỳ két chất lỏng nào khác.

Có một số điểm khác mà nhà thiết kế phải xem xét khi bố trí bồn chứa cho tàu:

• Không cần truy cập ngoại trừ việc làm sạch và bảo trì . Tối thiểu hai hố ga phải được cung cấp ở trên cùng, và tốt nhất là ở các góc chéo của bể sao cho chúng cách xa nhau tối đa.

• Các bồn và đường ống chứa một loại chất lỏng cụ thể phải được tách biệt với các bồn chứa chất lỏng khác. Chúng cũng phải được mã hóa màu khác nhau

• Bể chứa nước ngọt không được có bất kỳ bể nào liền kề với nó. Vì vậy bể chứa nước ngọt và bất kỳ bể nào khác phải được ngăn cách bằng đê quai.i

• Vì tổng lượng chất lỏng chuyên chở tương đối thấp, các thùng chứa có thể được bố trí thuận tiện ở các phần thấp hơn để tăng độ ổn định ngang của tàu

• Để đơn giản hóa việc bố trí đường ống và tổng chiều dài của đường ống, các bồn chứa nước ngọt phải gần phòng máy, cũng như nơi ở. Các thùng dầu bẩn và dầu nặng nên ở gần buồng máy. Bể chứa dầu và cặn bẩn có thể được đặt thuận tiện ở đáy đôi của buồng máy

• Các thùng chứa tiêu hao (Dầu Nhiên liệu nặng, Dầu bẩn và Nước ngọt) phải được bố trí sao cho việc tiêu thụ chúng không gây ra những ảnh hưởng xấu không cần thiết. Chúng không được gây ra các hiệu ứng bề mặt tự do có hại quá mức. Vì vậy nên chia các bể này thành các bể nhỏ hơn với lượng thở giảm. Tuy nhiên, quá nhiều bể nhỏ sẽ làm cho hệ thống đường ống phức tạp

• Ranh giới của bể đáy đôi, bể sâu, v.v. phải được thiết kế để chịu được áp suất thủy tĩnh tác dụng

• Sự phân bố của bể không được ảnh hưởng xấu đến cường độ dọc của dầm thân tàu

Cuối cùng, điều quan trọng là phải hiểu và biết rằng một bố trí chung của bất kỳ con tàu nào sẽ bao gồm các bản vẽ của các khung nhìn sau:

• Chế độ xem hồ sơ (nhìn chung từ phía bên phải)

• Phần tàu thuyền (nhìn từ phía sau và nhìn từ phía trước)

• Sơ đồ boong chính (cũng hiển thị cách bố trí chỗ ở)

• Sơ đồ boong dẫn hướng.

• Sơ đồ tầng trước lâu đài

Cũng cần lưu ý rằng quy trình xây dựng bản vẽ bố trí chung sẽ khác nhau đối với các công ty thiết kế khác nhau, tùy thuộc vào thủ tục và thực tiễn của họ, tuy nhiên nguyên tắc cơ bản luôn giống nhau.