Một số vấn đề cơ bản liên quan tới sự ổn định của tàu thuyền
- Thứ ba - 06/04/2021 02:58
- In ra
- Đóng cửa sổ này
Những năm gần đây nhờ kinh tế xã hội phát triển nên các phương tiện thủy cũng phát triển rầm rộ, đặc biệt là thú chơi các dòng du thuyền hạng sang xếp vào dòng xa xỉ cũng được dân chơi du nhập ào ạt. Đi kèm theo đó là những lo lắng về khía cạnh an toàn, vì thực tế những năm qua cũng không ít các vụ tai nạn tàu thuyền xảy ra tiên tiếp, phần lớn trong số đó do thiếu kiến thức về về tàu thuyền. Đa số vẫn coi tàu thuyền như các phương tiện khác trên bờ. Các chuyên gia cho biết trong các tai nạn của các phương tiện giao thông thì tai nạn tàu thủy chỉ xếp sau tai nạn máy bay về độ khủng khiếp mà nó gây ra.
Qua một vài lần tham gia đi tàu khách nhỏ của nước ngoài mới giật mình thấy công tác an toàn cho các phương tiện thủy của chúng ta còn chưa được chú trọng đúng mức. Mỗi khi khách lên tàu việc đầu tiên là được thuyền trưởng hoặc nhân viên an toàn của tàu phải giới thiệu cho ba vấn đề về an toàn tối thiểu, đó là chỗ để trang thiết bị cứu sinh (áo phao, xuống cứu sinh..), thiết bị sơ cấp cứu (first aid kit) và thiết bị dập chữa cháy. Công việc này làm thường xuyên như chúng ta đi máy bay vẫn được các hướng dẫn viên giới thiệu về thiết bị an toàn. Đó là một trong những vần đế thiếu sót mà tiềm ần nhiều tai nạn nghiêm trọng sau này.
Nhằm cung cấp một số kiến thức sơ đẳng cho mọi người trong đó có hành khách đi tàu thuyền, chủ phương tiện, người chơi du thuyền, chúng tôi soạn thảo một vài bài viết ngắn mong rằng có thể góp phần giảm thiếu các sự cố không đáng có xảy ra. Trong các tai nạn thường hay xảy ra phải nói đến tình trạng tàu thuyền bị lật úp. Tàu bị lật úp là một trong những tai nạn cực kỳ nguy hiểm đối với các tàu nói chung và tàu thuyền chở khách nói riêng, một khi xảy ra thường gây ra thương vong lớn. Khi tàu bị lật úp thời gian xảy ra rất nhanh và hành khách thường bị kẹt lại phía trong tàu, và cơ hội thoát ra ngoài để sống sót là ít. Đằng sau những vấn đề lật úp tàu phần lớn liên quan tới khái niệm ổn định của tàu.
Một số khái niệm ổn định cơ bản
Vậy ổn định của tàu thuyền là gì? Là khả năng của tàu thuyền quay trở lại vị trí cân bằng ban đầu sau khi ngoại lực gây nghiêng tàu ngừng tác dụng. Hầu hết các trường hợp là xem xét tính ổn định ngang của tàu, là nguyên nhân chính gây ra các tai nạn nguy hiểm. Tuy nhiên cũng có một số loại tàu thuyền đặc biệt như tàu nhiều thân (multihull caft), tàu buồm hai thân (sailing catamarans) cần được xem xét đặc biệt đến ổn định dọc tàu.
Khi tàu nổi trên mặt nước tàu chịu tác dụng của trọng lượng bản thân có tọa độ trọng tâm ký hiệu là G và lực nổi do phần thể tích tàu chìm trong nước có tọa độ tâm nổi B.
Nhằm cung cấp một số kiến thức sơ đẳng cho mọi người trong đó có hành khách đi tàu thuyền, chủ phương tiện, người chơi du thuyền, chúng tôi soạn thảo một vài bài viết ngắn mong rằng có thể góp phần giảm thiếu các sự cố không đáng có xảy ra. Trong các tai nạn thường hay xảy ra phải nói đến tình trạng tàu thuyền bị lật úp. Tàu bị lật úp là một trong những tai nạn cực kỳ nguy hiểm đối với các tàu nói chung và tàu thuyền chở khách nói riêng, một khi xảy ra thường gây ra thương vong lớn. Khi tàu bị lật úp thời gian xảy ra rất nhanh và hành khách thường bị kẹt lại phía trong tàu, và cơ hội thoát ra ngoài để sống sót là ít. Đằng sau những vấn đề lật úp tàu phần lớn liên quan tới khái niệm ổn định của tàu.
Một số khái niệm ổn định cơ bản
Vậy ổn định của tàu thuyền là gì? Là khả năng của tàu thuyền quay trở lại vị trí cân bằng ban đầu sau khi ngoại lực gây nghiêng tàu ngừng tác dụng. Hầu hết các trường hợp là xem xét tính ổn định ngang của tàu, là nguyên nhân chính gây ra các tai nạn nguy hiểm. Tuy nhiên cũng có một số loại tàu thuyền đặc biệt như tàu nhiều thân (multihull caft), tàu buồm hai thân (sailing catamarans) cần được xem xét đặc biệt đến ổn định dọc tàu.
Khi tàu nổi trên mặt nước tàu chịu tác dụng của trọng lượng bản thân có tọa độ trọng tâm ký hiệu là G và lực nổi do phần thể tích tàu chìm trong nước có tọa độ tâm nổi B.
Khi tàu cân bằng thì G và B nằm trên một đường thẳng. Khi tàu nghiêng sang bên phải một góc bất kỳ , tọa độ tâm nổi B dịch chuyển sang phía mạn bị nghiêng vị trí mới, lúc này tọa độ trọng tâm tàu G và tọa độ tâm nổi lệnh nhau tạo ra momen hồi phục đưa tàu về trạng thái ban đầu.
.png)
Tuy nhiên khi tàu nghiêng tới mức tọa độ G và tọa độ tâm nổi mới thẳng đứng với nhau, lực hồi phục không còn do vậy nguy cơ lật tàu cao, tại đây tàu nghiêng 1 góc gọi là góc lặn (Angle of Vanishing Stability (AVS)).
Các yếu tố ảnh hưởng tới ổn định của tàu thuyền?
- Một trong những nguyên nhân chính gây ra mất ổn định cho tàu là tình trạng vượt quá tải trọng quy định hoặc chở số khách nhiều hơn số khách tàu được thiết kế để chuyên chở. Đối với tàu chở hàng hóa thông thường thì rất dễ dàng để kiểm soát số lượng và vị trí sắp xếp, tuy nhiên đối với tàu khách, “hàng hóa” lúc này là con người. Lúc lên tàu họ thường có xu hướng di chuyển khắp nơi, lúc thì họ dồn hết sang mạn trái, dồn sang mạn phải, lúc thì di chuyển lên trên thượng tầng,… gây ra những nguy hiểm cho ổn định của tàu nói chung. Việc số lượng hành khách vượt quá quy định thường xuyên xảy ra, theo phần tính toán thiết kế tàu chở 100 khách với tối đa 80 khách ở dưới boong chính và 20 người trên khu thượng tầng. Điều gì sẽ xảy ra nếu 100 khách dồn hết lên thượng tầng? Và nếu họ chở số khách là 250 khách?
- Những lỗ khoét kín nước của tàu như cửa ra vào, cửa sổ, nắp hầm máy,…cần được đóng kín một cách hoàn toàn. Trong trường hợp tàu nghiêng tới vị trí góc vào nước, nếu những lỗ khoét này không được đóng kín, nước xâm nhập nhanh vào tàu cũng là nguyên nhân gây ra mất ổn định cho tàu.
- Điều kiện bất lợi về thời tiết, khi đó sóng gió lớn sẽ là nguyên nhân gây ra mất ổn định cho tàu.
- Mặt thoáng của chất lỏng: nói đơn giản chất lỏng thì rất dễ dàng di chuyển sang các không gian khác nhau nên nó làm giảm tính ổn định của tàu. Ví dụ dầu và nước ở các két, thậm chí đối với tàu thuyền nhỏ nước trên mặt boong do mưa lớn, hoặc bất kỳ đâu xuất hiện mặt thoáng chất lỏng cũng đều ảnh hưởng tới ổn định của tàu. Do vậy cần kiểm tra thường xuyên các lỗ khoét thoát nước mặt boong. Kiểm tra các bơm, van hút nước đáy tàu, phòng khi lắng đọng nước. Một số tàu gỗ kiểu cũ thường hay dùng máy chính để chạy các bơm hút nước đáy tàu, trường hợp máy tàu bị hỏng sẽ không thể hút được nước. Do vậy khi thiết kế đăng kiểm yêu cầu các bơm hệ thống hút nước đáy tàu phải thiết kế độc lập với các hệ thống khác.
- Hoán cải chuyển đổi chức năng của các tàu, ví dụ một số nơi hoán cải tàu cá thành tàu chở khách, họ thường thay đổi hoàn toàn công dụng của tàu, thêm bớt các két, nâng cao thượng tầng để phục vụ khách,… tất cả điều này làm tăng trọng lượng bản thân tàu, thay đổi tọa đội tâm nổi và ảnh hưởng lớn tới ổn định do đó cần được các cơ quan thiết kế xem xét đánh giá và được duyệt bởi cơ quan chức năng trước khi đưa vào sử dụng.
- Việc sử dụng tàu sai mục đích cũng là nguyên nhân gây ra tai nạn tàu, ví dụ tàu được thiết kế chở hàng thì mang ra chở khách, hoặc tàu được thiết kế hoạt động trên sông hồ song lại mang ra hoạt động trên biển, điều kiện thời tiết sóng gió và hình thức thiết kế của những tàu này hoàn toàn khác nhau.
- Một số cơ sở nhỏ thường tiến hành tự thiết kế và đóng mới hoán cải các tàu thuyền nhỏ mà bỏ qua bước tính toán thiết kế, kiểm tra ổn định. Do vậy khi đi vào hoạt động cũng gây ra không ít ảnh hưởng tới độ an toàn của tàu.
Một số biện pháp khắc phục các tình trạng mất ổn định tàu
- Không bao giờ được sử dụng tàu thuyền vượt quá tải trọng cho phép, với tàu chở khách là số lượng hành khách được phép chuyên chở.
- Không bao giờ hoạt động tàu thuyền vượt quá điều kiện thời tiết cho phép, thường được ghi trong hồ sơ thiết kế của tàu.
- Các hệ thống hút khô của tàu cần được đảm bảo hoạt động tốt trong mọi điều kiện, các cửa kín nước trên tàu cũng được đóng kín hoàn toàn.
- Các loại tàu thuyền khi đóng mới hoặc hoán cải cần được tính toán thiết kế trong đó có phần tính toán ổn định tàu và phê duyệt bởi các cơ quan có đăng kiểm tàu, quá trình thi công tàu thuyền cần được giám sát cẩn thận bởi đăng kiểm viên.
- Khi mua các tàu thuyền dùng kinh doanh hoặc cho cá nhân được xem xét cận hồ sơ thiết kế, các giấy chức nhận bởi các cơ quan đăng kiểm có uy tín.
- Trước và sau khi hoán cải tàu thuyền cần tiến hành thử nghiêng lệnh để kiểm nghiệm lại phần ổn định của tàu.
Khái niệm ổn định của tàu thuyền bao gồm khá nhiều khía cạnh và cần được xem xét đánh giá toàn bộ phạm vi yêu cầu bởi các chuyên gia thiết kế.
Bùi Ngọc Thuận - GĐ Công ty TNHH Kỹ thuật và Công nghệ hàng hải Việt Nam (VIMATEC)
Trích dẫn từ tạp chí của hội khoa học kỹ thuật công nghiệp tàu thủy Việt nam