Chương trình cung cấp thông tin ổn định tai nạn của tàu hàng khô cho Sỹ quan hàng hải

THE INTERNATIONAL CONFERENCE ON MARINE SCIENCE AND TECHNOLOGY 2016 HỘI NGHỊ QUỐC TẾ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ HÀNG HẢI 2016 28 Chương trình cung cấp thông tin ổn định tai nạn của tàu hàng khô cho Sỹ quan hàng hải The program providing damage stability information of dry cargo ship for deck officer Bùi Văn Hưng, Nguyễn Kim Phương Trường Đại học Hàng hải Việt Nam, buivanhung@vimaru.edu.vn Tóm tắt Theo sửa đổi bổ sung Chương II-1, Công ước SOLAS 74 có hiệu lực từ 01/01/2009, tất cả các tàu hàng khô phải áp dụng phân khoang và ổn định tai nạn. Trong tác nghiệp dẫn tàu an toàn, các Sỹ quan hàng hải không chỉ đánh giá ổn định nguyên vẹn cho tàu mà cả khi tàu gặp tai nạn, sự cố ảnh hưởng đến ổn định của tàu. Do đó, việc cung cấp cho thuyền trưởng và các Sỹ quan hàng hải một công cụ có thể tính toán, đánh giá ổn định tai nạn của tàu một cách nhanh chóng, chính xác và trực quan có ý nghĩa quan trọng trong công tác đảm bảo an toàn trong chuyến đi. Từ khóa: Ổn định tai nạn, tàu hàng khô, Sỹ quan hàng hải, chương trình. Abstract According to the amendment of Chapter II-1, SOLAS 74 which went into force from 01/01/2009, all dry cargo ships must apply subdivision and damage stability. In the task of safe navigation, deck officers not only assess the ship intact stability but also evaluate the damage stability when the ship encounters an accident or incident. Therefore, providing the captain and the ship's officer a tool that can calculate, assess quickly, accurately and visually the damage stability of a ship would be significant for ensuring safety of the voyage. Keywords: Damage stability, dry cargo ship, ship’s officer, program. 1. Đặt vấn đề Theo các số liệu của tổ chức Allianz từ năm 2005 đến 2014, số lượng vụ tai nạn hàng hải nghiêm trọng vẫn ở mức cao (1271 vụ). Trong số đó, tai nạn chìm tàu chiếm tỉ lệ cao nhất (603 vụ) [3]. Cũng theo phân tích của các chuyên gia, nguyên nhân chính dẫn đến dẫn đến các vụ tai nạn chìm tàu này, do tàu không đáp ứng được tiêu chuẩn ổn định, đặc biệt là tiêu chuẩn ổn định tai nạn theo các quy định của Công ước quốc tế về an toàn sinh mạng con người trên biển SOLAS 74 chương II-1 sửa đổi bổ sung 2009. Trước khi rời cảng, ổn định của con tàu phải được tính toán để đảm bảo cho tàu an toàn khi hành trình trên biển. Công việc tính toán, đánh giá ổn định tàu được thực hiện bởi Sỹ quan hàng hải (Đại phó) và kết quả tính toán đó phải đáp ứng được các yêu cầu về ổn định nguyên vẹn theo Bộ luật quốc tế về ổn định nguyên vẹn IS Code 2008 [10] và ổn định tai nạn theo Công ước quốc tế về an toàn sinh mạng con người trên biển SOLAS 74 chương II-1 sửa đổi bổ sung 2009. Đối với công việc tính toán, đánh giá ổn định nguyên vẹn của tàu, quy trình thực hiện đã được nêu rõ trong hồ sơ tàu. Tuy nhiên, với ổn định tai nạn lại khác, quy trình tính toán, đánh giá ít được đề cập trong hồ sơ tàu hoặc nếu có chỉ là các bảng kết quả. Hơn nữa thiếu các tài liệu có uy tín hướng dẫn cách tính toán và đánh giá ổn định tai nạn của tàu. Điều này gây nhiều khó khăn cho thuyền trưởng và Sỹ quan hàng hải trong công tác xác định các thông tin về ổn định tai nạn, từ đó đưa ra quyết định đúng đắn đảm bảo an toàn cho tàu và thuyền viên. Do vậy, việc tìm ra một cách thức để cung cấp các thông tin ổn định tai nạn cho con tàu trong một trường hợp cụ thể để trợ giúp thuyền trưởng và Sỹ quan hàng hải trong công THE INTERNATIONAL CONFERENCE ON MARINE SCIENCE AND TECHNOLOGY 2016 HỘI NGHỊ QUỐC TẾ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ HÀNG HẢI 2016 29 tác đảm bảo an toàn cho con tàu là một yêu cầu cấp thiết. Mục tiêu mà nghiên cứu hướng tới là xây dựng chương trình cung cấp thông tin ổn định tại nạn của tàu hàng khô cho Sỹ quan hàng hải dựa trên các quy định của chương II-1 của Công ước quốc tề về an toàn sinh mạng con người trên biển SOLAS 74 sửa đổi 2009. 2. Phương pháp tính toán và đánh giá ổn định tai nạn của tàu hàng khô 2.1. Tiêu chuẩn đánh giá ổn định tai nạn cho tàu hàng khô [1] Theo yêu cầu của Công ước Quốc tế về An toàn sinh mạng con người trên biển SOLAS 74 sửa đổi bổ sung năm 2009, khi tàu hàng khô bị tai nạn phải thỏa mãn các yêu cầu về ổn định như sau: - Chiều cao thế vững đã hiệu chỉnh ảnh hưởng của mô men mặt thoáng chất lỏng của tàu ở giai đoạn ngập nước cuối cùng cân bằng được xác định bằng phương pháp lượng chiếm nước không đổi trước khi dùng biện pháp chỉnh tư thế không được nhỏ hơn 0,05 m; - Khi ngập không đối xứng góc nghiêng của tàu không được vượt quá: 20o - trước lúc dùng biện pháp chỉnh tư thế và trước khi điều chỉnh cân bằng ngang; 12o - sau khi dùng biện pháp chỉnh tư thế và sau khi điều chỉnh cân bằng ngang; - Đường cong ổn định tĩnh của tàu bị thủng phải có đủ diện tích ở những vùng có tay đòn dương. Trong giai đoạn ngập nước cuối cùng không sử dụng thiết bị chuyển dòng ngang thăng bằng tàu cũng như sau khi chỉnh tư thế xong, có xét góc ngập nước của tàu không được nhỏ hơn 20o. Góc ngập nước là góc nghiêng mà tại đó nước bắt đầu tràn vào tàu qua các kết cấu hở của thân tàu hoặc qua những chỗ không thể đóng kín nước của cabin; - Trị số tay đòn lớn nhất của đường cong ổn định tĩnh không được nhỏ hơn 0,1 m trong phạm vi 20o tính từ góc cân bằng; - Diện tích cánh tay đòn dương trong phạm vi ở trên không được nhỏ hơn 0,0175 m.rad. Trong các giai đoạn ngập trung gian, tay đòn lớn nhất của đồ thị ổn định tĩnh không được nhỏ hơn 0,05 m, phạm vi ổn định dương của phần đồ thị này không được nhỏ hơn 7o. 2.2. Phương pháp tính toán ổn định tai nạn cho tàu hàng khô 2.2.1. Ổn định ban đầu trong trường hợp tàu bị tai nạn [1] Theo yêu cầu của chương II-1 của Công ước quốc tế về an toàn sinh mạng con người trên biển SOLAS 74 sửa đổi bổ sung năm 2009, chiều cao thế vững đã hiệu chỉnh ảnh hưởng của mô men mặt thoáng chất lỏng của tàu ở giai đoạn ngập nước cuối cùng cân bằng phải được xác định bằng phương pháp lượng chiếm nước không đổi (phương pháp tổn thất sức nổi). Vì vậy, khi tính toán ổn định ban đầu để xác định chiều cao thế vững của tàu trong trường hợp tàu bị tai nạn, người ta phải sử dụng phương pháp lượng chiếm nước không đổi. Phương pháp tổn thất sức nổi còn được gọi là phương pháp lượng chiếm nước không đổi (constant displacement method) áp dụng phương pháp tính toán với giả thiết 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 mất đi. Vì trọng lượng của tàu không đổi nên sức nổi của toàn bộ tàu trong trạng thái này không thay đổi, lượng tổn thất sức nổi của các khoang bị đắm phải được khoang còn lại chưa bị nước tràn vào bù đắp. Theo cách lý giải trên, chiều chìm của tàu phải tăng lên. Hệ số sức nổi, khối lượng, trọng tâm không thay đổi song vị trí tâm nổi phần chìm của thân tàu thay đổi. Hình 1. Vị trí của các thành phần theo phương pháp tổn thất sức nổi THE INTERNATIONAL CONFERENCE ON MARINE SCIENCE AND TECHNOLOGY 2016 HỘI NGHỊ QUỐC TẾ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ HÀNG HẢI 2016 30 Khi thực hiện tính toán theo phương pháp tổn thất sức nổi hay còn gọi là phương pháp lượng chiếm nước không đổi dễ dàng nhận ra cần phải thỏa mãn các giả thuyết sau: - Trọng lượng của tàu và trọng tâm tàu không thay đổi khi bị đắm một hay nhiều khoang; - Lượng giãn nước của tàu phải luôn bằng trọng lượng của tàu; - Thể tích khoang đắm V=.Vkét không tham gia vào thành phần lực nổi của thân tàu. Các bước tính toán mớn nước, độ nghiêng và ổn định của tàu như sau: Chiều chìm của tàu sẽ tăng lên một lượng [4, 5]: ∆𝑑 = 𝑉 𝐴𝑤−𝑎 (1) Trong đó: V là thể tích khoang bị đắm; Aw là diện tích đường nước trước khi nước tràn vào trong khoang bị đắm; a là diện tích mặt phẳng đường nước trong khoang bị đắm; Chiều cao thế vững của tàu sau khi bị đắm: GM2 = KB2 + B2M2 – KG (2) Trong đó: KB2 = KB + KB Độ dịch chuyển tâm nổi tính theo công thức [9]: ∆𝐾𝐵 = 𝑉 𝑉0 ( 𝑑 + ∆𝑑 2 − 𝐾𝐺𝑐ℎấ𝑡𝑙ỏ𝑛𝑔) (3) Trong đó: V0 là thể tích nước mà tàu chiếm chỗ; d là mớn nước ban đầu của tàu; KG chất lỏng là chiều cao trọng tâm của khối nước tràn vào trong tàu; Bán kính tâm nghiêng ngang mới B2M2 được tính theo công thức [5]: 𝐵2𝑀2 = 𝐼𝑇 𝑉0 (4) Trong đó: mô men quán tính của mặt phẳng đường nước IT được hiệu chỉnh cho trường hợp tàu sau khi nước tràn vào trong khoang bị thủng. Mô men này được xác định như sau: IT = IT0 – (i +a. YG2) (5) Trong đó: i là mô men quán tính do sự dịch chuyển của tâm mặt phẳng đường nước; YG là khoảng cách từ tâm mặt phẳng bề mặt chất lỏng trong két đến mặt phẳng trục dọc tàu. Hay: 𝐵2𝑀2 = 𝐵𝑀 − 𝑖+𝑎 .𝑌𝐺 2 𝑉0 (6) Như vậy, chiều cao thế vững thay đổi một lượng như sau: ∆𝐺𝑀 = 𝑉 𝑉0 ( 𝑑 + ∆𝑑 2 − 𝐾𝐺𝑐ℎấ𝑡𝑙ỏ𝑛𝑔) − 𝑖+𝑎×𝑌𝐺 2 𝑉0 (7) Khi đó chiều cao thế vững của tàu được tính theo công thức giúp gọn như sau: GM2 = GM + GM (8) Tàu sẽ bị nghiêng một góc sau khi một khoang bị tai nạn [4]:  = 𝑉.(𝑌𝑔−𝑌𝐹 ′) 𝑉0(𝐺𝑀+ ∆𝐺𝑀) (9) Trong đó: YF là tung độ tâm mặt phẳng đường nước sau khi tàu bị tai nạn; Yg là tung độ của tâm khối nước tràn vào trong khoang bị thủng. Giá trị GM trong công thức (8) cần phải được hiệu chỉnh do ảnh hưởng của mô men mặt thoáng chất lỏng trong các két. THE INTERNATIONAL CONFERENCE ON MARINE SCIENCE AND TECHNOLOGY 2016 HỘI NGHỊ QUỐC TẾ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ HÀNG HẢI 2016 31 2.2.2. Ổn định ở góc nghiêng lớn trong trường hợp tàu bị tai nạn [1] Để đánh giá ổn định tàu ở góc nghiêng lớn, đường cong cánh tay đòn ổn định tĩnh G0Z được sử dụng. Giá trị G0Z được xác định dựa vào công thức sau: G0Z = KN – KG0xSin (10) Trong đó: KN là giá trị đường cong hoành giao; KG0 là chiều cao trọng tâm tàu đã hiệu chỉnh ảnh hưởng của mô men mặt thoáng chất lỏng. Trong trường hợp tàu còn nguyên vẹn, giá trị KN có thể tra được từ bảng hoặc đồ thị đường cong hoành giao trong hồ sơ tàu với đối số là lượng giãn nước và góc nghiêng tương ứng. Còn giá trị KG0 có thể dễ dàng xác định từ sơ đồ xếp hàng. Tuy nhiên, khi tàu bị tai nạn, việc xác định giá trị G0Z có những điểm khác. Giá trị cánh tay đòn ổn định tĩnh G0Z trong trường hợp này cần được hiệu chỉnh: - Ảnh hưởng của mô men mặt thoáng chất lỏng trong khoang bị thủng ngoài mô men mặt thoáng của toàn tàu; - Ảnh hưởng của mô men gây nghiêng do nước tràn vào trong khoang gây ra; - Ảnh hưởng của mô men nội bộ tự do trong khoang bị hư hỏng. Ảnh hưởng của mô men nghiêng do nước tràn vào trong khoang bị thủng gây ra Khi tàu ở trạng thái nguyên vẹn, tàu có cánh tay đòn ổn định tĩnh là GZ. Tuy nhiên, khi tàu bị tai nạn dẫn tới bị thủng một khoang hoặc nhiều khoang ở một bên mạn như trong hình 2, nước tràn vào trong khoang bị thủng làm cho trọng tâm tàu từ vị trí G dịch chuyển đến điểm G’ về phía khoang bị thủng. Khi đó, cánh tay đòn ổn định tĩnh của tàu không phải là GZ nữa mà là G’Z’. Như vậy, cánh tay đòn ổn định tĩnh GZ ban đầu của tàu đã bị suy giảm một lượng GS. Giá trị suy giảm cánh tay đòn GS này có thể được xác định bằng công thức: GS = GG’ x Cos (11) Trong đó: θ là góc nghiêng của tàu; GG’ là đoạn dịch chuyển trọng tâm tàu do nước tràn vào khoang bị thủng [2],[4],[5]: 𝐺𝐺′ = 𝑤×𝑑 𝐷 (12) Trong đó: D là lượng giãn nước của tàu sau khi nước vào tàu; w là khối lượng nước tràn vào trong khoang bị thủng; d là khoảng cách từ trọng tâm của khối nước tràn vào trong khoang bị thủng đến tâm mặt phẳng đường nước. Như vậy, cánh tay đòn ổn định tĩnh suy giảm một lượng: 𝐺𝑆 = 𝑤×𝑑 𝐷 𝑐𝑜𝑠 (13) Ảnh hưởng của mô men nội bộ tự do trong khoang bị hư hỏng Trong trường hợp tàu nguyên vẹn, giá trị chiều cao trọng tâm tàu KG0 trong công thức (10) cần phải hiệu chỉnh ảnh hưởng của mô men mặt thoáng chất lỏng. Tuy nhiên, khi tàu bị hư hỏng, ngoài mô men mặt thoáng chất lỏng này, chiều cao trọng tâm tàu còn phải hiệu chỉnh ảnh hưởng của mô men nội bộ tự do trong khoang bị hư hỏng. Lượng hiệu chỉnh mô men nội bộ tự do trong khoang bị hư hỏng dựa trên định luật Steiner và được xác định bằng công thức [6]: GG0 ′ = a×Y2× D (14) THE INTERNATIONAL CONFERENCE ON MARINE SCIENCE AND TECHNOLOGY 2016 HỘI NGHỊ QUỐC TẾ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ HÀNG HẢI 2016 32 Trong đó: a là diện tích của bề mặt mặt thoáng của khối nước tràn vào trong khoang bị thủng; Y là khoảng cách từ tâm diện tích của bề mặt mặt thoáng của khối nước tràn vào trong khoang bị thủng đến mặt phẳng trục dọc của tàu;  là tỉ trọng của nước tràn vào trong khoang bị thủng; D là lượng giãn nước của tàu. Tuy nhiên, ảnh hưởng của mô men nội bộ tự do trong khoang bị hư hỏng sẽ mất đi nếu như tàu bị thủng hai khoang đối xứng với nhau qua mặt phẳng trục dọc tàu. Hình 2. Ảnh hưởng của mô men nghiêng đến cánh tay đòn ổn định Hình 3. Mô men nội bộ tự do trong khoang bị hư hỏng Như vậy, trong trường hợp tàu bị tai nạn, giá trị cánh tay đòn ổn định tĩnh của tàu sẽ được xác định bằng công thức: 𝐺0𝑍 = 𝐾𝑁 − 𝐾𝐺0 × 𝑆𝑖𝑛 − 𝑤×𝑑 𝐷 𝑐𝑜𝑠 (15) Trong đó: KN là giá trị được tra từ bảng hoặc đồ thị đường cong hoành giao trong hồ sơ tàu với đối số là lượng giãn nước sau khi tàu bị tai nạn và góc nghiêng tương ứng; KG0 là chiều cao trọng tâm tàu đã hiệu chỉnh ảnh hưởng của mô men mặt thoáng chất lỏng và mô men nội bộ tự do trong khoang bị hư hỏng; w là khối lượng nước tràn vào trong khoang bị hư hỏng; d là khoảng cách từ trọng tâm của khối nước tràn vào trong khoang bị thủng đến tâm mặt phẳng đường nước; D là lượng giãn nước của tàu sau khi bị hư hỏng. Đường cong cánh tay đòn ổn định tĩnh trong trường hợp tàu bị tai nạn có dạng cơ bản như hình 4. Ta thấy rõ ràng khi tàu bị tai nạn, cánh tay đòn ổn định của tàu đã giảm đi một lượng đáng kể, ảnh hưởng nghiêm trọng đến ổn định của tàu. Việc đánh giá đường cong GZdamage phải tuân theo tiêu chuẩn đánh giá ổn định tai nạn qui định trong Công ước quốc tế về An toàn sinh mạng trên biển SOLAS 74 sửa đổi 2009. -2.00 0.00 2.00 4.00 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 G o Z  GoZ Curver G0ZIntact G0ZDamage Hình 4. Đường cong cánh tay đòn ổn định tĩnh trong trường hợp nguyên vẹn và trong trường hợp tai nạn THE INTERNATIONAL CONFERENCE ON MARINE SCIENCE AND TECHNOLOGY 2016 HỘI NGHỊ QUỐC TẾ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ HÀNG HẢI 2016 33 2.3. Đánh giá ổn định tai nạn cho tàu hàng khô [1] Để đánh giá ổn định của tàu hàng khô trong trường hợp tàu bị tai nạn, Sỹ quan hàng hải cần thực hiện theo những bước sau: Bước 1: Tính toán giá trị G0M, góc nghiêng ngang. Bước 2: Tính toán giá trị KG0 và w và lập bảng tính G0Z như bảng 1. Bước 3: Tính toán các giá trị được nêu trong bảng 2, so sánh với các giá trị trong quy định của SOLAS 74, chương II-1 để đánh giá ổn định tai nạn của tàu. 3. Chương trình cung cấp thông tin ổn định tai nạn của tàu hàng khô 3.1. Các bước xây dựng chương trình Để xây dựng một chương trình cung cấp thông tin ổn định tai nạn của tàu hàng khô, cần thực hiện theo trình tự như sau: Bước 1: Thu thập tài liệu làm cơ sở dữ liệu cho chương trình cung cấp thông tin ổn định tai nạn của tàu hàng khô. Chương trình cung cấp thông tin ổn định tai nạn cho tàu hàng khô cần sử dụng một số bảng biểu làm cơ sở dữ liệu như: bảng thủy tiñh, bảng đường cong hoành giao, bảng dung tích hầm hàng, dung tích két, thông số hầm hàng, thông số két, bảng góc ngập nước của tàu. Bước 2: Tính toán lượng giãn nước, tọa độ trọng tâm tàu và chiều cao trọng tâm tàu KG0 [2]. Bước 3: Tính toán và đánh giá ổn đinh tai nạn cho tàu hàng khô theo trình tự như trong bảng 3, bảng 1 và bảng 2. Bảng 3. Các bước tính toán ổn định tai nạn [1] STT Danh mục Ký hiệu Phương pháp tính Kết quả 1 Lượng giãn nước ban đầu D Bước 1 2 Mớn nước trung bình d 3 Thể tích nước tràn vào trong két V Đo chất lỏng trong két, sau đó tra bảng/đồ thị thông số két để tìm thể tích của khối chất lỏng trong két. Nếu két bị thủng nằm dưới đường nước: V =  x Vmax 4 Khối lượng chất lỏng trong két w w=  x V  Sin  Cos θ KN KG0. Sin G0Z 0 0.174 10 0.259 15 0.342 20 0.423 25 0.500 .... 90 0.643 SOLAS 74, CHAPTER II-1 ANGLE OF HEEL DEG ≤ 20 G0M M ≥ 0.05 θf DEG ≥ 20 AREA IN RANGE OF 200 FROM EQUILIBRIUM ANGLE M-RAD ≥ 0.0175 G0ZMAX WITHIN THE ABOVE RANGE M ≥ 0.1 JUDGEMENT ( Y Or N) Bảng 2. Đánh giá ổn định tai nạn Bảng 1. Tính toán giá trị cánh tay đòn ổn định tĩnh trong trường hợp tàu bị tai nạn THE INTERNATIONAL CONFERENCE ON MARINE SCIENCE AND TECHNOLOGY 2016 HỘI NGHỊ QUỐC TẾ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ HÀNG HẢI 2016 34 5 Hoành độ trọng tâm của khối chất lỏng tràn vào trong két Mid.GK Tra bảng/đồ thị thông số két trong hồ sơ tàu 6 Cao độ trọng tâm của khối chất lỏng tràn vào trong két KGK 7 Tung độ trọng tâm của khối chất lỏng tràn vào trong két YGK 8 Diện tích bề mặt chất lỏng tràn vào trong két a Tra trong hồ sơ tàu phần sơ đồ, kích thước bố trí két khi biết vị trí két bị thủng 9 Hoành độ trọng tâm của bề mặt chất lỏng trong két Xg 10 Tung độ trọng tâm của bề mặt chất lỏng trong két Yg Tra trong hồ sơ tàu phần sơ đồ, kích thước bố trí két khi biết vị trí két bị thủng 11 Chiều cao trọng tâm tàu đã hiệu chỉnh mô men mặt thoáng chất lỏng trước khi bị tai nạn KG0 Bước 1 12 Chiều cao thế vững ban đầu của tàu G0M Bước 1 13 Diện tích mặt phẳng đường nước trước khi tàu bị tai nạn AW Trong hồ sơ tàu đối số là mớn nước và chiều chúi của tàu 14 Hoành độ tâm mặt phẳng đường nước nước F Mid.F Tra bảng thủy tĩnh đối số là lượng giãn nước của tàu 15 Tỉ trọng của vùng nước nới tàu bị tai nạn  Đo tỉ trọng nước 16 Sự tăng của mớn nước tàu ∆d =(3)/((14)-(8)) 17 Sự dịch chuyển của tâm F theo chiều dọc tàu x =(8)x((9)-(15))/((14)-(8)) 18 Sự dịch chuyển của tâm F theo chiều ngang tàu y =(8)x(10)/((14)-(8)) 19 Sự thay đổi chiều cao thế vững theo phương pháp tổn thất sức nổi ∆GM =(4)x((2)+(17)/2-(6))/ (1) - ((8)x(10)2+((14)- (8))x(19)2)x(16)/(1) 20 Chiều cao thế vững mới của tàu theo phương pháp tổn thất sức nổi G0M =(12)+(20) 21 Góc nghiêng ngang của tàu sau khi bị tai nạn  =(4)x((7)+(19))/((1)x(21) 22 Mô men quán tính của chất lỏng trong két bị thủng Ix Tra trong bảng thông số két với đối số là thể tích chất lỏng tràn vào trong két 23 Ảnh hưởng của mô men mặt thoáng chất lỏng trong két bị thủng GG0 =(23)x(16)/((1)+(4)) 24 Ảnh hưởng của mô men nội bộ tự do trong két bị thủng GG1 =(8)x(10)2x(16)/((1)+(4)) 25 Sự dịch chuyển chiều cao trọng tâm do khối nước tràn vào tàu GG2 =(4)x((11)-(6))/((1)+(4)) 26 Chiều cao trọng tâm tàu sau khi đã hiệu chỉnh KG0 =(11)+(24)+(25)-(26) 27 Lượng hiệu chỉnh mô men gây nghiêng tàu =(4)x((7)+(9))/((1)+(4)) THE INTERNATIONAL CONFERENCE ON MARINE SCIENCE AND TECHNOLOGY 2016 HỘI NGHỊ QUỐC TẾ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ HÀNG HẢI 2016 35 3.2. Thiết kế chương trình Trên cơ sở phương pháp tính toán, đánh giá ổn định tai nạn cho tàu hàng khô, thiết lập các bước xây dựng chương trình và thu thập các số liệu từ tàu hàng “SUNRISE STAR” [5], chương trình cung cấp thông tin ổn định tai nạn cho tàu hàng “SUNRISE STAR” đã được thiết kế bằng bảng tính EXCEL. Chương trình này cho phép áp dụng trên tàu “SUNRISE STAR” để hỗ trợ cho thuyền trưởng và Sỹ quan đánh giá ổn định tai nạn cho tàu một cách nhanh chóng, trực quan và đúng quy định của Công ước SOLAS. 3.2.1.Giao diện chính của chương trình [1] Hình 5. Giao diện chính của chương trình Khi khởi động chương trình, giao diện chính của chương trình (hình 5) sẽ hiện lên. Đây là giao diện tổng quát của chương trình chứa các nút lệnh để chuyển sang các giao diện nhập dữ liệu cũng như hiển thị kết quả của chương trình. 3.3.2. Các giao diện nhập dữ liệu [1] Khi sử dụng chương trình, người dùng cần nhập dữ liệu ở các giao diện như sau: Giao diện nhập dữ liệu về hàng hóa trên tàu. Trong giao diện này, người sử dụng điền khối lượng hàng cũng như hệ số chất xếp của loại hàng đó ở cột “Metric Ton” và cột “SF”của từng hầm hàng (hình 6); Ngoài ra còn có các giao diện nhập dữ liệu về ballast trên tàu, giao diện nhập dữ liệu về nhiên liệu và nước ngọt trên tàu. Để thuận tiện cho người sử dụng kiểm soát lượng hàng, ballast, nhiên liệu, nước ngọt cũng như mớn nước, chiều chúi của tàu, trên các giao diện nhập dữ liệu kể trên có cung cấp thêm giao diện cung cấp thông tin về khối lượng của từng thành phần kể trên cũng như mớn nước của tàu ứng với lượng khối lượng mà người sử dụng nhập vào. Hình 6. Giao diện nhập dữ liệu về hàng hóa THE INTERNATIONAL CONFERENCE ON MARINE SCIENCE AND TECHNOLOGY 2016 HỘI NGHỊ QUỐC TẾ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ HÀNG HẢI 2016 36 3.2.3. Giao diện nhập tình trạng hư hỏng của tàu khi gặp tai nạn [1] Trong giao diện này, người sử dụng lựa chọn tên két bị thủng cũng như tình trạng của hàng hóa trong từng hầm hàng sau khi tàu bị tai nạn (hình 7). Chương trình có thể tính toán và cung cấp thông tin ổn định tai nạn cho tàu với giả thuyết tàu có thể thủng đến 3 két ballast. Ngoài ra, chương trình cũng cho phép người sử dụng có thể dễ dàng nhập tình trạng của hàng hóa trong từng hầm hàng. Nếu hàng vẫn trong tình trạng bình thường, người sử dụng nhập số 1 vào hầm hàng đó, nhập số 2 nếu hàng trong hầm hàng bị xô dịch và nhập số 3 nếu hàng đó bị hóa lỏng. Hình 7. Giao diện lựa chọn tình trạng hư hỏng của tàu sau khi bị tai nạn Sau khi nhập xong dữ liệu đầu vào, người sử dụng ấn nút lệnh “CLOSE” trên các giao diện để trở về giao diện chính của chương trình hoặc nếu người dùng muốn kiểm tra các thông tin về ổn định tĩnh hoặc ổn định tai nạn ngay thì chỉ cần ấn nút lệnh “INTACT STABILITY” và “DAMAGE STABILITY” tương ứng. 3.2.4. Giao diện hiển thị kết quả [1] Sau khi hoàn thành nhập dữ liệu đầu vào, người sử dùng có thể chuyển đến giao diện hiển thị kết quả bằng cách nhấn vào nút lệnh “INTACT STABILITY” hoặc “DAMAGE STABILITY” trên giao diện chính hoặc trên các giao diện nhập dữ liệu đầu vào để chuyển sang giao diện cung cấp các thông tin về ổn định nguyên vẹn (hình 8) hoặc thông tin về ổn định tai nạn (hình 9). Hình 8. Giao diện cung cấp thông tin ổn định nguyên vẹn THE INTERNATIONAL CONFERENCE ON MARINE SCIENCE AND TECHNOLOGY 2016 HỘI NGHỊ QUỐC TẾ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ HÀNG HẢI 2016 37 Hìn h 9. Giao diện cun g cấp thông tin ổn định tai nạn Sau khi kiểm tra các thông tin ổn định trên hai giao diện kết quả của chương trình, người sử dụng có thể thấy được sự suy giảm đáng kế tính ổn định của con tàu khi bị tai nạn. Nếu bất kì số liệu nào không thỏa mãn tiêu chuẩn ổn định nguyên vẹn theo IS Code 2008 đối với giao diện cung cấp thông tin ổn định nguyên vẹn và quy định của SOLAS 74 chương II-1 đối với giao diện cung cấp thông tin ổn định tai nạn thì số liệu đó sẽ chuyển sang chữ màu đỏ và ô chứa số liệu đó sẽ chuyển sang màu hồng giúp người sử dụng đánh giá một cách dễ dàng tính ổn định của tàu mình trong trường hợp bị tai nạn. 4. Kết luận Chương trình cung cấp thông tin ổn định tai nạn của tàu hàng khô cho Sỹ quan hàng hải và được thiết lập và được minh họa bằng một chương trình cụ thể chạy trên bảng tính EXCEL tiện dụng. Chương trình là công cụ trợ giúp hiệu quả thuyền trưởng và Sỹ quan hàng hải xác định các thông tin ổn định tai nạn để đánh giá kịp thời, chính xác trạng thái ổn định của tàu hàng khô trong trường hợp tàu bị tai nạn, từ đó đưa ra quyết định đúng đắn đảm bảo an toàn cho tàu. Ngoài ra chương trình có thể được sử dụng trong công tác giảng daỵ, hoc̣ tâp̣ đối với giảng viên cũng như sinh viên chuyên Ngành Điều khiển tàu biển. Tài liệu tham khảo [1]. ThS.Bùi Văn Hưng (2015). Nghiên cứu ổn định tai nạn cho tàu hàng khô phục vụ dẫn tàu an toàn, Trường Đại học Hàng hải Việt Nam. Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật. [2]. A.B.Brian, Ship hydrostatics and stability. Butterword - Heinemann. [3]. Allianz (2015). Safety and shipping Review 2015. [4]. Bryan Barrass and D.r. Derrett (2006). Ship stability for Master and Mate. [5]. K.J.Rawson and E.C. Tupper. Basic Ship Theory, Butterword - Heinemann. [6]. Seagull, Computer based training (cbt) library.