Đề tài Xu hướng tăng tốc độ tàu

PHỤ LỤC Lời nói đầu I.Sơ lược về Lịch sử phát triển tàu thủy II.Động lực tàu thủy III.Tốc độ của tàu hiện nay IV. Xu thế tăng tốc độ trong tương lai LỜI MỞ ĐẦU Với sự phát triển không ngừng của ngành kih té vận tải sông,biển,thì việc nghiên cứu và cải tiến tốc độ tàu đóng 1 vai trò hết sức quan trọng.Bỡi lẽ chúng có liên quan trực tiếp tới các chỉ tiêu kinh tế và khai thác của mỗi con tàu cụ thể . Sự phát triễn của công nghệ đóng mới tàu ,nhất là trong thiết bị đẩy vào những năm gần đây đã làm cải thiện đáng kể tốc độ tàu . trong thực tế để giải được bài toán giảm sức cản đối với tàu và tăng sức mạnh động cơ tàu đến mức tối đa là cả 1 quá trình nghiên cứu ,thử nghiệm đầy gian khổ. Khi tốc độ tàu được cải thiện sẽ giúp cho quá trình vận chuyển hàng hóa diễn ra nhanh hơn,phân phối hàng hóa đến ta người tiêu dùng nhanh hơn,tăng tính cạnh tranh. Với công ty vận tải biển,công ty nào có đội tàu nhanh,thời gian vận chuyển trên cùng 1 quang đương mà ngắn nhất thì sẽ chiếm được lợi thế trong cuộc cạnh tranh trên thị trường. Vì thế xu hướng tăng tốc độ tàu hiện nay là rất quan trọng I.Sơ lược về Lịch sử phát triển tàu thủy Từ cuối thế kỷ 18 trở về trước, các thuyền buồm đều vận chuyển nhờ gió biển trong khi gió lại thổi thất thường hay là dùng sức người chèo nhưng như vậy thì tốc độ rất chậm va hiệu quả kinh tế không cao.vì thế Người ta đã nghĩ tới việc dùng một nguồn năng lực nào không thay đổi và đủ mạnh để thay thế gió,sức người. Máy hơi nước của Denis Papin (Ảnh: library) Cuộc Cách Mạng Kỹ Nghệ vào đầu thế kỷ 18 đã mang lại cho ngành Hàng Hải một sản phẩm chế tạo do các nhà phát minh và kỹ thuật, đó là máy hơi nước, một dụng cụ sinh ra động lực. Máy hơi nước đã được áp dụng vào thuật Hàng Hải và tầu thủy ra đời. 1. Các nhà phát minh đầu tiên. Vào khoảng năm 1700, Newcomen đã chế ra chiếc máy "không khí" nhưng loại máy này còn quá yếu và nặng nề, không thể áp dụng cho tầu thủy. Cũng vào thời kỳ này, Denis Papin đã tìm cách áp dụng phát minh về máy hơi nước của ông ta vào tầu thủy nhưng chiếc tầu làm mẫu của Papin bị các thủy thủ ganh tị phá vỡ vào năm 1707 và Denis Papin từ bỏ việc chế tạo. Chiếc máy hơi nước thực sự được James Watt chế ra vào khoảng năm 1770 và tại nước Pháp, nhiều người đã tìm cách áp dụng máy hơi nước vào việc chuyển vận trên mặt nước. Các Bá Tước Auxiron và Follenay đã làm các tầu thủy nhưng các con tầu này đều bị chìm trên giòng sông Seine, có thể do sự phá hoại của các thủy thủ thời đó, vì họ sợ bị thất nghiệp. Tới năm 1783, Bá Tước Jouffroy d'Abbans đã thành công trong việc đóng chiếc tầu thủy Pyroscaphe và cho tầu này chạy trên sông Saone trong James Watt (Ảnh: greatscotland) 15 phút trước sự chứng kiến của hàng ngàn người quan sát. Bá Tước d'Abbans đã xin trợ giúp của chính phủ nhưng dự án bị Hàn Lâm Viện Pháp bác bỏ vì Viện đang tài trợ các thí nghiệm về khinh khí cầu của Montgolfier. Vì thế công trình nghiên cứu tầu thủy của Bá Tước d'Abbans phải bỏ dở. Cuộc nghiên cứu về cách chế tạo tầu thủy bị lãng quên tại nước Pháp thì tại Hoa Kỳ, phần lớn các nhà tiên phong về tầu thủy bắt đầu hoạt động vì quốc gia này gồm rất nhiều sông rộng, lại không có đường lộ và đường sắt. Máy hơi nước vào cuối thế kỷ 18 còn cồng kềnh và chưa hoàn hảo. Chưa ai có kiến thức gì về việc áp dụng động lực vào cách chuyển vận trên mặt nước. Các nhà phát minh chỉ hiểu biết về cách dùng buồm và lái. Hai người Mỹ đầu tiên được gán cho danh dự đã chế tạo các tầu thủy đầu tiên là James Rumsey và John Fitch. J. Rumsey đã cố gắng lắp một động cơ dùng hơi nước vào một chiếc thuyền vào năm 1786 nhưng chẳng may, Rumsey đã chọn phải một động cơ không thích hợp. Động cơ này hút nước ở trước tầu và nhả ra sau tầu. Sau nhiều lần thử thất bại, Rumsey sang nước Anh và tại nơi này, ông ta chế tạo một tầu thủy khác. Rumsey qua đời bất ngờ khiến cho công cuộc thí nghiệm bị chấm dứt dù cho về sau, trong chuyến chạy thử trên giòng sông Thames, chiếc tầu thủy của ông Rumsey đã chạy được với vận tốc 4 hải lý một giờ. John Fitch (Ảnh: pbs) Sau Rumsey, John Fitch mới đúng là nhà chế tạo tầu thủy đầu tiên. Chính vì cần tới các miền đất Viễn Tây mà Fitch tới Pennsylvania để học hỏi về máy hơi nước. Vào năm 1785, Fitch bắt đầu đóng một kiểu tầu thủy có guồng (paddle wheel) tại bên sườn tầu. Hai năm sau, nhà phát minh này lắp động cơ vào một chiếc thuyền dài 14 mét. Không biết vì sao, Fitch đã đổi ý và lại cho lắp các mái chèo thẳng đứng. Động cơ truyền sức mạnh vào hai bộ máy chèo, mỗi bộ gồm 6 chiếc, tại mỗi cạnh thuyền. Các mái chèo này lần lượt nhấc lên rồi cắm xuống, đẩy nước về phía sau. Mặc dù phương pháp này rất vụng về, lần thử trên sông vẫn mang lại thành công. Vào một buổi chiều tháng 8 năm 1787, con tầu đã vượt được khoảng cách 40 dậm với vận tốc 4 dậm một giờ. Fitch như vậy đã chiếm được địa vị độc tôn về đóng tầu thủy chạy trong các tiểu bang New Jersey, New York, Pennsylvania, Delaware và Virginia. Vì tin tưởng thành công nên Fitch trù tính đóng một chiếc tầu thủy lớn hơn, dài 18 mét và cũng chạy bằng hơi nước. Vào năm 1788, con tầu này được hạ thủy và cũng thành công trong việc chở 30 hành khách chạy trên hải trình từ Philadelphia tới Burlington. Trong khoảng thời gian này, tiền vốn của Fitch cạn dần trong khi dân chúng lại không quan tâm đến phát minh đó. Fitch cố gắng chế tạo con tầu thứ ba vào năm 1790. Chiếc tầu thủy này có nồi súp de tốt hơn và bộ máy đơn giản hơn, tầu đã di chuyển trên giòng sông Delaware và được các báo chí tại Philadelphia ca tụng. Mặc dù cách đẩy nước vụng về, con tầu này của Fitch đã thành công về cơ khí và đã di chuyển được hơn 2,000 dậm, chở cả hành khách lẫn hàng hóa. Con tàu dùng mái chèo thẳng đứng của Fitch (Ảnh: uh.edu) Khi sắc luật về bằng sáng chế được chấp thuận vào năm 1791, Fitch được cấp bằng phát minh về tầu thủy nhưng cũng loại bằng cấp này được cấp cho Rumsey và Stevens trong khi đó Fitch đứng đầu về tài năng. Mặc dù bất mãn và bị túng thiếu, Fitch vẫn tiếp tục nuôi dưỡng giấc mơ về tầu thủy. Tưởng rằng có thể thành công hơn tại nước Pháp, Fitch xuống tầu sang Pháp vào năm 1793. Tại nước Pháp và để chắc chắn, Fitch lại xin bằng phát minh về tầu thủy nhưng rồi vẫn gặp vận sui. Cuộc Cách Mạng Pháp đã cản trở các cuộc thí nghiệm của Fitch. Dù sao, Fitch cũng ảnh hưởng tới sự phát triển về tầu thủy của xứ sở này. Fitch đã để lại các họa đồ vẽ tầu thủy cho viên Lãnh Sự Mỹ tại Paris rồi ông này đã cho một kỹ sư trẻ tuổi kiêm họa sĩ xem. Viên kỹ sư này tên là Robert Fulton. Trong lúc đó, Fitch trở lại Hoa Kỳ với sức khỏe mong manh. Nhà phát minh này đã cố gắng làm cho dân chúng quan tâm về sự chuyển vận của tầu thủy bằng cuộc triển lãm một con tầu nhỏ dùng động cơ hơi nước, nhưng dân chúng vẫn lãnh đạm. Fitch lui về Kentucky, trở nên mất trí rồi qua năm 1798, qua đời vì dùng quá liều thuốc phiện. Tàu thủy chạy bằng hơi nước đầu tiên của Fitch (Ảnh: history) 2. Hai nhà phát minh Stevens và Fulton. Trong khi các tầu thủy của Fitch xuôi ngược trên giòng sông Delaware, một người đã trông thấy tầu chạy và đã nhìn thấy khả năng vô biên của tầu thủy, người đó là Đại Tá John Stevens. Đầu tiên, do cần có một phương tiện khứ hồi từ nhà tại New York City tới miền đất sở hữu tại Hoboken mà Stevens quyết định đóng lấy một chiếc tầu thủy. Stevens còn nhận ra vài chỗ nhầm lẫn trong phát minh của Fitch, hơn nữa nhờ giàu có, Stevens dễ thực hiện những cải cách cần thiết. John Stevens (Ảnh: wikipedia) Stevens thuyết phục được người anh rể tên là Robert Livingston cùng bỏ tiền ra đặt một động cơ hơi nước tại xưởng đúc New Jersey rồi lắp động cơ này vào một con thuyền dài 60 feet (gần 20 mét). Lần thử vào năm 1798 gặp thất bại vì tầu đã dùng phương pháp đẩy giống như phương cách của Rumsey. Lần thử thứ hai cũng không thành công dù cho nhà phát minh dùng các mái chèo thẳng đứng đặt tại đuôi tầu, giống như cách thức của Fitch. Rồi bộ máy quá nặng nề đã làm bể vỡ con thuyền mong manh. Không lâu sau đó, Livingston lãnh nhiệm vụ làm Đại Sứ Hoa Kỳ tại nước Pháp còn Stevens tiếp tục thí nghiệm và trở nên viên kỹ sư máy hơi nước tài giỏi nhất Hoa Kỳ vào đầu thế kỷ 19. Năm 1802, Stevens lắp vào chiếc thuyền dài 8 mét một máy hơi nước nhỏ liên hợp với một chân vịt có 4 cánh. Nhà phát minh đã dùng con tầu này để đi nhiều lần từ New York tới Hoboken. Vài năm sau, Stevens hoàn thành một con tầu thứ hai có hai chân vịt chuyển vận nhờ một động cơ áp suất cao do chính ông ta vẽ kiểu. Và danh vọng tột đỉnh tới với Stevens khi ông ta đóng xong con tầu Phoenix trong 2 năm. Con tầu này dài 31 mét, có động cơ đồ sộ. Stevens trở lại cách đẩy tầu kiểu cũ, tức là dùng các bánh xe guồng (paddle wheels) và làm cho chắc chắn, ông ta lại thêm hai chiếc cột để khi cần tới, có thể kéo buồm lên. Vì danh tiếng của Fitch, Stevens không dám cho tầu chạy trong tiểu bang New York nên đành phải cho tầu ra khơi. Chiếc Phoenix đã chạy được từ New York tới Philadelphia bình yên. Như vậy Stevens đoạt danh dự là người đầu tiên hoàn thành một cuộc du lịch bằng tầu thủy ra ngoài biển khơi. Nhưng thành tích này không được nhiều người khác quan tâm vì vào thời bấy giờ, dân chúng Hoa Kỳ đang mải chú ý tới các cuộc chạy thử tầu thủy của Robert Fulton trên giòng sông Hudson. Trong những năm tiếp theo, Stevens chuyên về chế tạo các phà chạy bằng máy hơi nước và cũng quan tâm cả về ngành hỏa xa. Robert Fulton là một họa sĩ, sống vào thời kỳ đầu của máy hơi nước, vì thế Fulton đã từ bỏ nghệ thuật để trở nên một kỹ sư đào kênh. Nhờ trông coi việc đào kênh mà Fulton có ý tưởng về các tầu bè và cách chuyển vận dùng hơi nước. Fulton đã nhìn thấy con tầu chạy bằng bánh xe guồng do Symington chế tạo vào năm 1801 dùng để kéo các thuyền bè trên sông. Trong khi đó, Fulton cũng quan tâm tới họa đồ của chiếc tầu ngầm nguyên tử Nautilus. Nhưng sau khi thất bại vì không được chính quyền chú ý và giúp đỡ, Fulton mới quay về việc chế tạo tầu thủy. Chính trong lúc quyết định này, Fulton gặp Livingston, tân Lãnh Sự Hoa Kỳ tại nước Pháp mà cũng là người vừa rút tỉa được các kinh nghiệm về tầu thủy với Stevens. Fulton cũng được xem họa đồ về chiếc tầu của Fitch khi đó đang ở trong tay viên Lãnh Sự Hoa Kỳ này. Do đó sự cộng tác của hai người dễ mang lại kết quả hơn. Khởi đầu Fulton thử nghiệm các phương pháp đẩy và xem xét các kiểu vỏ tầu. Fulton coi tầu và máy là một đơn vị chứ không phải là hai thứ riêng rẽ. Vào năm 1803, Fulton hoàn thành con tầu dài 23 mét, rộng 2.4 mét. Con tầu bỏ neo trên giòng sông Seine nhưng rồi bị vỡ đôi trước khi thử. Bộ máy tầu được cứu thoát để rồi được đặt vào một vỏ tầu mới cứng cáp hơn. Cùng trong năm này, con tầu mới được hạ thủy. Lần thử thứ nhất thành công, tầu đã di chuyển một cách kỳ dị trên mặt nước nhờ hai bánh xe guồng đạp nước. Tuy nhiên dân chúng chứng kiến cuộc thử vẫn coi đây là một sản phẩm mới, hơn là một bước tiến nhiều triển vọng lớn lao. Sự thành công này khiến cho Fulton nổi danh nhất về tầu thủy trong 4 năm liên tiếp. Đồng thời Fulton sang nước Anh để gặp Boulton và Watt với ý định hỏi mua động cơ hơi nước mang về Hoa Kỳ. Vào thời kỳ này tại nước Anh có luật cấm xuất cảng loại động cơ đó, nên Fulton đã gặp khó khăn nhưng đã học được nhiều hiểu biết về máy hơi nước. Sơ đồ tầu của Fulton (Ảnh: submarine) Năm 1806, Fulton trở về Hoa Kỳ với kiến thức rộng rãi về kênh đào, tầu ngầm và tầu thủy. Fulton bắt tay vào việc vẽ vỏ tầu. Vào năm sau con tầu mới được lắp động cơ do Watt chế tạo. Con tầu này trông rất xấu xí, được đặt tên là Clermont theo tên miền ruộng đất của Livingston tại Hudson. Tầu Clermont thực ra là một sà lan phẳng đáy, thiếu tỉ lệ về chiều dài, bộ máy tầu được đặt phía trước và làm chuyển động hai bánh xe guồng không che phủ gồm những guồng dài 15 feet. Khi tầu chạy, nước văng ướt khắp phần giữa tầu. Ngày 17/8/1807, 40 hành khách đã dự một cuộc du ngoạn khứ hồi từ New York tới Albany mà không gặp một tai nạn nào. Tầu chạy được 150 dậm trong 32 giờ, như vậy tốc dộ ngược giòng của tầu là 5 dậm một giờ. Cuộc chạy thử này đã là một điểm son trong lịch sử hàng hải và cũng chứng minh cách vận chuyển thành công dùng máy hơi nước. Nhưng hơn hẳn nhiều nhà phát minh khác, Fulton đã cải cách tầu thủy thành một loại tầu đẹp mắt và theo đòi hỏi của dân chúng. Trong các lần thử sau, Fulton đã cho bao phủ các guồng nước và lập ra các phòng hành khách có giường ngủ và dụng cụ nấu bếp. Vì thế Công Ty Tầu Thủy Trên Sông Hudson (the Hudson River Steamboat Company) thành hình. Vào tháng 9 năm 1807, bắt đầu có các chuyến tầu theo thời biểu và giá vé từ New York tới Albany là 7 mỹ kim. Trong các năm sau, hai con tầu thủy nữa được đóng để cung cấp các chuyến đi hàng ngày giữa hai địa điểm này. Trong cuộc chiến tranh 1812, Fulton được giao cho công việc đóng chiếc tầu chiến đầu tiên. Thực ra đây là một con tầu với hai vỏ tầu đặt cạnh nhau và bánh xe guồng được đặt ở giữa, cạnh tầu được lắp các tấm thép. Về sau con tầu chiến này vẫn còn dở dang mặc dù chiến tranh đã chấm dứt và Fulton đã qua đời vào năm 1815. 3. Tầu thủy dùng chân vịt. Trong khi tại Hoa Kỳ các nhà tiên phong đang thử nghiệm về tầu thủy thì tại các nước khác, những tiến bộ cũng được thực hiện. Vào năm 1812, người Anh đã khánh thành việc chuyên chở bằng tầu thủy giữa Glasgow và Helensburgh, rồi hai năm sau nữa, 2 con tầu thủy bắt đầu xuôi ngược trên giòng sông Thames. Nhờ Stevens và Fulton chứng tỏ khả năng của tầu thủy nên những nhà phát minh bắt đầu tìm cách cải tiến về động cơ cũng như kiểu đóng tầu. Lúc đầu, những nhà kỹ thuật này bị ảnh hưởng bởi họa đồ và dụng cụ của các thuyền buồm vì thế vào lúc ban đầu, các tầu thủy đều có cột buồm và cánh buồm trong khi động cơ lại được coi là bộ phận phụ thuộc. Guồng đạp nước vẫn còn được sử dụng, sự chứng minh của Stevens về chân vịt đã bị người đời quên lãng. Dần dần các cải cách cũng xuất hiện, vỏ tầu bằng gỗ được thay thế bằng sắt, sau lại bằng thép. Các động cơ càng ngày càng mạnh hơn và có hiệu lực hơn, các guồng nước được thay thế bằng chân vịt. Trong khi các cải tiến này đang được thực hiện thì tầu thủy cũng tăng dần về kích thước, về khả năng chuyên chở và tầm xa vận chuyển. Tất cả những tiến bộ này đã khiến cho ngành hàng hải xuyên đại dương phát triển. Cuộc vượt biển đầu tiên bằng tầu thủy được thực hiện năm 1818 do tầu buồm Savanna chở thư từ và hàng hóa. Con tầu này đã chạy trên hải trình New York - Le Havre. Tầu Savanna được lắp động cơ và guồng đạp nước với tính cách phụ và trong 80 giờ chuyển vận, động cơ hơi nước đã được dùng để tăng thêm tốc độ cho tầu. Con tầu Royal William do Sammuel Cunard và các cộng sự viên đóng xong trong vào năm 1883 tại Quebec vượt biển Đại Tây Dương với thời gian kỷ lục 25 ngày (Ảnh: unb) Nhưng danh dự chính đáng về vượt đại dương bằng năng lực hoàn toàn của hơi nước phải được dành cho con tầu Curacao, một chiếc tầu thủy Hòa Lan khởi hành từ Rotterdam để đi tới West Indies vào năm 1827. Trong vòng 10 năm, nhiều con tầu khác đã hoàn thành nhiều cuộc vượt biển đầy nguy hiểm và càng ngày, thời gian di chuyển càng ít hơn. Đáng ghi nhớ nhất là thời gian kỷ lục 25 ngày vượt biển Đại Tây Dương của con tầu Royal William, do Sammuel Cunard và các cộng sự viên đóng xong trong vào năm 1883 tại Quebec. Những cuộc vượt biển này đã chứng tỏ rằng tầu thủy chạy trên biển thích hợp hơn chạy trên sông, và nhiều công ty được thành lập để đóng tầu dùng trong các chuyến đi thông thường. John Ericsson (Ảnh: instoneinc) Vào năm 1838, Công Ty Hàng Hải Hơi Nước Anh Mỹ (the British and American Steam Navigation) bắt đầu hoạt động với con tầu Sirius trọng tải 703 tấn. Các động cơ hoàn hảo hơn cũng xuất hiện dần, cho phép tầu đi được các chặng đường xa hơn, lại chở nhiều hơn về hành khách và hàng hóa. Thời gian vượt biển cũng được thu ngắn và kỷ lục là 15 ngày với con tầu Great Western, trọng tải 1440 tấn, do công ty Cunard Line thành lập năm 1840. Mặc dù vào thời kỳ này, vận tốc của tầu đã đạt được 9 hải lý một giờ nhờ các động cơ mạnh hơn, phần lớn các con tầu thủy vẫn dùng buồm để lợi dụng sự xuôi gió. Trong khi bánh xe guồng chứng tỏ sự thích hợp trong việc sử dụng trên sông hồ thì người ta lại thấy cách đẩy này không hiệu quả và bất tiện với loại tầu thủy đi biển. Trước đó nhiều năm, chân vịt đã được dùng tại con tầu Clermont chạy trên sông Hudson. Năm 1836, chân vịt đã được hai nhà phát minh cầu chứng tại hai nơi riêng biệt: đó là hai ông F. P. Smith người Anh và John Ericsson người Thụy Điển, quốc tịch Hoa Kỳ. Nhiều cuộc thí nghiệm với những con tầu nhỏ lắp chân vịt đã chứng tỏ rằng khi dùng chân vịt con tầu vừa có thêm sức mạnh, vừa tiết kiệm được nhiên liệu hơn dùng bánh xe guồng. Thực ra, ưu điểm về chân vịt chỉ được chứng tỏ khi có con tầu Great Britain hạ thủy tại Bristol vào năm 1844. Đây là một con tầu lớn, dài 96 mét và trọng tải 3,440 tấn. Tầu được trang bị động cơ 4 xy lanh 200 mã lực nên đã chạy với tốc độ 12 hải lý một giờ. Ngoài việc sử dụng tới chân vịt, vỏ tầu lại được đóng bằng sắt, tất cả những ưu điểm này đã khiến cho con tầu mang danh hiệu "cách mạng". Từ năm 1856, các con tầu thủy của Hoa Kỳ vẫn còn dùng bánh xe guồng. 9 năm về trước, hai con tầu Herman và Washington trọng tải 1850 tấn đã được cho chạy giữa Bremen và New York, rồi vài năm sau lại có thêm hải lộ New York - Le Havre. Các đội tầu biển bằng gỗ và dùng guồng được thành hình, lúc đầu nhận được tiền trợ cấp của chính phủ nhưng sau nhiều tai nạn, tiền trợ cấp bị khước từ. Khi các tầu thủy đóng bằng gỗ và dùng guồng biến dần trên Đại Tây Dương thì làn sóng di dân sang châu Mỹ tăng lên. Vì thế bắt đầu từ năm 1850, nhiều con tầu tân tiến được đóng cho các công ty North German Lloyd, Hamburg-American Lines, British-Inman Line và Cunard Line để chở một số đông hành khách. Những con tầu này có vỏ bằng sắt và đều dùng chân vịt. Tầu Great Eastern dài hơn 180 mét, trọng tải 18,900 tấn (Ảnh: arnygrimbear) Một biến cố lớn lao nhất trong lịch sử đóng tầu là sự chế tạo thất bại của con tầu Great Eastern. Con tầu này được đóng để giao thương với châu Úc và Viễn Đông nên được lấy mẫu căn cứ vào con tầu Great Britain. Tầu Great Eastern dài hơn 180 mét, trọng tải 18,900 tấn và để cho chắc chắn về sức đẩy, tầu dùng cả bánh xe guồng vận chuyển do một động cơ 3,400 mã lực cùng với chân vịt quay bởi một động cơ khác mạnh 4,800 mã lực. Tầu được hạ thủy vào năm 1851 nhưng bị mắc cạn ngay khi chạm nước. Công ty đóng tầu bị phá sản. Rồi con tầu này được bán đi để chạy trên Đại Tây Dương nhưng đây là điều không thích hợp khi con tầu trải dây cáp qua đại dương. Càng ngày các nhà kỹ thuật càng tìm cách cải tiến tầu thủy, làm sao tiết kiệm được nhiên liệu và tăng thêm sức mạnh. Từ năm 1854, động cơ kép được áp dụng vào tầu thủy. Chân vịt kép cũng được dùng từ năm 1862 rồi tới loại chân vịt 3 lớp và 4 lớp. Sau khi Sir Charles Algernon Parsons phát minh ra động cơ turbine, thì con tầu đầu tiên được lắp loại động cơ này là Turbinia. Con tầu này được đóng tại xưởng Clyde vào năm 1894 và đã chạy với vận tốc 34 hải lý một giờ. Năm 1905, con tầu Carmania trọng tải 19,000 tấn được lắp động cơ turbine. Sự thành công về loại động cơ này khiến cho người ta đóng tiếp hai con tầu biển nữa là Mauretania và Lusitania. Tầu Mauretania trọng tải 31,900 tấn, có động cơ turbine 68,000 mã lực và chân vịt 4 lớp, đã đạt được tới vận tốc 25 hải lý một giờ. Con tầu xuyên đại dương này đã giữ kỷ lục trong 22 năm liền. Con tầu Carmania trọng tải 19,000 tấn được lắp động cơ turbine (Ảnh: ca.geocities) Ngoài động cơ turbine, các nhà kỹ thuật còn dùng động cơ diesel vào tầu thủy. Từ năm 1903, con tầu Anh Wandal đã dùng động cơ diesel để phát điện. Lúc đầu các động cơ diesel chỉ được dùng cho loại tầu chở hàng hóa nhưng từ năm 1924, các con tầu chở khách cũng được lắp loại động cơ này. Con tầu lớn đầu tiên dùng động cơ diesel là chiếc Gripsholm đóng xong vào năm 1925. Hai năm sau, động cơ diesel lại được dùng cho con tầu Augustus trọng tải 32,000 tấn của công ty Navigazione Generale Italiana. Từ năm 1930, động cơ diesel được dùng cho hầu hết các con tầu thủy và mặc dù không còn khói như trước kia, ống khói cổ truyền trên tầu vẫn không bị bỏ hẳn vì còn được dùng vào việc làm thoát hơi vào trong không khí. II.ĐỘNG LỰC TÀU THỦY Thường là động cơ diesel. Có thể sử dụng 1 hoặc nhiều động cơ làm nguồn động lực cho 1 tàu . Đối với tàu thủy cỡ nhỏ, cỡ trung, thường sử dụng động cơ có tốc độ quay trung bình và cao. Tàu thủy cỡ lớn thường sử dụng động cơ có tốc độ quay thấp và có khả năng đảo chiều quay. Công suất động cơ trên tàu có thể đạt đến trên 50000 kW. Số lượng xilanh nhiều, có thể tới 42 xilanh . Động cơ trên tàu thường được làm mát cưỡng bức bằng nước Khoảng cách truyền momen quay từ động cơ đến chân vịt rất lớn. 1 động cơ có thể truyền momen cho 2, 3 chân vịt hoặc ngược lại 1 chân vịt có thể nhận momen từ nhiều động cơ. Khi đó cần có bộ phận phân phối khí hoặc hòa công suất cho phù hợp. Trên tàu thủy không có hệ thống phanh, mặc dù tàu thủy chuyển động vơí quán tính rất lớn. Khi cần giảm vận tốc đột ngột, ngươì ta cho chân vịt thay đổi chiều quay bằng cách đảo chiều quay của động cơ hoặc dùng hộp số có số lùi. Đối với hệ thống truyền lực có 2 chân vịt trở lên, chân vịt có thể giúp cho quay lái được mau lẹ. Một phần trục lắp chân vịt ngập trong nước, do vậy vấn đề chống ăn mòn và tránh nước lọt vào khoang tàu rất quan trọng. Hệ trục trên tàu gốm nhiều đoạn và gháp nối với nhau bằng khớp nối . Lực đẩy do chân vịt tạo ra tác động lên vỏ tàu thông qua ổ chặn. III.TỐC ĐỘ CỦA 1 SỐ TÀU BIỂN HIỆN NAY *Tàu Colombo Express của hãng Hapag-Lloyd Con tàu này dài 337 m và rộng 45,6 m được trang bị động cơ Diesel với công suất 98 500 mã lưc. và tốc độ có thể đạt đến 26 hải lý/giờ *Tàu Queen Mary II Đây là tàu khách du lịch biển lớn nhất thế giới ,queen mary II có thể đạt tới tốc độ 30 hải lý /giờ (55km/h) *Tàu Catamaran Tàu này được sử dụng trong việc đi lại giữa các đảo của Anh. Nó có thể chứa được 1500 hành khách và 375 ô tô. Có thể đạt đến tốc độ 40 hải lý/giờ. *Tàu trimaran Tàu trimaran là loại tàu có ba thân, thiết kế để chạy với tốc độ cục nhanh và ổn định. Tàu lớn nhất loại này là tàu Benchịigua Express. Tàu dài 126,7 m, rộng 30m của hãng hàng hải Tây ban nha “Fred Olsen”, chuyên chạy giữa các đảo Teneriffa, La Gomera và La Palma.Tàu có thể đạt đến tốc độ 40,5 hải lý/giờ. *Tàu cao tốc Bắc-Nam Hoa Sen: tốc độ 25 hải lý/ giờ *Chiếc tàu Granturismo trang bị động cơ V8 của xe Ferrari F430 vừa lập được hai kỷ lục thế giới về tốc độ tại hồ Como, Italy. Phiên bản tàu Granturismo có trọng lượng 1.100 kg đã đạt vận tốc trung bình 123,3 km/h còn phiên bản lớn hơn với trọng lượng 1.450kg có vận tốc trung bình 122 km/h. Hai sản phầm đặc biệt này đều sử dụng phiên bản có cải tiến của động cơ V8 4,3 lít 490 mã lực của chiếc Ferrari F430. IV. Xu thế tăng tốc độ trong tương lai Ngày nay người ta đang tìm những cách thức để tàu có thể đạt được tốc độ tối đa. Những động cơ hạt nhân nguyên tử cũng đã được đưa vào nghiên cứu và ứng dụng,nhưng vì chi phi quá đắt đỏ nên nó chỉ được áp dụng cho tàu quân sự. Hiện nay những con tàu được khai thác với tốc độ trng bình khoảng 15 hải lý/giờ đến 30 hải lý/giờ.Những con tàu trong tương lai có thể đạt vận tốc 40 hải lý/giờ đến 50 hải lý/giờ. Vấn đề đặt ra ở đây là hệ thống cảng biển để những con tàu này neo đậu cập bến phải rất kiên cố. Tuy vậy viêc tăng tốc độ tàu còn phải chú trọng đến vấn đề kinh tế,vì với chi phí khai thác tàu quá cao sẽ làm cho giá cước vận chuyển cao làm giảm sức cạnh tranh. Tốc độ tàu có thể tăng nhưng cũng cần phải đảm bảo an toàn là trên hết. Thực trạng và xu hướng phát triển vận tải biển Việt Nam Hàng hóa thông qua hệ thống cảng biển VN bao gồm: hàng hóa XNK của Việt Nam, hàng ven biển nội địa, hàng quá cảnh của nước bạn và hàng trung chuyển quốc tế. Quy hoạch phát triển đội tàu biển Việt Nam Định hướng phát triển cỡ tàu Trong Dự án quy hoạch vận tải ven biển miền Trung do JICA (Nhật Bản) nghiên cứu đã khuyến nghị cỡ tàu hợp lý trong vận tải ven biển là 3.000-5.000 DWT tùy từng tuyến cụ thể. Trên cơ sở xu thế phát triển đội tàu thế giới và thực tế phát triển đội tàu Việt Nam trong những năm qua theo hướng tăng tải trọng cho từng tàu, kết hợp với nhu cầu vận tải biển Việt Nam để xác định quy mô, cơ cấu đội tàu và nhu cầu vốn đầu tư cho đội tàu Việt Nam. Cụ thể: * Từ nay đến 2020 - Đối với tuyến quốc tế: đối với hàng container đi các tuyến xa như châu Âu, châu Phi, châu Mỹ thì dùng tàu cỡ lớn 4.000-6.000 TEU. Tuy nhiên do khối lượng hàng hóa đi các tuyến này còn nhỏ, lại chưa có cảng nước sâu để tiếp nhận tàu mẹ, nên từ nay đến 2010 tiếp tục trung chuyển qua Hongkong, Singapore là kinh tế nhất và cỡ tàu hợp lý là loại 1.000 TEU. Xăng dầu chủ yếu được nhập từ Nhật Bản và Singapore về các cảng tiếp nhận đầu mối của Việt Nam - Cỡ tàu sử dụng hợp lý là 30.000 DWT. - Đối với các tuyến nội địa: Những dự án nghiên cứu trước đây cho thấy: cỡ tàu hợp lý vận chuyển hàng bách hóa là 5.000 DWT cho tuyến Bắc-Nam, Bắc-Trung, Trung-Nam và 3.000 DWT cho các tuyến còn lại. Một vài cảng địa phương chỉ tiếp nhận được tàu 1.000 DWT, cho nên cũng phải chấp nhận cỡ tàu này. Đối với xăng dầu: Tàu xăng dầu chủ yếu làm nhiệm vụ điều chuyển xăng dầu từ các kho tiếp nhận đầu mối (hoặc từ nhà máy lọc dầu) đến các cảng địa phương, cảng chuyên dùng. Khu vực phía Nam cỡ tàu 5.000-7.000 DWT là phù hợp; khu vực phía Bắc và miền Trung sử dụng tàu cỡ 3.000 DWT; một vài cảng nhỏ chỉ tiếp nhận tàu 1.000 DWT. Trên cơ sở loại tàu, cỡ tàu hợp lý cho từng tuyến vận tải, dự tính năng suất phương tiện cho đội tàu Việt Nam năm 2010, 2015, 2020. Việc tính toán năng suất đội tàu phụ thuộc vào nhiều yếu tố. Các thông số tính toán đưa ra mang yếu tố định tính, sử dụng kinh nghiệm của chuyên gia và căn cứ trên số liệu thống kê thực tế của các doanh nghiệp vận tải. Vì vậy, việc tính toán chỉ mang tính tương đối, phục vụ cho việc tính toán quy mô đội tàu mà thôi. Khối lượng hàng hóa do đội tàu Việt Nam đảm nhận đến 2020 Đối với thị trường vận tải biển nội địa Đội tàu Việt Nam vẫn tiếp tục đảm nhận gần 100% nhu cầu vận tải. Giai đoạn từ 2015 trở đi, nhu cầu vận tải nội địa sẽ tăng đột biến đối với các mặt hàng dầu thô, xăng dầu do các nhà máy lọc dầu lần lượt đi vào hoạt động; các mặt hàng rời như than, quặng cũng sẽ tăng mạnh, đặc biệt là than nhập khẩu cho các nhà máy nhiệt điện. Đối với thị trường vận tải quốc tế Qua phân tích các yếu tố tác động đến khả năng khai thác nguồn hàng XNK của các chủ tàu Việt Nam, có thể thấy giai đoạn từ nay đến 2020, mặc dù kế hoạch đầu tư đội tàu trong nước có sự phát triển đột biến về trọng tải và cơ cấu, nhưng thị phần vận chuyển hàng hóa XNK cũng khó có được sự cải thiện tương xứng. Tuy nhiên, bù vào đó là sự tham gia vào thị trường vận tải quốc tế chở thuê giữa các cảng nước ngoài. Đây sẽ là thị trường có sự tăng trưởng mạnh mẽ và là mục tiêu hướng tới của các chủ tàu lớn trong nước. Với sự tập trung đầu tư vào các loại tàu trọng tải lớn, tuổi tàu thấp, thì khả năng tham gia thị trường khu vực và thế giới của đội tàu Việt Nam sẽ tăng mạnh trong thời gian tới. Giai đoạn 2009-2010: Trong 5 năm (2002-2007), khối lượng VTB do đội tàu VN thực hiện tăng bình quân 20%/năm. Khối lượng vận tải quốc tế của đội tàu VN chiếm trên 70% tổng khối lượng vận tải với mức tăng bình quân 21,8%/năm trong cùng giai đoạn. Trong đó khối lượng vận tải hàng hóa XNK của đội tàu VN tăng bình quân tới 24,4%/năm thì thị phần vận chuyển hàng hóa XNK của đội tàu Việt Nam tăng rất chậm (1%/năm), đạt 21% vào năm 2007. Năm 2008, do ảnh hưởng của khủng hoảng tài chính và suy thoái kinh tế toàn cầu, vận tải biển thế giới nói chung và vận tải biển VN nói riêng sụt giảm mạnh về sản lượng: chỉ đạt 69,3 triệu tấn, tăng 12,9% so với 2007. Tình trạng khó khăn này còn tiếp tục kéo dài đến hết 2010. Dự kiến, tổng khối lượng vận tải của đội tàu VN đạt 70-75 triệu tấn vào 2010, tăng bình quân khoảng 5% so với 2008, trong đó vận tải quốc tế (bao gồm cả vận chuyển hàng hóa XNK của VN và chở thuê cho nước ngoài) đạt 45-48 triệu tấn; vận tải nội địa 25-29 triệu tấn. Giai đoạn 2011-2015: Giai đoạn này nền kinh tế thế giới đã dần phục hồi. Khối lượng vận tải biển của đội tàu VN sẽ đạt mức tăng trưởng như giai đoạn trước 2008, bình quân tăng 15-17% cho giai đoạn 2011-2015. Giai đoạn 2016-2020: Khối lượng vận tải biển của đội tàu VN dự kiến đạt mức tăng trưởng bình quân 17-22%. Trên cơ sở tính toán năng suất bình quân cho từng chủng loại, kích cỡ tàu theo từng tuyến vận tải và khối lượng vận tải đội tàu đảm nhận theo từng tuyến, xác định được nhu cầu trọng tải đội tàu vận tải biển VN đến năm 2020. Cụ thể: Đội tàu năm 2010 Do ảnh hưởng của suy thoái kinh tế, nguồn hàng vận chuyển bị sụt giảm, việc tiến hành đầu tư tàu trong năm 2009 và 2010 là rất hạn chế, ngoại trừ số tàu đã đặt đóng mới sẽ nhận trong hai năm này. So với 2008, tổng trọng tải đội tàu năm 2010 chỉ tăng 8-10%. Bên cạnh đó, một số tàu sẽ được bán hoặc cho thuê định hạn. Xét trên tổng thể, đội tàu năm 2010 có thể đạt tổng trọng tải 6,43 triệu tấn, tăng 0,56 triệu tấn so với năm 2008, trong đó tàu bách hóa và tàu hàng rời giữ nguyên quy mô như 2008 với tổng trọng tải 4,3 triệu DWT; tàu container dự kiến được bổ sung thêm khoảng gần 4.000 TEU; tàu dầu dự kiến được bổ sung thêm khoảng 0,5 triệu DWT, trong đó tàu dầu thô là 0,3 triệu DWT. Đội tàu 2015-2020 Phương án 1 - Tổng nhu cầu trọng tải đội tàu bách hóa năm 2015 là 2.980.952 DWT; năm 2020 là 3.844.240 DWT. - Tổng nhu cầu trọng tải đội tàu hàng rời đến 2015 là 2.086.957 DWT; năm 2020 là 2.649.570 DWT. - Tổng nhu cầu trọng tải đội tàu container đến năm 2015 là 52.432 TEU; năm 2020 là 97.168 TEU. - Tổng nhu cầu trọng tải đội tàu dầu thô đến 2015 là 991.667 DWT; năm 2020 là 1.921.667 DWT. - Tổng nhu cầu trọng tải đội tàu dầu sản phẩm các loại đến năm 2015 là 1.224.286 DWT; năm 2020 là 1.891.163 DWT. Phương án 2 - Tổng nhu cầu trọng tải đội tàu bách hóa năm 2015 là 3.266.667 DWT; năm 2020 là 4.440.829 DWT. - Tổng nhu cầu trọng tải đội tàu hàng rời đến 2015 là 2.602.933 DWT; năm 2020 là 3.111.312 DWT. - Tổng nhu cầu trọng tải đội tàu container đến năm 2015 là 62.857 TEU; năm 2020 là 111.291 TEU. - Tổng nhu cầu trọng tải đội tàu dầu thô đến năm 2015 là 1.373.333 DWT; năm 2020 là 2.210.491 DWT. - Tổng nhu cầu trọng tải đội tàu dầu sản phẩm các loại đến năm 2015 là 1.035.714 DWT; năm 2020 là 2.210.395 DWT. Quy mô vốn đầu tư đội tàu VTB Việt Nam đến 2020 Phương án 1: Tổng nhu cầu vốn đầu tư để phát triển đội tàu biển VN đến 2020 là 4.854 triệu USD, trong đó giai đoạn 2009-2015 cần 1.807 triệu USD, giai đoạn 2016-2020 là 3.046 triệu USD. Phương án 2: Tổng nhu cầu vốn đầu tư để phát triển đội tàu biển VN đến 2020 là 6.132 triệu USD, trong đó giai đoạn 2009-2015 cần 2.613 triệu USD, giai đoạn 2016-2020 cần 3.519 triệu USD. Để đạt được mục tiêu như Chiến lược biển Việt Nam đến 2020 đã đề ra, từ nay đến 2020 cần đẩy mạnh phát triển đội tàu vận tải khách với quy mô: + Đối với tàu khách du lịch, tàu chở khách từ đất liền, cần phát triển và bổ sung khoảng 60 tàu loại 100 ghế trở lên, trong đó có 22 tàu loại đến 250 ghế. + Đối với tàu khách Bắc-Nam, kết hợp vận chuyển ô-tô, cần đầu tư bổ sung 4 tàu, trong đó có 2 tàu loại đến 1.000 ghế. Ước tính tổng nhu cầu vốn đầu tư khoảng 660 triệu USD, trong đó giai đoạn 2009-2015 là 315 triệu USD, giai đoạn 2016-2020 là 344 triệu USD. So với quy hoạch đã được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt vào năm 2004, Quy hoạch này được điều chỉnh: Tổng trọng tải đội tàu năm 2010 tăng 45% (tương đương 2 triệu DWT); tàu hàng rời tăng 92%; tàu dầu sản phẩm tăng 52%; tàu bách hóa tăng 63%. Tàu container và tàu chở dầu thô có tổng trọng tải giảm tương ứng 15% và 19%...