Thông số kỹ thuật nào phù hợp với túi khí cứu hộ, trục vớt tàu thuyền cỡ nhỏ?

Các yếu tố chính khi lựa chọn thông số túi khí cứu hộ tàu cho tàu nhỏ

Chiều dài toàn bộ (LOA) và chiều rộng tàu ảnh hưởng thế nào đến kích cỡ túi khí

Kích thước của tàu ảnh hưởng lớn đến việc lựa chọn túi khí phù hợp nhất để nâng đều toàn bộ thân tàu. Các tàu nhỏ có chiều dài tổng thể (LOA) dưới 20 mét thường cần các túi khí bao phủ khoảng 60% chiều dài thân tàu để không tạo áp lực quá lớn tại bất kỳ điểm nào. Về chiều rộng khoang, những tàu hẹp có độ rộng dưới bốn mét thực sự hoạt động tốt hơn với túi khí đường kính nhỏ, dao động từ 1,2 đến 1,8 mét. Điều này giúp ngăn ngừa chuyển động lăn nguy hiểm khi túi khí được bơm phồng. Một báo cáo cứu hộ hàng hải gần đây năm 2023 đã phát hiện một điều thú vị: khoảng 23% các nỗ lực cứu hộ thất bại ở vùng nước nông xảy ra do việc sử dụng túi khí không đúng kích cỡ. Những vấn đề này thường bắt nguồn từ vị trí đặt túi không ổn định hoặc diện tích bề mặt tiếp xúc với tàu không đủ.

Yêu cầu về lực nổi dựa trên trọng lượng và sức đẩy nổi của tàu

Để phục hồi thành công một vật thể từ dưới nước, lực nổi cần phải lớn hơn ít nhất từ 25% đến 50% so với trọng lượng phần chìm thực tế. Lấy ví dụ một chiếc thuyền câu cá điển hình nặng khoảng 10 tấn. Các hoạt động cứu hộ thường yêu cầu từ khoảng 12 cho đến thậm chí 15 tấn lực nâng chỉ để đưa nó trở lại mặt nước, khi tính đến toàn bộ trọng lượng phụ thêm do nước thấm vào vật liệu và lớp trầm tích tích tụ theo thời gian. Khi tính toán lượng dịch chuyển cần thiết, cũng đừng quên cả những tình huống hàng hóa thay đổi. Đặc biệt, các thuyền đánh bắt tôm hùm gặp phải thách thức riêng vì khu vực chứa hàng của chúng thường giữ lại khá nhiều nước biển. Các chuyên gia trong ngành thường khuyến nghị bổ sung thêm khoảng 18 đến 22 phần trăm dung tích nổi vượt trội so với trọng lượng của thuyền khi hoàn toàn khô ráo để xử lý những yếu tố phát sinh bất ngờ trong quá trình cứu hộ.

Phù hợp thông số túi khí với hình học thân tàu và môi trường triển khai

Hình dạng thân tàu thực sự ảnh hưởng đến cách thiết kế túi khí. Đối với các loại thuyền có thân hình chữ V, chúng ta cần những túi khí đặc biệt được tạo hình và gia cố để ngăn chúng bị trượt. Các loại thuyền có đáy phẳng hoạt động tốt hơn nhiều với túi khí rộng hơn, vận hành ở áp suất thấp hơn. Khi làm việc trong không gian chật hẹp như các bến cảng nhỏ, các đơn vị mô-đun nhỏ có kích thước dưới sáu mét rất tiện lợi vì chúng có thể vừa khít xung quanh nhiều loại chướng ngại vật. Hầu hết các nhà sản xuất lớn thực tế đều đưa ra hướng dẫn bơm hơi cụ thể dựa trên các môi trường khác nhau. Họ đề xuất giảm áp suất từ khoảng 10 đến thậm chí 15 phần trăm khi làm việc trên các vùng đáy biển nhiều đá để giảm nguy cơ bị thủng.

Đánh giá lực nổi và khả năng nâng cho công tác cứu hộ tàu nhỏ hiệu quả

Tính toán lực nổi yêu cầu dựa trên lượng chiếm nước của tàu

Lượng lực nổi tối thiểu cần thiết cho một tàu được tính bằng cách nhân lượng giãn nước với mật độ nước mặn, khoảng 1,025 kg mỗi lít. Lấy ví dụ một chiếc thuyền 10 tấn đang chìm khoảng 70% thể tích, nó cần lực nâng tương đương khoảng 7,35 tấn chỉ để chống lại lực cản và độ bám dính từ đáy đại dương. Tuy nhiên, những thợ cứu hộ có kinh nghiệm thường biết rằng không nên hoàn toàn dựa vào các con số chính xác này. Họ thường cộng thêm từ 25 đến 50 phần trăm làm dung sai dự phòng vì dưới nước, không có gì giữ nguyên trạng thái hoàn toàn ổn định. Hàng hóa có thể dịch chuyển, thủy triều đổi hướng bất ngờ, và rất nhiều biến số khác phát sinh trong quá trình cứu hộ thực tế, có thể làm sai lệch ngay cả những kế hoạch đã được tính toán cẩn thận nhất.

Nghiên cứu trường hợp: Cứu hộ một tàu đánh cá 15 tấn với việc điều chỉnh lực nổi phù hợp

Trong quá trình hoạt động tại biển Baltic, một tàu kéo lưới đánh cá nặng 15 tấn đã bị mắc cạn trên bãi cát, nhưng sau đó đã tự nổi lên được sau khi đội ngũ vận hành triển khai ba túi khí lớn, mỗi túi dài 6 mét. Những túi khí này tạo ra lực nâng khoảng 6,8 tấn mỗi chiếc, mang lại tổng lực nâng khoảng 20,4 tấn cho con tàu. Con số này vượt mức yêu cầu vì tính toán cho thấy chỉ cần 19,5 tấn lực nâng để đạt độ nổi (tính theo trọng lượng thực tế của tàu cộng thêm 30 phần trăm dự phòng an toàn). Kết quả? Tàu nổi lên từ từ với tốc độ khoảng 15 centimet mỗi phút, nằm dưới mức tối đa khuyến nghị là 20 cm/phút. Cách tiếp cận cẩn trọng này giúp giảm thiểu tối đa lực tác động lên thân tàu trong suốt quá trình cứu hộ.

Cân bằng biên an toàn và đánh giá quá mức trong các hoạt động ở vùng nước nông

Khi làm việc ở vùng nước sâu dưới 15 mét, lực nổi quá lớn thường làm mất ổn định tàu trong những lần nâng bán phần khó khăn. Một báo cáo cứu hộ hàng hải gần đây từ năm 2023 phát hiện khoảng một phần tư các sự cố cứu hộ ven biển xảy ra do bơm căng quá mức các túi khí, dẫn đến tình trạng nâng bị chao đảo. Các đội cứu hộ hiện nay đã bắt đầu áp dụng các hệ thống mô-đun thay vì phụ thuộc vào các túi đơn lẻ cỡ lớn. Ví dụ, kết hợp một túi khí chính 4 tấn với các túi hỗ trợ nhỏ hơn 1 tấn cho phép kiểm soát tốt hơn lực nổi trong suốt quá trình vận hành. Phương pháp này đặc biệt hiệu quả ở những khu vực nhạy cảm như bãi triều, nơi mà những xáo trộn nhỏ cũng có ý nghĩa, hoặc gần các rạn san hô cần được bảo vệ khỏi hư hại do tai nạn trong quá trình cứu hộ.

Thông số kỹ thuật quan trọng: Đường kính, Chiều dài và Áp suất làm việc

Đường kính và Chiều dài tối ưu để nâng hiệu quả và ổn định

Kích thước của túi khí ảnh hưởng rất lớn đến khả năng nâng vật thể và duy trì sự ổn định trong quá trình vận hành. Khi làm việc với các tàu nhỏ hơn 20 tấn, hầu hết các chuyên gia đều khuyên nên sử dụng túi khí có đường kính khoảng 1,2 đến 1,5 mét. Những kích cỡ này tạo ra lực nâng khoảng 185 đến 220 kilonewton mỗi mét ở mức nén khoảng 70%, điều này khá tốt khi vẫn cần đảm bảo túi khí có thể lắp vừa vào những không gian chật hẹp mà không bị kẹt. Chiều dài cũng rất quan trọng. Theo nguyên tắc chung, hãy đảm bảo túi khí vươn ra vượt quá 60% chiều rộng của tàu để ngăn hiện tượng lắc ngang. Các sợi cáp hướng tâm chạy xuyên qua túi giúp giữ cấu trúc túi luôn vững chắc khi được bơm đầy khí. Theo các phát hiện gần đây được công bố trên Tạp chí Cứu hộ Hàng hải năm ngoái, việc chọn sai kích thước thực sự có thể làm chậm tiến độ công việc. Những túi khí không phù hợp về kích cỡ làm tăng trung bình gần nửa giờ cho thời gian triển khai — điều mà không ai mong muốn khi thời gian chính là tiền bạc trong các hoạt động cứu hộ.

Áp suất Làm việc: Hiệu suất Bơm hơi so với Độ bền Cấu trúc

Giữ hoạt động trong khoảng từ 65 đến 85 phần trăm dải áp suất làm việc định mức (thường nằm trong khoảng từ 140 đến 300 kPa) cho phép bơm hơi nhanh mà không bị hỏng quá sớm. Theo một số nghiên cứu từ năm ngoái, túi khí giữ được khoảng 98% áp suất nếu duy trì dưới mức 85%, nhưng sự cố xảy ra thường xuyên hơn nhiều khi người dùng vượt quá giới hạn này, với tỷ lệ hỏng hóc tăng vọt lên 12%. Ngày nay, các nhà sản xuất đã bắt đầu tích hợp các tính năng an toàn như van chống nổ và đôi khi thậm chí là hai buồng riêng biệt bên trong. Điều này giúp ngăn ngừa hiện tượng nổ do áp suất tích tụ quá mức, tuy nhiên hầu hết các sản phẩm vẫn có thể được bơm đầy trong khoảng 15 đến 20 phút, tùy điều kiện.

Quản lý Áp suất để Ngăn chặn Phình quá mức trong Không gian Hẹp

Trong các thao tác ở độ sâu nông, việc điều chỉnh áp suất động là rất cần thiết — giảm áp suất 10 kPa cho mỗi mét độ sâu mất đi dưới 5 mét giúp tránh giãn nở quá mức. Các hệ thống giám sát thời gian thực theo dõi các thông số chính:

Các chuỗi bơm căng xen kẽ làm giảm lực ngang 38% trong các kênh hẹp so với việc bơm đồng thời, như được báo cáo trong Báo cáo Kỹ thuật Hàng hải (2022).

Các loại túi khí cứu hộ tàu và mức độ phù hợp của chúng trong việc trục vớt phương tiện nhỏ

Túi khí dạng gối so với túi khí cao su lăn trong môi trường hạn chế

Túi khí kiểu gối phồng lên đều khắp bề mặt, làm cho chúng trở thành lựa chọn lý tưởng khi làm việc trong các công việc tinh tế ở không gian hẹp hoặc điều kiện nước nông. Loại túi khí lăn bằng cao su lại được cấu tạo khác biệt. Các mẫu này sử dụng nhiều lớp sợi lốp tổng hợp, khiến chúng bền hơn khoảng 8 phần trăm so với các phiên bản PVC thông thường khi chống lại tình trạng thủng. Độ bền bổ sung này rất hữu ích khi làm việc trên địa hình gồ ghề hoặc đáy biển chứa đầy vật sắc nhọn. Theo nghiên cứu từ năm 2022, túi khí dạng gối cũng bơm đầy nhanh hơn nhiều—chúng đạt mức độ phồng tối đa nhanh hơn khoảng 93% trong các hành lang hẹp. Trong khi đó, các biến thể bằng cao su lăn vẫn giữ được hình dạng và hoạt động bình thường ngay cả sau khi chịu áp lực 0,25 MPa liên tục trong ba ngày liền trong quá trình thử nghiệm.

Tính di động và tốc độ triển khai trong các tình huống cứu hộ khẩn cấp

Các vật liệu composite mới đang tạo ra những túi khí có thể nâng được khoảng 25 tấn mặc dù khi nén chặt để vận chuyển bằng trực thăng đến các khu vực mắc cạn khó tiếp cận, chúng chỉ chiếm không gian nhỏ hơn 1,5 mét khối. Các bài kiểm tra thực địa cho thấy đội cứu hộ sẵn sàng hoạt động nhanh hơn khoảng 83% so với phương pháp cần cẩu truyền thống, đặc biệt quan trọng trong các tình huống nước triều dâng cao khi mỗi phút đều mang tính quyết định. Công nghệ bơm hơi mô-đun mới nhất cho phép nhiều túi khí cùng lúc được bơm phồng, giúp giảm thời gian phục hồi tổng thể khoảng 40% khi xử lý các hoạt động cứu hộ khẩn cấp. Những cải tiến này đang thay đổi cách thức cứu hộ hàng hải diễn ra trên thực tế.

Câu hỏi thường gặp

Tại sao việc lựa chọn đúng kích cỡ túi khí lại quan trọng đối với các tàu nhỏ?

Việc chọn đúng kích cỡ túi khí đảm bảo lực nâng được phân bố đều dọc theo con tàu, ngăn ngừa áp lực quá mức lên bất kỳ khu vực nào có thể gây mất ổn định hoặc làm tàu lật nghiêng.

Lượng lực nổi cần thiết để phục hồi tàu hiệu quả là bao nhiêu?

Lực nổi nên lớn hơn từ 25% đến 50% trọng lượng chìm của tàu để tính đến các yếu tố bổ sung như hấp thụ nước và trọng lượng bùn cặn.

Các thông số kỹ thuật chính của túi khí cứu hộ tàu là gì?

Đường kính và chiều dài tối ưu, cùng với áp suất làm việc, rất quan trọng để nâng hiệu quả và đảm bảo ổn định trong các hoạt động cứu hộ.

Túi khí dạng gối và túi khí cao su lăn khác nhau như thế nào?

Túi khí dạng gối cung cấp lực nâng đồng đều trong không gian hẹp, trong khi túi khí cao su lăn có khả năng chống thủng tốt hơn, khiến chúng phù hợp với địa hình gồ ghề.