Dành cho những ai vừa thích đạp xe mà lại vừa thích bơi lội… :) <3 Đây thực chất là một giải pháp hỗ trợ bơi đường dài cho hiệu quả, đương nhiên hiệu quả tới đâu thì vẫn còn phải xem xét kỹ, nhưng trước mắt thấy cách vận hành trong clip thực sự khả thi, rất thú vị, động tác “đạp xe” thực sự hiệu quả về mặt năng lượng! Sự sáng tạo của con người thật không giới hạn!
Category: boat-related
động lực
Có lần tôi chèo kayak trên sông, định vị GPS báo tốc độ đến 12+ kmph, tốc độ không tưởng với một con thuyền chèo, thuyền lướt đi băng băng như bay vậy, một trãi nghiệm tuyệt vời. Thực ra trong số đó, chỉ có 5~6 km là do sức người chèo, 6~7km còn lại là do sức của dòng chảy. Đó là xuôi, còn nếu đi ngược nước, thì đó sẽ là một trãi nghiệm… vô cùng đau đớn, nhiều giờ liền nỗ lực kinh hoàng, mà chiếc xuồng cứ lê lết 1~2 kmph, rất khó thắng dòng nước! Thủy triều và dòng chảy trên các con sông ở miền Nam tuy không phải là lớn so với thế giới, nhưng.. cũng không hề nhỏ!
Nhất là vùng cửa sông, nơi dòng chảy gặp biển tạo ra nhiều nhiễu động. Các xà lan vận tải trên sông miền Nam hiếm khi đi ngược nước, thực chất vì máy tàu thường không thắng được dòng chảy 6 ~ 7+ kmph! Gắng gượng chạy sẽ rất hao dầu, mà không đi được bao xa. Từ đó hình thành một tác phong vận tải trên các sông ngòi ở miền Nam: tàu đợi nước, chế độ bán nhật triều mỗi ngày lên xuống 2 lần, nên chỉ đi khi nước thuận, còn nước ngược thì tấp vào bờ, ăn nhậu ngủ nghỉ. Cũng chính vì cách vận hành hàng chục năm qua như vậy nên các con tàu sông đều có máy… vô cùng yếu!
Như con tàu Vịnh Xanh 58 tải trọng 120 tấn, mà máy chỉ có 150CV, nếu là một con tàu đi biển kích thước tương đương thì máy phải đến 500CV. Tốc độ dòng chảy, thủy triều, giông gió, nhiều thứ cộng lại, nếu máy tàu không đủ lực để chống lại từng đó nhiễu động thì sẽ rất dễ dẫn đến mất động lực, mất tự chủ phương hướng. Máy đã yếu, chất lượng lại kém, ép nó quá sẽ chết máy rất nhanh, mà chết máy giữa biển thì không tấp vào bờ ăn nhậu ngủ nghỉ được đâu! Hoán cải các con tàu sông chất lượng kém, thiết kế không phù hợp để đi biển thì tai nạn là điều không thể tránh khỏi!
đăng kiểm
Từ khi chuyển lên con Mac M1 là không chạy được máy ảo VirtualBox vì không hỗ trợ kiến trúc ARM! Loay hoay một hồi thì chạy được với Wine, chạy rất mượt và chính xác như một ứng dụng Mac thật sự, không phải cài Windows! Cũng vẫn là cái chương trình Free!Ship cũ xì và miễn phí này thôi, quan trọng là đủ xài, chứ thiết kế tàu thuyền hiện đại đa số đều dùng SolidWorks mắc quá là mắc. Vấn đề với hầu hết các chương trình ảo hóa là tốc độ và độ chính xác của con chuột không đạt yêu cầu, mà cái này thì lại rất quan trọng với các phần mềm thiết kế. Thỉnh thoảng, vẫn cứ loay hoay với các mô hình tàu thuyền như một kiểu vừa giải trí, vừa tìm tòi thêm!
Suy nghĩ linh tinh về cách phân loại của Đăng kiểm Việt Nam, hoàn toàn không giống ai, một mình một kiểu! Thậm chí, cách hiểu những khái niệm rất cơ bản như đường thủy nội địa (inland waterway), tải trọng tàu (tonnage) của VN cũng hoàn toàn không giống ai, như rằng Việt Nam ta là cứ phải khác biệt vậy! Khái niệm đường thủy nội địa – inland waterway của thế giới là chỉ có ao, hồ, sông ngòi, hoàn toàn không có biển. Nhưng VN thì mở rộng khái niệm “đường thủy nội địa” đến những… 12 hải lý. Ngoài ra các phân loại VRSI, VRSII, VRSB, VRH1… rất cảm tính, không có một yếu tố kỹ thuật vững chắc nào. Đây là sự méo mó của đăng kiểm khi đứng trước thực tế!
Thay vì áp các tiêu chuẩn kỹ thuật và bắt thực tế phải thay đổi, và thay đổi một cách từ từ, thì Đăng kiểm sửa luật, đặt ra các khái niệm kỳ quặc để làm cho các tàu đang có trở thành… sử dụng được, tìm cách hợp thức hóa hiện trạng, mà hiện trạng thì ôi thôi rồi luôn! Phân chia các cấp sóng: 1.2m, 2m, 2.5m là rất tào lao, cách vài tấc sóng cũng trở thành một cấp đăng kiểm!? Tự mình đặt ra một mớ lùng bùng, rồi tự mua dây buộc mình. Theo em, nếu không tự giải thoát ra được mớ lùng bùng đó thì hãy xây một cái “wave pool” – hồ tạo sóng như các công viên nước, tạo ra các con sóng 2~3m và thảy các con tàu vào đó, thằng nào qua được thì cho nó chạy! :D
epirb và plb
EPIRB và PLB là 2 thiết bị cứu hộ, cứu nạn đã được sử dụng tương đối phổ biến hiện nay, EPIRB dùng cho tàu và PLB dùng cho người. PLB cần người dùng kích hoạt thủ công, còn EPIRB thường được gắn vào tàu và kích hoạt tự động khi ngập nước (có một cái công tắc thủy tĩnh đo áp suất nước và nếu ngập trên một vài mét thì sẽ tự động thả cái EPIRB này ra, nổi lên trên mặt nước và bắt đầu phát sóng lên vệ tinh). Cái kích hoạt tự động này là rất quan trọng vì nhiều tai nạn xảy ra nhanh đến nổi không có thời gian phản ứng, không đủ thời gian để gởi tín hiệu cấp cứu. Khi được kích hoạt, thiết bị sẽ gởi tín hiệu lên các vệ tinh thuộc hệ thống COSPAS-SARSAT!
Đây vốn là hệ thống do Liên Xô thiết kế, nhưng hiện đã là một chương trình quốc tế do nhiều nước đóng góp! Hệ thống vệ tinh sẽ chuyển tiếp tín hiệu tới văn phòng điều phối ở mỗi quốc gia để họ có hành động cứu hộ, cứu nạn! Ở một số nước, những người đi dã ngoại sẽ được cơ quan quản lý cho mượn một thiết bị PLB đeo trên người và trả lại khi kết thúc. Với một con tàu, cần cả 2 thiết bị EPIRB và PLB, một gắn với tàu, và một do thủy thủ đoàn đem theo nếu quyết định bỏ tàu. Hầu hết các thiết bị này đều sử dụng GPS, GLONASS và giá thành không quá mắc. Có thể dùng cặp thiết bị EPIRB + PLB như một dạng “thẻ bài”, được cấp thì mới có quyền xuất bến!
tumlaren 27′
Một số thông tin thường thức về thuyền… trong ảnh là Tumlaren 27′, một mẫu thuyền buồm huyền thoại, dài 8.3m, rộng 1.9m, phần mạn ướt 1.3m, tải trọng 1.800kg, tải giằng 925kg. Nhìn phần phía trên mặt nước thì trông rất khiêm tốn, nhưng khi cẩu nó lên bờ sẽ thấy phần chìm nó cao gần gấp đôi phần nổi, với một cục chì nặng hơn 900kg gắn ở dưới cùng. Đóng ra một con tàu tải trọng 1.8 tấn mà phải hy sinh hơn 900kg (51.36%) cho một cục chì, phần tải trọng hữu ích (chở người, chở hàng) chỉ còn chưa đến một nửa! Vâng, đó là cái giá phải trả cho sự an toàn, cục chì này sẽ giữ cho con thuyền cân bằng trong sóng to gió lớn. Vì đây là thuyền buồm, khi gió thổi, phần trên con thuyền sẽ bị tác động một lực rất lớn…
Nên phần dưới cần phải rất nặng để đối trọng lại, với thuyền máy, không cần phải làm nặng và sâu đến thế! Nhưng như thế không có nghĩa là ta có thể thiết kế một con tàu mà phần trên thì gấp 4, 5 lần phần dưới, và phần dưới thì bằng phẳng, không có đối trọng gì. Các kiểu tàu truyền thống VN, và ngay cả một phần rất lớn các tàu cá hiện đại, đáy gần như là bằng và không có tải giằng, hoàn toàn trông đợi vào tài khéo, sự nhạy cảm của người thuyền trưởng! Đôi lúc nổi cơn ngông cuồng lên thì chúng ta nói rằng người Việt chinh phục đại dương, nhưng thực tế là… chưa từng thực sự đi ra sóng to gió lớn bao giờ, nên các thiết kế thuyền vẫn theo kiểu ngây thơ vô số tội như vậy, phần đông vẫn bám lấy các mẫu xưa cũ…
Lạc hậu đến mức nguy hiểm, vì chưa từng đi trong sóng to gió lớn thực sự, nên chưa thể hiểu ra được, còn số đã có cơ hội hiểu ra được sự thiếu sót, yếu kém thì có khi đã không trở về để kể lại câu chuyện và làm rõ nguyên nhân! Đặc biệt một số vùng như trong vịnh Bắc bộ, vì chế độ nhật triều với biên độ triều khá lớn, nên người dân rất thích kiểu thuyền đáy bằng, dễ tiếp cận các vùng nước nông, thuyền vừa dễ đóng, rẻ tiền, lại chở được nhiều hàng hóa trong một kích thước vừa phải. Còn thuyền đáy sâu thì phức tạp, cần đầu tư bến bãi, cầu cảng thích hợp mới neo đậu và khai thác hiệu quả được. Mà để thay đổi những thói quen, cách làm ăn đã ăn sâu nhiều đời trong tâm thức người dân không phải là chuyện dễ dàng!
fastnet, 1979
Một ví dụ về cách suy nghĩ và phản ứng máy móc dẫn đến tai họa, không phải là với những người không có kinh nghiệm sóng nước, mà cả với những tay chơi lão luyện. Cuộc đua Fastnet 1979, 1.120km từ Anh đi Ireland và quay trở lại, có 303 thuyền tham gia, đến ngày thứ 3 xuất hiện một cơn bão cấp 11~12, 75 tàu bị lật, 54 trong số đó là bị lật úp hoàn toàn, cột buồm cắm xuống nước. Cơn bão trong cuộc đua Fastnet 1979 này tuy “không quá lớn” theo tiêu chuẩn ngày nay, nhưng khá đặc biệt khi gió đổi chiều tạo ra hai luồng sóng giao thoa với nhau, làm những con sóng cao lên đến 15m. Nhiều tàu bị lật theo chiều dọc chứ không phải lật theo phương ngang, sóng nhấc đuôi thuyền lên và cứ thế cắm mũi xuống nước!
Có lẽ vì bị choáng bởi sức mạnh sóng và gió quá dữ dội này, 24 đội quyết định “bỏ tàu – abandon ship” để lên các bè cao su cứu sinh. Nhưng trong số 24 con tàu bị rời bỏ, chỉ có 5 chiếc chìm vì nhiều nguyên nhân khác nhau, 19 chiếc vẫn bình yên vô sự, dù có một số thiệt hại như bị bão đánh gãy cột buồm. Một chiến dịch cứu hộ rất lớn được tổ chức, với hơn 4000 người và nhiều tàu tham gia, cứu được 125 người, nhưng vẫn có 15 người thiệt mạng. Điều tra sau tai nạn kết luận: chính cái suy nghĩ máy móc nếu bão to quá thì phải rời thuyền lên bè cứu sinh là nguyên nhân gây ra số thiệt mạng! Nó dẫn đến cái câu: “Always step UP into the liferaft” – Hãy luôn bước LÊN bè cứu sinh, không phải là bước… XUỐNG!
Câu đó có ý là nếu con tàu vẫn còn dùng được thì cứ ở lại đó, chỉ đến khi tàu đã chìm xuống còn thấp hơn cả chiếc bè cứu sinh thì mới bước LÊN bè, không có lý do gì để từ bỏ một chiếc thuyền to lớn, vẫn còn sử dụng được, vẫn còn an toàn để đổi lấy… một miếng cao su mỏng manh nguy hiểm cả, và phải ở lại chiến đấu (heave to) với cơn bão đến phút cuối cùng có thể! Đương nhiên ngay cả câu này cũng có hai mặt, không thể suy nghĩ và áp dụng nó một cách máy móc được, biển cả biến động vô thường như thế, khi nào thì bước “xuống”, khi nào thì bước “lên”, lúc nào là “phút cuối cùng” bắt buộc phải rời tàu không được chậm trễ, không có điều gì là nhất định đúng, hành động dựa trên suy nghĩ và cân nhắc của bạn!
Block coefficient
Chỉ làm vài phép tính nhẩm là nhìn ra điểm bất hợp lý trong thiết kế tàu, tàu dài 20.8m, rộng 5.91m, phần mạn ướt sâu 1.2m, lượng choáng nước 120 tấn. Hình dung một cái hộp hình khối chữ nhật kích thước 20.8 x 5.91 x 1.2 = 147.5 m3, thì hệ số Cb (block coefficient) = 120 / 147.5 = 0.81, đây là giá trị quá cao cho một con tàu đi biển. Chỉ trừ những loại tàu kích thước siêu lớn (như tanker, bulk – carrier), lớn đến nổi những con sóng đến 10 ~ 12m không làm gì được nó, chỉ mới khiến nó hơi lắc lư một tí, thì mới có hệ số Cb cao đến 0.7 ~ 0.85, còn lại, tất cả những loại tàu khác đều có hệ số Cb < 0.7. Và các tàu chở khách thường có hệ số Cb nằm trong khoảng 0.58 ~ 0.67, và các loại phà chở khách tốc độ cao sẽ có Cb còn nhỏ hơn nữa!
Nói đơn giản thế này, so một con tàu đi biển với một chiếc xà lan chạy sông cùng kích thước, cùng chiều dài, rộng, và phần mạn ướt, thì lượng choáng nước thiết kế của tàu đi biển chỉ bằng khoảng 50 ~ 60% của xà lan đi sông. Các bạn sẽ tự hỏi thế gần 1/2 còn lại đã đi đâu!? Chính là phải bù cho phần đáy sâu, tải giằng và dành phần dự trữ để đề phòng các biến động do sóng to gió lớn gây ra, biển hoàn toàn khác với sông, không thể ăn gian 1/2 này, không thể khai thác con tàu đến hết tải trọng hình học tối đa của nó được. Nên nếu Cb = 0.81 thì đây chính là… một chiếc xà lan chạy sông, thậm chí còn chưa thể xem là tàu đi biển gần bờ. Đó là còn chưa nói đến phần kiến trúc 2 tầng vô cùng hoành tráng ở phía trên.
Mobilis in mobili
Vốn không muốn nói, nhưng có một số thành phần “gian manh” nhân vụ việc này mà gieo rắc thông tin sai lạc, nên phải nói. Kiểu suy nghĩ máy móc và thảm hoạ, đầu tiên là cái suy nghĩ… bắt buộc phải mặc áo pháo, hơn 80% nạn nhân đưa ra ngoài là có mặc áo phao, trong một không gian hẹp, ngập nước, mặc áo phao là cản trở khả năng vận động. Một số người sống sót được là nhờ chủ động cởi bỏ áo phao để lặn ra ngoài. Nên áo phao thì phải có, nhưng mặc lúc nào là tùy tình huống. Suy nghĩ máy móc thứ hai, cái này vô cùng khó sửa, cho rằng thuyền đáy bằng là ổn định nhất. Cái này thì có thể cả người thiết kế tàu cũng nghĩ chưa thông chứ chưa nói đến người không có chuyên môn. Thuyền đáy bằng chỉ ổn định trên mặt nước tĩnh lặng mà thôi, ổn định hiểu theo nghĩa là khó lắc cho nó rung nhất.
Nhưng trong môi trường biến động, sóng to, gió lớn mà mình tĩnh quá, không biết cách biến động theo, thì sẽ bị rung lắc dữ dội, lắc đến một lúc nào đó… sẽ lật! Ngoại trừ một số ít tàu siêu lớn, như các tàu container, tàu ro-ro… có đáy bằng và ổn định được do kích thước khổng lồ của nó, còn lại hầu hết tàu đi biển đều có đáy chữ V, kèm theo tải giằng bên dưới. Không chỉ cắt qua các con sóng, đáy chữ V giúp đưa một đối trọng nặng sâu xuống dưới đáy, như một con lắc giúp ổn định tàu. Đến tận ngày nay, phần lớn các tàu cá, tàu chở khách VN vẫn là đáy bằng, vẫn y như thời xưa chỉ đi trên sông ngòi, kênh rạch vậy! Có thể nói, đáy bằng tạo ra một sự ổn định giả tạo, đến lúc phát hiện ra là giả thì đã muộn! Thiết kế đáy chữ V, cùng với tải giằng…
…Thi công phức tạp hơn, giảm tải trọng hữu ích của con tàu, tiêu hao thêm nhiên liệu, khó cập vào các bờ nước nông, chưa kể thuyền trưởng không phải ai cũng biết cách dùng tải giằng cho đúng, khi nào thì bơm nước vào, khi nào thì bơm nước ra. Cái sự ổn định trong một hình hài nhìn có vẻ bất ổn này hơi khó để hình dung, chỉ những ai có kinh nghiệm sóng nước nhiều mới hiểu được, ví dụ như người mới chơi kayak thường chèo những chiếc bề ngang 80 ~ 90cm, nhưng người chơi chuyên nghiệp chỉ chèo một chiếc bề ngang 44 ~ 52cm mà thôi. Dùng một thành ngữ để diễn tả điều này, câu châm ngôn của thuyền trưởng Nemo trong tiểu thuyết Hai vạn dặm dưới đáy biển – Jules Verne: “Mobilis in mobili – linh hoạt trong môi trường linh hoạt”.
escape hatch
Có 2 thứ mà các chủ tàu VN rất sợ: một là đáy sâu, và hai là tải giằng! Đáy sâu tăng ổn định, nhưng giảm khả năng tiếp cận các vùng nước nông, cần phải có bến bãi đàng hoàng. Và tải giằng giảm tải trọng hữu ích của con tàu, tăng lượng tiêu hao nhiên liệu. Thực ra, đó chỉ là một sự cân bằng giữa lợi nhuận và… an toàn thôi, tăng cái này thì đương nhiên sẽ giảm cái kia! Mà cái tâm lý “ưa tiện lợi và vì lợi nhuận” này của người Việt thì… “thâm căn cố đế”! Cũng có thể thiết kế tàu đã sai sót ngay từ đầu, cũng có thể do trong quá trình sử dụng, thêm cái này cái kia, lúc thì gắn bồn nước, lúc thì thêm tủ lạnh… để tăng giá trị khai thác của con tàu. Mà người Việt thì ý thức về quy luật vật lý, về an toàn vô cùng kém, cứ vô tư, hồn nhiên thêm như vậy, đến một lúc nào đó, trên nặng dưới nhẹ thì… lật thôi.
Các tai nạn trong những năm gần đây cho thấy rất nhiều tàu không đạt chuẩn: kéo lưới cá nặng là lật, gió mạnh tí cũng lật. Lật xong rồi nằm phơi bụng ngửa lên trời không tự lật lại được. Vấn đề lật úp không tự lật lại được thì phức tạp, nhưng vấn đề về độ ổn định ban đầu (initial stability) là có thể được kiểm tra được một cách đơn giản, là có làm đàng hoàng hay không mà thôi! Nếu dân trí kiểu “ưa nhanh chóng, hám lợi nhuận” không sửa được thì tạm thời có thể khuyến khích phát triển tàu chở khách hai thân (catamaran)! Đến khoảng dưới 1500 tấn, tàu hai thân có những ưu điểm nhất định về tải trọng, mớn nước, trên nữa thì tàu hai thân dần mất lợi thế! Tàu hai thân có đặc điểm thú vị là… có thể làm cửa bên hông (phần nối hai thân) để nếu có lật úp thì vẫn mở cửa chui lên được!
Inclining test
Với các tàu thuyền cỡ nhỏ, người ta làm một bài test đơn giản thế này: dùng dây buộc vào mạn thuyền và kéo cho thuyền lắc qua lắc về, giả sử như tàu rộng 3m, thì thời gian hoàn thành một chu trình lắc sẽ khoảng 3 giây, nhỏ hơn càng tốt, nếu lớn hơn 3 giây thì đó là dấu hiệu cho thấy độ ổn định của tàu có vấn đề. Nếu phát hiện có vấn đề có thể làm “Inclining test – thử nghiêng” để tìm ra nhiều thông tin hơn. Thử nghiêng đơn giản là đặt vật nặng trên boong tàu, rồi di chuyển vật nặng theo phương ngang và đo độ nghiêng của tàu. Từ các số đo này tính được GM (metacentric height), giá trị của GM thường trong khoảng 4% ~ 6% của độ rộng tàu với các loại tàu phổ thông, và có thể lên đến trên 10% với tàu buồm và tàu chiến. Quy trình thực hiện test này được quy định rất rõ bởi IMO!
“Inclining test – thử độ nghiêng ngang” là một bài kiểm tra rất quan trọng, các chủ tàu thường khi là không có bản thiết kế của con tàu, hoặc tàu đã được chỉnh sửa, thay đổi trong quá trình sử dụng, nên không có cách lý thuyết nào để tính GM một cách chính xác, chỉ có thể xác định bằng thực nghiệm. Quy trình này thực ra rất đơn giản và có thể thực hiện dễ dàng, giúp phát hiện từ sớm những con tàu không đạt chuẩn. Khó hơn một chút là bài toán tính độ cản gió (windage), nhưng việc này cũng có thể được thực hiện chỉ bằng đo đạc thực nghiệm chứ không cần đến bản vẽ chi tiết của con tàu! Những con tàu kiểu như thế này: đáy rất bằng và rất nông, không có trọng tải giằng, phía trên lại xây “2 tầng lầu” rất to như thế thì đến một lúc nào đó gió không giật đổ, lật mới là lạ.









