Những chiếc siêu du thuyền (super cruiser) và bài toán “economies of scale”… Nhiều người nghĩ về những chiếc du thuyền này như một kiểu xa hoa, tráng lệ, nhưng thực chất không hoàn toàn như vậy! Đã từng có chuyện một người phụ nữ Mỹ về hưu, sống suốt 15 năm trên những con tàu này, đi vòng quanh thế giới mấy lần, mà tổng chi phí vẫn rẻ hơn so với 15 năm ở nhà! Tại sao lại như vậy!? Trừ khi bạn xài những dịch vụ quá xa hoa, mắc tiền, hay đánh bạc trong casino trên tàu thì không nói…

Chứ nếu chỉ chi tiêu ở mức bình dân, thì đi du lịch bằng những con tàu này rẻ hơn nhiều so với việc bạn tự book vé máy bay, tự thuê khách sạn, tự lo nhiều khoản khác, đồng thời lại tiện lợi hơn nhiều! Một con tàu như thế chở 3000 ~ 7000 ngàn khách, cả một thành phố nổi, nên họ có thể cung cấp các dịch vụ ăn uống, giải trí với một mức giá không tưởng, trừ Internet vệ tinh ra là vẫn hơi mắc, các dịch vụ khác rất rẻ do số lượng lớn. Bạn bè, người quen bên Mỹ đi dạng cruiser này rất nhiều…

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.

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… là 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 trọng tải giằng bên dưới. Không chỉ giúp 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, làm giảm tải trọng hữu ích của con tàu, làm tiêu hao thêm nhiên liệu, khiến nó 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 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”.

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!

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.