mở đầu cho phát minh ra la bàn con quay điện vào năm 1890 do G. Sự ra đời của con quay điện đã làm phát sinh nhu cầu sử dụng con quay để tạo ra la bàn con quay dùng trong việc điều khiển tàu sắt và tàu ngầm vì khi sử dụng tàu sắt, la bàn từ trên tàu sắt bị ảnh hưởng của các nguồn từ trên tàu sắt, tàu ngầm và các thiết bị điện trên đó. La bàn điện (la bàn con quay) đã được hai người, H. Anschutz của Đức và E.
Sperry của Mỹ (xem lịch sử hãng Sperry Marine), cùng đồng thời phát minh vào đầu thế kỷ 20 (1908 Anschutz được cấp bằng sáng chế la bàn con quay chỉ hướng bắc, 3 năm sau E. Sperry đựơc cấp bằng sáng chế về ballisticcompass). CÁC YẾU TỐ ĐẶC TÍNH HÌNH HỌC CỦA TÀU THỦY. Ba mặt cắt thân tàu thẳng góc với nhau.
Mặt cắt dọc giữa tàu: một mặt phẳng đứng dọc theo đường tâm của chiều dài tàu và một mặt đối xứng giữa mạn trái và phải của tàu. Mặt cắt ngang giữa tàu: mặt thẳng đứng ngang tại sườn giữa. Mặt đường nước thiết kế : mặt nằm ngang qua đường nước thiết kế. Kích thƣớc chủ yếu.
Chiều dài toàn bộ : khoảng cách nằm ngang tối đa giữa mũi và đuôi. Chiều dài giữa hai trụ: khoảng cách nằm ngang giữa hai đường thẳng góc, tức là sống mũi và sống đuôi. Chiều dài : chiều dài của đường nước thiết kế hoặc chiều dài của đường nước tải đầy. Chiều rộng thiết kế : chiều rộng tối đa tại đường nước thiết kế.
Chiều cao mạn thiết kế: chiều cao thẳng đứng từ mặt trên của sống chính tới bề mặt của boong trên tại mặt cắt ngang sườn giữa tàu. Mớn nước : khoảng cách theo chiều thẳng đứng từ mặt trên sống chính tới đường nước thiết kế. Mạn khô : bằng chiều cao mạn trừ đi mớn nước. Hệ số hình dáng tàu.
Chủ yếu có bốn hệ số hình dáng tàu. Đó là hệ số đường nước thiết kế,hệ số mặt cắt ngang sườn giữa, hệ số lượng chiếm nước (cũng gọi là hệ số béo) và hệ số lăng trụ dọc. Hệ số hình dáng tàu giúp ta hiểu rõ hơn hình dáng thân tàu dưới nước và sự biến thiên của thân tàu dọc theo chiều dài và ảnh hưởng trực tiếp tới đặc tính hàng hải của tàu. Hiển nhiên, căn cứ vào mục đích, đặc tính, tốc độ và nhiều thứ khác của các loại tàu khác nhau mà ta phải chọn lựa các hệ số thích hợp.
TRỌNG TẢI VÀ LƢỢNG NƢỚC CHIẾM. Lƣợng chiếm nƣớc. Lượng chiếm nước sơ bộ có thể phân chia thành lượng chiếm nước tàu không (lượng chiếm nước nhẹ tải) và lượng chiếm nước đầytải.Lượng chiếm nước không tải là lượng chiếm nước mà trên tàu đã có thuyền viên, đồ đạc cá nhân của thuyền viên, phụ tùng dự trữ, trang bị và lương thực dự trữ, nhưng không có hàng hoá, nhiên liệu và các thứ tiêu dùng khác, trong khi lượng chiếm nước đầy tải là lượng chiếm nước mà trên tàu đã có hàng hoá, định biên, nhiên liệu vân vân và đã đạt tới mức đầy đủ nhất. Ngoài ra với tàu chiến, người ta đã áp dụng để tính toán trọng lượng của tàu hai khái niệm khác nữa là lượng chiếm nước thông thường và lượng chiếm nước tiêu chuẩn.
Thông thường chủ tàu thảo luận mặc cả với nhà máy đóng tàu để đạt tới trọng tải lớn nhất có thể có, bởi vì, theo một ý nghĩa nào đó, trọng tải là một vấn đề tiền bạc. Như ta thấy, trọng tải là trọng lượng tối đa của hang hoá và hành khách mà con tàu có thể chuyên chở trong điều kiện lượng chiếm nước đầy tải. Hay nói một cách khác, trọng tải là lượng chiếm nước đầy tải trừ đi tổng của lượng chiếm nước không tải cộng với trọng lượng những thứ tiêu thụ trên tàu như nước,dầu. Xét về thể tích của tàu,người ta phân thành trọng tải tổng cộng và trọng tải net, trọng tải hữu ích.
Trọng tải tổng được tính dựa trên tổng thể tích của tất cả các phòng và không gian kín trên tàu còn trọng tải net bằng trọng tải tổng trừ đi thể tích của những phòng và không gian không chứa hàng hoá và hành khách. Cả hai trọng tải tổng và net được tính bằng hai công thức đơn giản như đã chỉ dẫn trong Công Ước Trọng Tải 1969. CÁC ĐẶC TÍNH HẰNG HẢI. Một trong những đặc tính hàng hải quan trọng là tính nổi, một tính chất nêu rõ khả năng tàu nổi được trên mặt nước với điều kiện trọng tải nào đó.
Khi chúng ta đề cập tới tính nổi trước hết chúng ta phải làm rõ hai thuật ngữ đó là sức nổi dự trữ và dấu hiệu đường nước có tải. Như tất cả chúng ta đều biết tàu thủy khi đi biển đều có một mạn khô nào đó, đó là thể tích mà bất kì con tàu nào cũng dữ lại làm sức nổi dư thừa. Đó là mớn nước của tàu cho phép tăng len mà không làm chìm tàu. Sức nổi dư đó gọi là sức nổi dự trữ, hay nói chính xác hơn sức nổi dự trữ đo bằng mạn khô, là thể tích kín nước của thân vỏ nằm trên đường nước có tải.
Về đường nước có tải, đó là một loạt các đường nước tối đa của tàu trong các mùa khác nhau và thay đỏi tùy theo vùng hàng hải. Tính ổn định. Một đặc tính hàng hải nữa là tính ổn định, là khả năng con tàu bị nghiêng khi có ngoại lực như gió, sóng…tác dụng và sẽ khôi phục lại vị trí ban đầu khi lực được giỡ bỏ. Tất nhiên tính ổn định có tầm quan trọng to lớn với ngành đóng tàu vì khiếm khuyết của nó luôn luôn dẫn tới những tổn thất to lớn về sinh mạng.
Sự nghiêng của tàu có thể phân thành nghiêng dọc và nghiêng ngang. Vì tâm nghiêng ngang luôn thiết yếu hơn tâm nghiêng dọc nên ta luôn phải nhấn mạnh tới ổn định ngang và thường giới hạn góc nghiêng nhỏ dưới 15 độ. Để có được ổn định tốt, luôn chú ý tới hai điểm: Một mặt phải hạ thấp trọng tâm, mặt khác phải tăng chiều cao tâm nghiêng. Trọng tâm của tầu được tính toán thông qua việc thử nghiêng lệch, Việc thử được tiến hành trong nước tĩnh với thời tiết đẹp.
Tính tốc độ cao. Một đặc tính hàng khác là tính tốc độ tức là khả năng của con tàu đạt được tốc độ cao nhất với lượng tiêu thụ công suất ít nhất. Trong hành trình, tàu thủy chủ yếu chịu tác động sức cản của nước. Chúng ta không bận tâm tới sức cản không khí vì nó quá nhỏ so với sức cản của nước trừ tàu cao tốc.
Sức cản của nước mà tàu phải chịu gồm sức cản ma sát, sức cản xoáy và sức cản do tạo sóng. Có hai cách để tăng tốc độ của tàu đó là giảm thiểu sức cản của nước và tăng công suất máy chính. Để thực hiện việc đó, mũi quả lê thường được áp dụng rộng rãi cho nhiều loại tàu và công suất danh định của máy chính thường lớn gấp hai lần công suất hữu hiệu của tàu. Lắc ngang và lắc dọc.
Khi nổi trên mặt nước hay chạy trên biển,tàu sẽ lắc ngang hay lắc dọc do chuyển động của sóng cũng như ảnh hưởng của gió,dòng và chân vịt. Kết quả của lắc ngang và lắc dọc quá mức là như sau: - Do lắc ngang tàu nghiêng quá mức ,nên tăng khả năng bị lật úp. - Cấu trúc thân tàu bị hư hỏng do lắc ngang và lắc dọc đột ngột cũng như hàng rời di chuyển mạnh và xấu hơn nữa, vỏ tàu bị vỡ. - Ảnh hưởng tới trang bị đẩy, tức là tăng sức cản của nước và giảm tốc độ do lắc ngang và lắc dọc -Tiếp đến là ảnh hưởng tới việc điều hành các loại máy móc dụng cụ -Cuối cùng, điều kiện làm việc vất vả sẽ làm thủy thủ bị say sóng.
Bởi vậy, ngay trong giai đoạn thiết kế, chúng ta phải xét tới lắc ngang và lắc dọc vì nó liên quan mật thiết tới toàn bộ đặc tính hàng hải. Như ta đã biết, chu kỳ lắc có liên quan rất lớn tới chiều cao tâm nghiêng ban đầu, và trong mức độ nào đó, tính ổn định trái ngược với tính lắc. Có điều kỳ lạ, nhiều người có thể nghĩ là lắc mạnh không phải sinh ra từ ổn định kém. Bởi vậy người ta đã nghĩ ra nhiều thiết bị chống lắc, và đưa vào áp dụng rộng rãi để giảm lắc ngang và lắc dọc.
Các thiết bị chống lắc hiện thường dùng trong thực tế là vây bên hông,thiết bị giảm lắc và két nổi bên hông. Tính chống chìm. Tính chống chìm xác định khả năng tàu vẫn nổi trên mặt nước, đủ sức nổi, tính ổn định và các đặc tính hàng hải khác trong trường hợp một hay vài khoang ngập nước. Nếu có tai nạn xảy ra, sức nổi dự trữ là điều kiện chủ chốt để giữ cho tàu vẫn nổi.
Tính điều khiển. Đặc tính hàng hải cuối cùng mà ta xét tới là tính điều khiển, đó là khả năng tàu giữ hay thay đổi hướng đi tùy theo ý định của người lái tàu.Tính điều khiển có hai tính chất, đó là ổn định hướng đi và khả năng quay vòng. Ổn định hướng đi chỉ rõ khả năng tàu giữ hướng đã định còn tính chất sau là khả năng tàu thay đổi hướng.Tàu đi biển đòi hỏi tính ổn định hướng đi tốt trong khi tàu đi tầm ngắn lại đòi hỏi tính quay trở tốt hơn. KẾT CẤU THÂN TÀU.
Con tàu là một công trình to lớn nổi trên mặt nước với một số sàn gọi là boong tàu.Trong số đó boong trên là boong nằm trên cùng chạy liên tục từ mũi tới đuôi.Trong số các boong liên tục nằm dưới boong trên có boong dưới.Trên boong trên cũng có một số boong khác. Boong la bàn: trên đó có đặt các thiết bị dẫn đường. Boong xuồng : trên đó có xuồng cứu sinh,boong ở nơi có các khu vực ở cho hànhkhách và thuyền viên.Vì đặc tính của kết cấu vỏ tàu,kết cấu nằm trên boong trên thường được gọi là thượng tầng trong khi những phần nằm dưới boong trên gọi là thân vỏ chính. Nhằm bố trí hợp lý và sử dụng đầy đủ khoảng không gian bên trong, thân tàu không những được cắt ra thành từng tầng bởi các boong mà còn được phân cách thành hàng loạt các phòng,các không gian và ca bin bởi các bức tường mà ta gọi là vách ngăn.
Thân vỏ chính, tùy theo vị trí khác nhau, được chia thành khu vực mũi, khu vực sườn giữa và đuôi tàu. Thông thường mỗi một khu vực gồm đáy, mạn, boong và vách. Một trong những cấu trúc cơ bản của kết cấu thân tàu là vỏ tàu, nó đảm bảo cho tàu có sức nổi.