Tóm tắt Luận án Nghiên cứu xác định một số tham số kết cấu của súng bắn tỉa cỡ lớn trên cơ sở phân phối năng lượng hợp lý đảm bảo phù hợp với xạ thủ Việt Nam
Súng bắn tỉa là một trong những loại vũ khí không thể thiếu trong tác
chiến bộ binh, nó được trang bị cho cá nhân ở các đơn vị đặc nhiệm của lực
lượng vũ trang để tiêu diệt các mục tiêu quan trọng của đối phương như
người chỉ huy, người sử dụng thiết bị thông tin, thiết bị quan sát, điểm hỏa
lực mạnh, lái xe, ăng ten xe chỉ huy v.v.nằm ngoài tầm bắn của vũ khí cá
nhân thông thường. Do hiệu quả tiêu diệt mục tiêu của súng bắn tỉa rất cao
nên các nước luôn quan tâm đến phát triển và trang bị những loại súng bắn
tỉa phù hợp với tác chiến của quân đội mình.
Súng bắn tỉa của ta sẽ sử dụng đạn 12,7x107mm có uy lực lớn, năng
lượng phát bắn của nó cao hơn năng lượng phát bắn của súng cá nhân thông
thường rất nhiều dẫn đến lực giật của nó rất mạnh, nếu không có kết cấu
súng phù hợp thì hầu hết các xạ thủ không thể sử dụng được. Do đó, việc
thực hiện đề tài “Nghiên cứu xác định một số tham số kết cấu của súng
bắn tỉa cỡ lớn trên cơ sở phân phối năng lượng hợp lý đảm bảo phù hợp
với xạ thủ Việt Nam” nhằm tạo thêm cơ sở lý luận cho việc thiết kế chế tạo
mới, khai thác sử dụng các loại súng bắn tỉa cỡ lớn sẽ nhập khẩu là việc làm
cấp thiết, có ý nghĩa khoa học và thực tiễn.
Tóm tắt nội dung tài liệu: Tóm tắt Luận án Nghiên cứu xác định một số tham số kết cấu của súng bắn tỉa cỡ lớn trên cơ sở phân phối năng lượng hợp lý đảm bảo phù hợp với xạ thủ Việt Nam
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ QUỐC PHÒNG VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ QUÂN SỰ Mai Viết An NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH MỘT SỐ THAM SỐ KẾT CẤU CỦA SÚNG BẮN TỈA CỠ LỚN TRÊN CƠ SỞ PHÂN PHỐI NĂNG LƢỢNG HỢP LÝ ĐẢM BẢO PHÙ HỢP VỚI XẠ THỦ VIỆT NAM Chuyên ngành: Cơ kỹ thuật Mã số: 62 52 01 01 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2017 Công trình đƣợc hoàn thành tại Viện Khoa học và Công nghệ Quân sự Người hướng dẫn khoa học: 1. GS.TS Phạm Huy Chƣơng 2. TS Bùi Ngọc Hƣng Phản biện 1: GS.TSKH Nguyễn Đông Anh Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam Phản biện 2: GS.TS Nguyễn Hồng Lanh Học viện Kỹ thuật quân sự Phản biện 3: GS.TS Trần Văn Địch Đại học Bách khoa Hà Nội Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp Viện, họp tại Viện Khoa học và Công nghệ Quân sự Vào hồi giờ ngày tháng năm 2017 Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện: - Thƣ viện Quốc gia Việt Nam - Thƣ viện Viện Khoa học và Công nghệ Quân sự DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ 1. Mai Viết An, Bùi Ngọc Hưng, Trần Xuân Khoa, “Một số kết quả nghiên cứu thiết kế, chế thử và thử nghiệm loa giảm giật dùng cho súng bắn tỉa cỡ nòng 12,7mm”, Tạp chí Nghiên cứu khoa học và công nghệ quân sự, Viện KH&CN quân sự, số 23, 02/2013, tr. 81-88. 2. Mai Viết An, Bùi Ngọc Hưng, Phạm Đức Khôi, “Nghiên cứu ảnh hưởng của loa giảm giật súng bắn tỉa cỡ nòng 12,7mm lên xạ thủ bắn”, Tạp chí Nghiên cứu khoa học và công nghệ quân sự, Viện KH&CN quân sự, số 26, 08/2013, tr. 90-98. 3. Phạm Huy Chương, Mai Viết An, “Xây dựng và giải bài toán ổn định của súng bắn tỉa 12,7mm VN khi bắn”, Tuyển tập công trình Hội nghị Khoa học các nhà nghiên cứu trẻ, Tạp chí Khoa học và kỹ thuật, số 161, 4-2014, tr. 102-111. 4. Phạm Huy Chương, Bùi Ngọc Hưng, Mai Viết An, Mai Văn An, “Đặc trưng loa giảm giật súng bắn tỉa 12,7mm VN và khả năng phân phối năng lượng phát bắn”, Tạp chí Khoa học và kỹ thuật, số 173, 12/2015, tr. 148- 155. 5. Phạm Huy Chương, Bùi Ngọc Hưng, Mai Viết An, Đặng Hải Anh, “Ảnh hưởng của loa giảm giật đến độ ổn định bắn của súng bắn tỉa 12,7mm VN và sự lựa chọn hợp lý kết cấu của loa giảm giật”, Tạp chí Nghiên cứu khoa học và công nghệ quân sự, Viện KH&CN quân sự, số 42, 04/2016, tr. 170-176. 1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Súng bắn tỉa là một trong những loại vũ khí không thể thiếu trong tác chiến bộ binh, nó được trang bị cho cá nhân ở các đơn vị đặc nhiệm của lực lượng vũ trang để tiêu diệt các mục tiêu quan trọng của đối phương như người chỉ huy, người sử dụng thiết bị thông tin, thiết bị quan sát, điểm hỏa lực mạnh, lái xe, ăng ten xe chỉ huy v.v...nằm ngoài tầm bắn của vũ khí cá nhân thông thường. Do hiệu quả tiêu diệt mục tiêu của súng bắn tỉa rất cao nên các nước luôn quan tâm đến phát triển và trang bị những loại súng bắn tỉa phù hợp với tác chiến của quân đội mình. Súng bắn tỉa của ta sẽ sử dụng đạn 12,7x107mm có uy lực lớn, năng lượng phát bắn của nó cao hơn năng lượng phát bắn của súng cá nhân thông thường rất nhiều dẫn đến lực giật của nó rất mạnh, nếu không có kết cấu súng phù hợp thì hầu hết các xạ thủ không thể sử dụng được. Do đó, việc thực hiện đề tài “Nghiên cứu xác định một số tham số kết cấu của súng bắn tỉa cỡ lớn trên cơ sở phân phối năng lượng hợp lý đảm bảo phù hợp với xạ thủ Việt Nam” nhằm tạo thêm cơ sở lý luận cho việc thiết kế chế tạo mới, khai thác sử dụng các loại súng bắn tỉa cỡ lớn sẽ nhập khẩu là việc làm cấp thiết, có ý nghĩa khoa học và thực tiễn. 2. Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu cơ sở khoa học xác định một số tham số kết cấu của súng bắn tỉa cỡ lớn trên cơ sở phân phối năng lượng hợp lý đảm bảo phù hợp với xạ thủ Việt Nam. Kết quả nghiên cứu góp phần định hướng thiết kế, chế tạo và khai thác sử dụng hợp lý để nâng cao độ chính xác bắn cho súng bắn tỉa cỡ nòng lớn. 3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: Đối tượng nghiên cứu của luận án là súng bắn tỉa 12,7 mm hiện đang có nhu cầu nghiên cứu, thiết kế, chế tạo trong nước trang bị cho các lực lượng vũ trang thực hiện các nhiệm vụ đặc biệt. Phạm vi nghiên cứu: Xây dựng mô hình nghiên cứu súng bắn tỉa 12,7mm, tính toán các tham số kết cấu của súng làm giảm xung lực giật tác dụng lên xạ thủ khi bắn. Nghiên cứu lựa chọn các tham số kết cấu đảm bảo phân phối năng lượng hợp lý, phù hợp với xạ thủ Việt Nam. Việc nghiên cứu tính toán và thực nghiệm cụ thể được tiến hành với súng bắn tỉa 12,7mm VN. 2 4. Phƣơng pháp nghiên cứu: Sử dụng phương pháp kết hợp nghiên cứu lý thuyết với thực nghiệm. Nghiên cứu các mô hình hiện có, vận dụng các phương pháp hiện đại cùng với sự trợ giúp của các phương tiện và phần mềm tính toán mới nhằm đưa ra mô hình nghiên cứu súng-giá hai chân-xạ thủ sát với thực tế. Trên cơ sở khoa học, tính toán các kết cấu cơ bản của súng, phân tích sự ảnh hưởng của các yếu tố kết cấu của súng tới khả năng ổn định của súng khi bắn, từ đó lựa chọn các thông số kết cấu nhằm phân phối năng lượng hợp lý đảm bảo phù hợp với xạ thủ Việt nam. Tiến hành xác định các thông số đầu vào của bài toán và đo kiểm chứng một số thông số động lực học cơ bản của hệ khi bắn. 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài: - Ý nghĩa khoa học: Bổ sung và hoàn thiện việc xây dựng mô hình tính toán động lực học súng-giá hai chân-xạ thủ để đánh giá độ chính xác bắn. Xây dựng được các cơ sở khoa học về lý thuyết tính toán các cơ cấu, các kết cấu phục vụ cho việc thiết kế, chế tạo mới súng bắn tỉa cỡ nòng lớn phù hợp với xạ thủ Việt Nam. - Ý nghĩa thực tiễn: Luận án bước đầu đã xây dựng cơ sở lý luận cho một loại sản phẩm mới có khả năng tác chiến cao, góp phần chủ động trang bị cho các lực lượng vũ trang, đặc biệt là các lực lượng làm nhiệm vụ đặc biệt tiết kiệm ngoại tệ khi mua sản phẩm và tài liệu thiết kế của nước ngoài. Tạo thêm luận cứ khoa học để đánh giá chất lượng các loại vũ khí bắn tỉa nhập khẩu, thiết kế chế tạo mới, thiết kế cải biên và vũ khí bắn tỉa hiện có trong các lực lượng vũ trang ta. Nội dung nghiên cứu Nội dung của luận án bao gồm phần mở đầu và bốn chương là: Chương 1 - Tổng quan về súng bắn tỉa cỡ lớn. Chương 2 - Xây dựng mô hình khảo sát ổn định của súng bắn tỉa cỡ lớn khi bắn. Chương 3 - Nghiên cứu xác định một số tham số kết cấu của súng bắn tỉa cỡ lớn trên cơ sở phân phối năng lượng hợp lý phù hợp với xạ thủ Việt Nam. Chương 4 – Thử nghiệm xác định các thông số động lực học của hệ khi bắn. Phần kết luận, kiến nghị, danh mục các bài báo đã công bố. Luận án có 15 bảng, 61 hình và sử dụng 48 tài liệu tham khảo. Chƣơng 1 TỔNG QUAN VỀ SÚNG BẮN TỈA CỠ LỚN 1.1. Độ chính xác bắn và các vấn đề có liên quan Độ chính xác bắn của súng pháo nói chung, của súng bắn tỉa nói riêng bao gồm hai yếu tố: Độ trúng và độ chụm [5], [30]. 3 1.1.1. Độ trúng Độ trúng được đặc trưng bằng khoảng cách từ điểm chạm trung bình của các vết đạn đến điểm kiểm tra trên bia. 1.1.2. Độ chụm Độ chụm được đặc trưng bởi độ rộng hẹp của các vết chạm trên bia. 1.1.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến độ chính xác bắn Các nguyên nhân có thể chia thành ba nhóm chính sau [5], [30]: - Do kết cấu của vũ khí (súng và đạn); - Do sự biến đổi về điều kiện khí tượng; - Yếu lĩnh động tác bắn của xạ thủ. Trong các yếu tố trên, góc bắn ảnh hưởng lớn đến độ chính xác bắn của súng. Góc bắn bằng tổng số của góc nảy và góc ngắm . - Góc ngắm : Góc ngắm ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác bắn. - Góc nảy : Góc nảy là góc kẹp giữa đường trục nòng trước khi bắn và tại thời điểm bắn. 1.1.4. Xạ thủ Việt Nam Về cơ bản vóc dáng và cân nặng của xạ thủ Việt Nam là thấp hơn so với chuẩn quốc tế, đặc biệt là xạ thủ của Mỹ và các nước Phương tây. 1.1.5. Năng lượng của phát bắn Có hai phần năng lượng ảnh hưởng trực tiếp đến góc nảy đầu nòng (γ) khi bắn: + Phần năng lượng dư của khí thuốc tại thời kỳ tác dụng sau cùng gây nên xung lực mạnh tác dụng lên xạ thủ bắn. + Phần năng lượng đẩy thân súng lùi về sau (EL) tác dụng trực tiếp lên xạ thủ. 1.2. Súng bắn tỉa 1.2.1. Khái niệm về súng bắn tỉa Súng bắn tỉa là loại súng được trang bị cho những người thiện xạ trong đơn vị, súng có độ chính xác bắn cao. 1.2.2. Mục đích sử dụng súng bắn tỉa Súng bắn tỉa được sử dụng nhằm mục đích để ngắm bắn chính xác vào các vị trí cần thiết của mục tiêu. 1.2.3. Tính năng chiến kỹ thuật cơ bản của súng bắn tỉa cỡ lớn Đối với súng bắn tỉa, độ chính xác của súng là chỉ tiêu quan trọng nhất, quyết định tới chất lượng của súng. 1.2.4. Đặc điểm kết cấu của súng bắn tỉa 12,7mm VN Để đảm bảo chiến đấu và hành quân thuận lợi, súng bắn 12,7 mm VN phải có kết cấu đơn giản, gọn nhẹ và dễ sử dụng. 4 1.2.5. Các cơ cấu ảnh hưởng đến độ chính xác bắn súng bắn tỉa 12,7mm VN Các cơ cấu ảnh hưởng cần phải nghiên cứu gồm: Loa giảm giật đầu nòng, giảm chấn, giảm va, lỗ trích khí. 1) Loa giảm giật đầu nòng. Hiệu quả tác dụng của loa giảm giật chủ yếu phụ thuộc vào số lượng, tốc độ và hướng chuyển động của khí thuốc thoát ra. 2) Giảm chấn. Giảm chấn (đệm tỳ vai) kéo dài thời gian tác dụng của xung lực phát bắn tác dụng lên xạ thủ, nhờ đó giảm lực lớn nhất tác dụng, giảm góc nảy đầu nòng, tăng độ chính xác bắn và không gây đau vai cho xạ thủ. 3) Giảm va. Lò xo đẩy lên của súng vừa tích lũy năng lượng đẩy lên vừa giảm va cho bệ khóa nòng. 4) Cơ cấu trích khí. Đường kính lỗ trích khí được tính toán, thiết kế đảm bảo máy tự động hoạt động tin cậy và sự va chạm giữa bệ khóa nòng với thân súng ở vị trí sau cùng là nhỏ đảm bảo không gây mất an toàn cho xạ thủ và vũ khí. 1.2.6. Phân phối năng lượng cho các bộ phận của súng Năng lượng của phát bắn cơ bản chỉ được phân phối qua loa giảm giật đầu nòng. Đây là giải pháp tốt nhất đảm bảo giảm năng lượng lùi, xung lực giật tác dụng lên xạ thủ, phù hợp với súng bắn tỉa cỡ nòng lớn. 1.3. Đặc điểm hệ vũ khí giá và độ ổn định bắn của súng bắn tỉa cỡ lớn 1.3.1. Đặc điểm của hệ vũ khí giá Hệ vũ khí giá được nghiên cứu trên các dạng mô hình sau [9]: 1.3.1.1. Hệ vũ khí-xạ thủ. Hệ vũ khí - xạ thủ là hệ dùng cho các loại vũ khí tự động cầm tay. 1.3.1.2. Hệ vũ khí-phương tiện cơ động. Đây thuộc các loại vũ khí lắp trên xe tăng, xe chiến đấu, trên máy bay, tàu chiến. 1.3.1.3. Hệ vũ khí – giá - xạ thủ. Hệ vũ khí-giá-xạ thủ đặc trưng cho các loại súng tự động có giá song khi bắn vẫn phải dùng sức của xạ thủ để giữ cho súng ở vị trí ổn định động. 1.3.2. Độ ổn định bắn của súng bắn tỉa cỡ lớn Độ ổn định của súng được đánh giá chủ yếu thông qua góc nảy đầu nòng γ và khoảng dịch chuyển L về sau của thân súng. 1.4. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nƣớc 1.4.1. Ngoài nƣớc 1.4.1.1. Tình hình khai thác sử dụng súng bắn tỉa trên thế giới Hiện nay, súng bắn tỉa được các nước trên thế giới đặc biệt quan tâm phát triển. Hiện nay có khoảng trên 30 nước phát triển và trang bị súng bắn tỉa cỡ nòng 12,7mm cho các lực lượng vũ trang. 5 1.4.1.2. Tình hình nghiên cứu Độ chính xác bắn của súng phụ thuộc rất lớn vào cấu trúc động lực học của hệ khi bắn [9], [24], [26], [45]. 1) Phương pháp của V.M.Kirillop và các tác giả trường cao đẳng kỹ thuật quân sự Penza. Các tác giả của trường cao đẳng kỹ thuật quân sự Penza đã xây dựng mô hình nghiên cứu động lực học của hệ vũ khí-giá-xạ thủ [48] tương đối phù hợp với thực tế song còn nhiều hạn chế. 2) Phương pháp của EA.Gorop. Mô hình này chỉ có thể được sử dụng cho tính toán sơ bộ khi thiết kế. 1.4.2. Trong nƣớc 1.4.2.1. Tình hình khai thác sử dụng và phát triển súng bắn tỉa trong nước Hiện nay trong trang bị của các lực lượng vũ trang ta chỉ có một lượng nhỏ các loại súng bắn tỉa cỡ nhỏ, đã cũ. Loại súng bắn tỉa cỡ lớn chúng ta chưa có và chưa nghiên cứu thiết kế, sản xuất, thực sự đang có nhu cầu trang bị cho các lực lượng vũ trang. 1.4.2.2. Tình hình nghiên cứu trong nước Qua nghiên cứu các tài liệu có thể thấy các nhà khoa học đã tập trung nghiên cứu nhiều về hệ vũ khí –xạ thủ và vũ khí – giá- xạ thủ. Mô hình nghiên cứu [16] sát với thực tế khi bắn súng đại liên PKMS, tuy nhiên đây là mô hình nghiên cứu về vũ khí – giá ba chân – xạ thủ nên có nhiều điểm khác và không thể áp dụng cho mô hình vũ khí – giá hai chân – xạ thủ. 1.5. Kết luận chƣơng 1 1. Các mô hình đã nghiên cứu phù hợp với phương tiện tính toán vào thời điểm đó. 2. Các nghiên cứu tập trung vào giải quyết bài toán ổn định của súng khi bắn. 3. Một số mô hình đã kể tới hoạt động của máy tự động đồng thời với dịch chuyển của toàn cơ hệ. 4. Chưa có một công trình nghiên cứu nào về mô hình vũ khí-giá 2 chân -xạ thủ. 5. Các công trình nghiên cứu trước đây chưa đi sâu nghiên cứu về năng lượng phát bắn và việc ứng dụng các tham số kết cấu của súng để phân phối năng lượng phát bắn, lợi dụng phần năng lượng dư có ích cho súng, phù hợp hơn với xạ thủ là người Việt Nam. 6 Chƣơng 2 XÂY DỰNG MÔ HÌNH KHẢO SÁT ỔN ĐỊNH CỦA SÚNG BẮN TỈA CỠ LỚN 2.1. Đặt vấn đề Để xác định các tham số kết cấu của súng hợp lý trên cơ sở phân phối năng lượng phát bắn phù hợp với xạ thủ Việt Nam, luận án cần nghiên cứu xây dựng mô hình khảo sát ổn định của súng bắn tỉa cỡ lớn khi bắn. 2.2. Đặc điểm của cơ hệ bắn súng bắn tỉa cỡ nòng lớn và những đặc trƣng cơ bản Khi bắn súng bắn tỉa cỡ nòng lớn, từ đặc điểm kết cấu và hoạt động của hệ súng có giá, cơ hệ có một số đặc điểm và các đặc trưng cơ bản riêng. 2.3. Xây dựng mô hình tính toán 2.3.1. Các giả thiết cơ bản Để xây dựng được mô hình tính toán, luận án đã đưa ra các giả thiết cơ bản. 2.3.2. Mô hình cơ hệ Thông qua các giả thiết đã đưa ra, luận án đã xây dựng được mô hình cơ hệ như trên hình 2.1, bao gồm 4 vật : MA, MK, MN và Mi. Hình 2.1 Mô hình cơ hệ 2.3.3. Chọn hệ trục tọa độ và các tọa độ suy rộng Lấy điểm O làm gốc tọa độ, ta xây dựng 2 hệ trục tọa độ đề các như trên hình 2.1, trong đó hệ trục tọa độ OXYZ cố định, hệ trục tọa độ Oxyz gắn chặt với súng. Đối với cơ hệ đang nghiên cứu, có 4 bậc tự do độc lập. Sử 7 dụng 4 tọa độ suy rộng để miêu tả chuyển động của cơ hệ (chuyển động của vật i được xác định thông qua liên kết chuyển động với vật 1). - q1 = xA: Chuyển động của vật 1 theo phương trục nòng súng (trục Ox); - q2 = xK: Chuyển động của vật 2 theo phương trục nòng súng (trục Ox); - q3 = xN: Chuyển động của vật 3 theo phương trục nòng súng (trục Ox); - q4 = K: Góc quay của thân súng quanh trục OZ. 2.4. Các lực tác dụng lên hệ khi bắn 2.4.1. Lực tác dụng của xạ thủ Lực tác dụng của xạ thủ lên súng là lực của cơ bắp xạ thủ tác dụng lên súng, nó chính là lực tỳ vai và lực giữ của tay. 2.4.2. Lực của áp suất khí thuốc trong nòng Lực của áp suất khí thuốc tác dụng trong nòng được xác định khi giải bài toán thuật phóng trong [11], [16], [24]. 2.4.3. Lực tác dụng lên thiết bị trích khí Lực tác dụng lên thiết bị trích khí xác định khi giải đồng thời hệ phương trình nhiệt động buồng khí và hệ phương trình thuật phóng trong. 2.4.4. ... a phần chuyển động của xạ thủ tham gia vào khối lượng chuyển động của súng bằng (1520) kg. Xác định các thông số của nền đặt bắn Theo [16], với đất đồi núi Việt Nam (thuộc dạng đá ba lát, sỏi, sét ẩm, cát trầm tích, sét phong hoá) thì Cd 5.10 6 N/m; bd 10 4 N.s/m. 4.3. Xác định các đặc trƣng động lực học của hệ khi bắn 4.3.1. Đo xung lực của phát bắn tác dụng lên xạ thủ từ đó xác định được hiệu suất của loa giảm giật đầu nòng có góc nghiêng lỗ phụt khí ψ = 135° 4.3.1.1. Mục đích Xác định xung lực của phát bắn trong trường hợp lắp loa giảm giật đầu nòng có góc nghiêng lỗ phụt khí ψ = 135° và không lắp loa giảm giật, từ đó xác định được hiệu suất xung lượng của loa giảm giật. 4.3.1.2. Phƣơng pháp thực nghiệm Súng được gá chắc chắn trên giá thử nghiệm sao cho hạn chế được 5 bậc tự do, còn lại 1 bậc tự do là chuyển động của súng theo phương trục nòng súng. Đầu đo được lắp phía sau thân súng (hình 4.6). 17 4.3.1.3. Kỹ thuật thực nghiệm: Thiết bị thử nghiệm chuyên dụng DEWE 3020 (hình 4.7) và đầu đo lực C2. Hình 4.6. Phương pháp lắp đầu đo lực xác định xung lực phát bắn Hình 4.7. Thiết bị thử nghiệm DEWE 3020 4.3.1.4. Trình tự tiến hành thử nghiệm Đo xung lực phát bắn trong hai trường hợp không lắp và có lắp loa giảm giật có góc nghiêng lỗ phụt khí ψ = 135°. 4.3.1.5. Kết quả thử nghiệm Bắn mỗi trường hợp 1 nhóm, mỗi nhóm 7 viên. Kết quả trên bảng 4.1. Bảng 4.1. Kết quả đo xung lực phát bắn súng bắn tỉa 12,7mm VN TT Lực giật Max (N) Xung lực (N.s) Ghi chú Xung 1 Xung 2 Xung 3 Tổng xung 1 9757,617 52,014 27,047 7,012 86,073 Không lắp loa giảm giật 2 9826,263 52,093 28,420 7,482 87,995 3 9787,037 52,966 28,165 5,943 87,074 4 9590,904 52,564 28,125 6,933 87,622 5 9875,297 53,083 27,812 6,414 87,309 6 9541,870 52,485 29,008 6,129 87,622 7 9247,671 51,691 27,370 6,776 85,837 TB 9660,951 87,076 Max 9875,297 87,995 Min 9247,671 85,837 8 4628,739 26,321 20,408 3,148 49,877 Lắp loa giảm giật 9 4638,545 27,772 22,742 4,629 55,143 10 4442,412 26,664 21,888 3,766 52,318 11 4187,440 25,301 20,820 2,452 48,572 12 4148,213 25,497 20,878 1,569 47,945 13 4158,020 25,654 21,222 2,461 49,337 14 4089,373 25,095 21,820 4,795 51,710 TB 4327,535 50,700 Max 4638,545 55,143 Min 4089,373 47,945 18 4.3.1.6. Đánh giá kết quả thử nghiệm - Từ kết quả trên, theo công thức (2.2) ta xác định được hiệu suất của loa giảm giật khi góc nghiêng lỗ phụt khí thuốc ψ = 135°: ΔJ = -41,77%. - Kết quả nhận được từ thực nghiệm tương đối phù hợp với kết quả tính toán theo lý thuyết (-43,36%), sai số nhỏ (3,6%) nằm trong phạm vi cho phép. Điều đó khẳng định tính đúng đắn của mô hình nghiên cứu. Một số nguyên nhân gây ra sai số: Các sai số khi tính toán lý thuyết: - Trong quá trình tính toán vẫn phải dùng một số giả thiết nhất định, một số đại lượng xác định gần đúng. Sai số do sử dụng phương pháp số để tính toán; Các sai số thực nghiệm: - Kích thước thực của loa giảm giật sau khi chế tạo có dung sai so với kích thước danh nghĩa. Tồn tại ma sát trên đường trượt lắp thân súng khi đo. Do đạn 12,7x107 mm cũ nên đặc tính thuật phóng thay đổi khác nhau. Điều kiện môi trường khi đo khác với điều kiện tiêu chuẩn. Sai số do thiết bị đo, đầu đo và điều kiện đo. 4.3.2. Đo áp suất dư tác dụng lên xạ thủ tại vị trí nguy hiểm 4.3.2.1. Mục đích Xác định áp suất dư tác dụng lên xạ thủ tại vị trí nguy hiểm khi bắn súng trong trường hợp lắp loa giảm giật đầu nòng có góc nghiêng lỗ phụt khí ψ = 135°. 4.3.2.2. Phƣơng pháp thực nghiệm Do áp suất dư tại vị trí nguy hiểm có giá trị rất nhỏ nên luận án đã đo áp suất tại vị trí gần với cửa thoát khí của loa giảm giật (hình 4.12). Giá trị áp suất dư tại vị trí cần đo được xác định theo công thức: 2 d d c d 2 c c R R h p p R R h , (4.1) Hình 4.12. Vị trí đo áp suất dư khi bắn súng bắn tỉa 12,7mm VN 1300 175° 30 Vị trí đo áp suất dư thực tế Vị trí cần đo áp suất dư 19 4.3.2.3. Kỹ thuật thực nghiệm Thiết bị thử nghiệm DEWE 3020. Đầu đo áp suất 601 H. 4.3.2.4. Trình tự tiến hành thử nghiệm Bắn đo áp suất dư thực tế 1 nhóm 7 viên. 4.3.2.5. Kết quả thử nghiệm Kết quả đo như trên bảng 4.2, đồ thị đường cong đo áp suất dư như trên hình 4.14. Bảng 4.2. Kết quả đo áp suất dư TT PB Rd (mm) Rc (mm) h (mm) Pd (pa) Pc (pa) Sai số so với tính toán lý thuyết 1 300 1300 300 9,778.10 5 0,195.10 5 2,8 % 2 300 1300 300 9,119.10 5 0,182.10 5 4,0 % 3 300 1300 300 9,268.10 5 0,185.10 5 2,4 % 4 300 1300 300 9,635.10 5 0,193.10 5 1,8 % 5 300 1300 300 9,945.10 5 0,198.10 5 4,4 % 6 300 1300 300 9,960.10 5 0,199.10 5 4,9 % 7 300 1300 300 9,338.10 5 0,186.10 5 1,9% Hình 4.14. Đồ thị đường cong đo áp suất dư thực tế 4.3.2.6. Nhận xét kết quả thử nghiệm - Kết quả thực nghiệm phù hợp với kết quả tính toán lý thuyết đã nghiên cứu ở chương 3, sai số nhỏ (dưới 5%). Điều này chứng tỏ thiết bị và đầu đo làm việc tin cậy, ổn định. - Kết quả thực nghiệm phản ánh đúng quy luật ảnh hưởng của hiệu suất của loa giảm giật tới áp suất dư tác dụng lên xạ thủ bắn. Một số nguyên nhân gây ra sai số: Các sai số khi tính toán lý thuyết: Phải dùng một số giả thiết nhất định nhằm đơn giản hóa quá trình tính toán, một số đại lượng xác định gần đúng, theo kinh nghiệm. Sai số do sử dụng phương pháp số để tính toán. Các sai số thực nghiệm: Do đạn 12,7x107 mm cũ nên đặc tính thuật phóng thay đổi khác nhau, vị trí đo thực tế không trùng với vị trí cần đo. Điều kiện 20 môi trường khi đo khác với điều kiện tiêu chuẩn. Sai số do thiết bị đo, đầu đo và điều kiện đo. 4.3.3. Đo dịch chuyển của thân súng trong mặt phẳng thẳng đứng từ đó tính ra góc nảy của đường trục nòng 4.3.3.1. Mục đích Đo dịch chuyển hai điểm trên thân súng trong mặt phẳng thẳng đứng, từ đó xác định được góc nảy đầu nòng súng bắn tỉa 12,7mmm VN sau khi kết thúc thời kỳ tác dụng sau cùng của khí thuốc khi bắn với các tham số kết cấu đã lựa chọn trong chương 3. 4.3.3.2. Phƣơng pháp thực nghiệm Sử dụng cảm biến HT500 kết nối với thiết bị đo DEWE 3020. 4.3.3.3. Kỹ thuật thực nghiệm: Thiết bị thử nghiệm DEWE 3020. Đầu đo dịch chuyển HT 500. 4.3.2.4. Trình tự tiến hành thử nghiệm Bắn đo dịch chuyển của thân súng 1 nhóm 7 viên. 4.3.3.5. Kết quả thử nghiệm Kết quả trong bảng 4.3, và đồ thị hình 4.19. Bảng 4.3. Góc nảy đứng lớn nhất của thân súng sau khi kết thúc thời kỳ tác dụng sau cùng của khí thuốc TTPB L (mm) γđo (rad) γđo (phút) γttlt (phút) Sai số 1 800 0,000848 2,915 2,88 1,2 % 2 800 0,000877 3,014 2,88 4,6 % 3 800 0,000867 2,980 2,88 3,4 % 4 800 0,000868 2,984 2,88 3,6 % 5 800 0,000856 2,942 2,88 2,1 % 6 800 0,000919 3,159 2,88 9,6 % 7 800 0,000888 3,052 2,88 5,9 % Hình 4.19. Đồ thị biểu diễn góc nảy đứng của súng sau khi hết thời kỳ tác dụng sau cùng 21 4.3.3.6. Nhận xét kết quả thử nghiệm - Kết quả thực nghiệm khá phù hợp với kết quả tính toán lý thuyết đã khảo sát ở chương 3. - Sai số giữa tính toán lý thuyết và thực nghiệm là không nhiều. Điều này chứng tỏ thiết bị và đầu đo làm việc tin cậy, ổn định (ở phát bắn thứ 6 có sai số lớn hơn các phát bắn khác (9,6%), thực tế điều này hoàn toàn có thể xảy ra do đạn bắn là đạn đã rất cũ nên đặc tính thuật phóng đã thay đổi và do ảnh hưởng của tâm lý xạ thủ trong từng phát bắn gây ra sự sai khác trên). - Các kết quả trên có thể khẳng định rằng mô hình tính toán ổn định của súng bắn tỉa 12,7mm VN khi bắn trong chương 2 là phù hợp, tin cậy. Kết cấu của súng đã lựa chọn là hợp lý, phù hợp với xạ thủ Việt Nam. Một số nguyên nhân gây ra sai số: Các sai số khi tính toán lý thuyết: Do đưa vào một số giả thiết để đơn giản trong xây dựng mô hình tính toán. Trong quá trình tính toán vẫn phải dùng một số giả thiết, công thức gần đúng. Sai số do sử dụng phương pháp số để tính toán. Các sai số thực nghiệm: Súng chế tạo trong thực tế có sai khác so với súng trong mô hình tính toán lý thuyết. Thông số nền đặt bắn thực tế không trùng với thông số nền trong tính toán lý thuyết. Đạn 12,7x107 mm cũ nên đặc tính thuật phóng thay đổi khác nhau. Các thông số ổn định của xạ thủ bắn thử chưa cao. Sai số do thiết bị đo, đầu đo và điều kiện đo. 4.3.4. Bắn kiểm tra độ chụm của súng 4.3.4.1. Mục đích Bắn kiểm tra độ chụm của súng bắn tỉa 12,7 mm VN bằng kính ngắm quang học ở tầm bắn 100m và 600m bằng đạn 12,7x107 mm Б-32 và đạn bắn tỉa 12,7x107 mm CПЦ. 4.3.4.2. Phƣơng pháp thực nghiệm Bắn 3 nhóm, mỗi nhóm 4 viên kiểm tra độ chụm của súng. 4.3.4.3. Kỹ thuật thực nghiệm: 1. Điều kiện môi trường. Điều kiện thời tiết tự nhiên, ban ngày. 2. Đối tượng thử nghiệm - Đạn thử nghiệm: Đạn 12,7x107mm Б-32 và 12,7x107 mm CПЦ; - Kính ngắm bắn ngày DS-3 (do Nga sản xuất); - Súng thử nghiệm: Súng bắn tỉa 12,7 mm VN. - Nhiệt độ bảo ôn: Thời tiết tự nhiên. - Bia bắn thử: Bia tiêu chuẩn đặt vuông góc với trục nòng súng và cách miệng nòng tương ứng 100m và 600m. 22 4.3.4.4. Trình tự tiến hành và kết quả thử nghiệm Bắn thử trực tiếp theo phương án bắn đã được phê duyệt. Kết quả bắn thử như trên bảng 4.4 và bảng 4.5 [7]. Bảng 4.4. Kết quả bắn kiểm tra độ chụm của súng ở tầm bắn 100 m TT Loại đạn Độ chụm (cm) Ghi chú Nhóm 1 Nhóm 2 Nhóm3 TB 1 12,7x107mm CПЦ R100 = 4,0 - - - Đạt yêu cầu 2 12,7x107mm Б-32 R100 = 5,0 R100 = 5,7 R100 = 6,2 R100TB = 5,6 Đạt yêu cầu Bảng 4.5. Kết quả bắn kiểm tra độ chụm của súng ở tầm bắn 600 m TT Loại đạn Độ chụm (cm) Ghi chú Nhóm 1 Nhóm 2 Nhóm3 TB 1 12,7x107mm CПЦ R100 = 25 - - Đạt yêu cầu 2 12,7x107mm Б-32 R100 = 35 R100 = 45 R100 = 35 R100TB = 38,3 Đạt yêu cầu Trong đó: R100- Bán kính vòng tròn bao 100% vết đạn trên bia. 4.3.4.5. Nhận xét kết quả thử nghiệm Kết quả bắn kiểm tra độ chính xác bắn ở tầm bắn 100 m (bảng 4.4) và 600 m (bảng 4.5) đạt yêu cầu đã đề ra và tương đương với độ chính xác bắn súng bắn tỉa 12,7mm của nước ngoài đã công bố [7]. 4.4. Kết luận chƣơng 4 1. Kết quả xác định các giá trị đầu vào là đáng tin cậy vì đã sử dụng các phương pháp đúng, kết hợp giữa mô phỏng và thực nghiệm đo đạc. 2. Hiệu suất xung lượng của loa giảm giật nhận được từ thực nghiệm đo xung lực phát bắn so với kết quả tính toán lý thuyết theo mô hình nghiên cứu là tương đối phù hợp, sai số nhỏ (dưới 5%). 3. Kết quả đo áp suất dư tại vị trí nguy hiểm nhất đối với xạ thủ bắn và giá trị góc nảy của nòng súng tại thời điểm hết thời kỳ tác dụng sau cùng của khí thuốc có sai khác với kết quả tính toán lý thuyết và sự sai khác đó là không nhiều. 4. Kết quả bắn kiểm tra độ chính xác bắn của súng ở các tầm bắn 100m và 600m đạt yêu cầu chiến kỹ thuật đã đề ra và tương đương với độ chính xác bắn súng bắn tỉa 12,7mm của nước ngoài đã công bố. Tổng hợp tất cả các kết quả nhận được từ thực nghiệm đó, có thể khẳng định rằng, mô hình và chương trình tính toán lý thuyết được xây dựng trong luận án đạt độ chính xác cần thiết, phù hợp, tin cậy. Các thông số kết cấu của súng bắn tỉa 12,7mm VN đã lựa chọn là hợp lý và phù hợp với xạ thủ Việt Nam. 23 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Quá trình thực hiện, với những nội dung đã trình bày, nghiên cứu sinh rút ra một số kết luận sau: 1. Xây dựng được các cơ sở khoa học về lý thuyết tính toán các cơ cấu, các kết cấu phục vụ cho việc thiết kế, chế tạo mới súng bắn tỉa cỡ nòng lớn, đặc biệt là các kết cấu làm giảm xung lực giật tác dụng lên xạ thủ khi bắn. Việc ứng dụng loa giảm giật đầu nòng sử dụng nguồn năng lượng dư của khí thuốc làm giảm năng lượng lùi, giảm xung lực giật khi bắn có thể nói là giải pháp duy nhất để nâng cao độ chính xác bắn cho súng bắn tỉa cỡ nòng lớn có kết cấu đơn giản, gọn nhẹ và dễ sử dụng. 2. Đã nghiên cứu, lựa chọn giải pháp thiết kế nhằm phân phối năng lượng phát bắn hợp lý, tạo ra được súng bắn tỉa 12,7mm có kích thước phù hợp, khối lượng nhỏ, hoạt động tin cậy cho phép xạ thủ bình thường tỳ vai vào đế báng nằm bắn trực tiếp đảm bảo an toàn, thao tác ngắm bắn và duy trì tốt đường ngắm. 3. Xây dựng phương pháp nghiên cứu phù hợp với quá trình nghiên cứu, thiết kế chế tạo vũ khí mới, đặc biệt là các loại súng có cỡ nòng lớn trang bị cho từng cá nhân trong các lực lượng vũ trang làm nhiệm vụ đặc biệt, huấn luyện và sẵn sàng chiến đấu. 4. Xây dựng mô hình tính toán bài toán động lực học hệ súng-giá hai chân-xạ thủ khi bắn trên cơ sở mô hình dao động hệ nhiều vật nên đã đưa bài toán lý thuyết đến gần hơn với mô hình thực tế. 5. Xây dựng được chương trình tính toán trên môi trường Matlab, cho phép giải quyết được các bài toán phức tạp cho kết quả nhanh và chính xác, dễ dàng thay đổi các phương án tính toán, thuận lợi cho quá trình phân tích lựa chọn các thông số thiết kế hợp lý. 6. Kết quả thực nghiệm đo các thông số động lực học đã phản ánh quy luật biến thiên các thông số dao động của hệ phù hợp với các kết quả tính toán lý thuyết với sai số nhỏ. Điều này chứng tỏ mô hình bài toán lý thuyết là đúng đắn, tin cậy và có thể sử dụng mô hình này để nghiên cứu thiết kế chế tạo các loại súng mới khác. Các kết quả nghiên cứu của luận án là mới và mang một ý nghĩa rất quan trọng, cấp thiết. Cung cấp cơ sở khoa học cho việc thiết kế, chế tạo mới súng bắn tỉa 12,7mm hiện đang có nhu cầu lớn trang bị cho các lực lượng vũ trang. 24 Một số điểm mới: - Đã xây dựng được mô hình nghiên cứu và hệ phương trình mô tả sát thực hệ vũ khí – giá hai chân – xạ thủ để khảo sát ổn định của súng bắn tỉa cỡ lớn khi bắn. Xây dựng chương trình tính toán, giải hệ phương trình chuyển động của cơ hệ, trong đó có tính đến sự biến thiên của tỷ số truyền của các cơ cấu khi máy tự động làm việc và các va chạm. - Nghiên cứu về loa giảm giật đầu nòng có hiệu suất lớn, để phân phối hợp lý năng lượng phát bắn và sự ảnh hưởng của nó đến xạ thủ bắn. Bước đầu đưa ra được một số tham số kết cấu của súng bắn tỉa 12,7mm trên cơ sở phân phối năng lượng hợp lý, phù hợp với xạ thủ Việt Nam, phục vụ trực tiếp cho nhiệm vụ tính toán thiết kế súng bắn tỉa 12,7mm của Việt Nam. Một số kiến nghị: - Cần tiếp tục nghiên cứu, xây dựng, hoàn thiện bộ số liệu thử nghiệm xác định các thông số liên kết súng-xạ thủ, khả năng chịu được tải trọng xung cho người Việt Nam, và các thông số tải trọng nền trung bình cho đặc điểm nền đất Việt nam; - Thử nghiệm toàn diện ở các điều kiện và tư thế bắn khác nhau làm cơ sở dữ liệu để đánh giá (độ chính xác bắn, tuổi thọ của súng) cũng như thiết kế, cải tiến súng bắn tỉa cỡ nòng lớn trong tương lai; - Xây dựng và giải bài toán tối ưu theo hướng đa chỉ tiêu để lựa chọn được các kết cấu làm giảm xung lực phát bắn có các thông số thiết kế tối ưu; - Nghiên cứu giảm thiểu hơn nữa các yếu tố ảnh hưởng đến độ chính xác bắn của súng. Đề xuất giải pháp thiết kế súng bắn tỉa cỡ nòng lớn bắn phát một, nạp đạn bằng tay phù hợp với xạ thủ Việt Nam.
File đính kèm:
- tom_tat_luan_an_nghien_cuu_xac_dinh_mot_so_tham_so_ket_cau_c.pdf
- TomTat LuanAn NCS MaiVietAn _ English.pdf