Xây dựng giải pháp mô phỏng huấn luyện bắn súng ngắn K54 có tạo giật không dây và tự động đánh giá kết quả

Bài viết trình bày giải pháp mới trong đó sử dụng mạng cảm biến laser để đánh giá kết quả bắn với yếu tố cự ly bắn với trường nhìn thực được đảm bảo. Ngoài ra, giải pháp mô phỏng giật không dây bằng phản lực lần đầu tiên được đề xuất.

Thông tin khoa học công nghệ Xây dựng giải pháp mơ huấn luyện bắn súng ngắn K54 có tạo giật không dây tự động đánh giá kết Bùi Minh Tuấn*, Trần Cơng Thìn, Nguyễn Phú Giang, Nguyễn Kiều Hưng, Đỗ Doanh Điện Viện Điện tử, Viện Khoa học Công nghệ quân *Email: tuanbui.mist@gmail.com Nhận ngày 11/10/2021; Hoàn thiện ngày 20/12/2021; Chấp nhận đăng ngày 10/04/2022 DOI: https://doi.org/10.54939/1859-1043.j.mst.78.2022.170-174 TĨM TẮT Các hệ thống mơ huấn luyện bắn súng áp dụng rộng rãi đơn vị quân đội Tuy nhiên, hầu hết hệ thống có sử dụng giải pháp mô trường bắn phần mềm với khoảng cách phịng mơ giật dùng dây dẫn Nhóm giải pháp có hạn chế khơng bảo đảm trường nhìn thật, tính linh hoạt động trình huấn luyện Trong báo này, nhóm tác giả trình bày giải pháp sử dụng mạng cảm biến laser để đánh giá kết bắn với yếu tố cự ly bắn với trường nhìn thực đảm bảo Ngồi ra, giải pháp mô giật không dây phản lực lần đề xuất Kết mô độ tin cậy hoạt động hệ thống trình bày báo Từ khóa: Mô huấn luyện bắn; Mạng cảm biến; Súng ngắn K54 MỞ ĐẦU Hiện nay, giới có nhiều mơ hình huấn luyện bắn súng nói riêng phương tiện quân nói chung cho quân đội giới Meggit (Mỹ) [1], ECA Group (Pháp) SABB (Thụy Điển) [2] Trong đó, mơ hình huấn luyện bắn súng ngắn cho quân đội lực lượng hành pháp thường bố trí phịng tập chun dụng có dựng bối cảnh 3D Đối với sản phẩm nghiên cứu nước, nhóm tác giả Học viện Kỹ thuật quân (HVKTQS) cho đời sản phẩm “Trường bắn ảo” hình Tuy nhiên, giải pháp nêu không phù hợp cho mơi trường huấn luyện cần tính động cao hệ thống giật có dây dẫn khí nén Ngồi ra, giải pháp u cầu phịng tập chun dụng, tiêu thụ điện lớn, đồng thời trường nhìn bị thu hẹp mục tiêu ảo bị thu nhỏ giảm tính thực tế độ xác Hình Trường bắn ảo Từ phân tích trên, nhóm tác giả đặt mục tiêu xây dựng hệ thống huấn luyện bắn súng ngắn K54 nhằm khắc phục hạn chế nêu trên, cụ thể xây dựng phương pháp đánh giá kết huấn luyện bắn súng ngắn với cự ly trường nhìn thật đề xuất giải pháp cho hệ thống mô giật súng K54 khí nén khơng dùng dây dẫn qua nâng cao tính động sát với u cầu huấn luyện HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG ĐÁNH GIÁ ĐIỂM BẮN 2.1 Mơ hình hệ thống Mơ hình tổng thể hệ thống hình Các khối chức tổng thể hệ thống hoạt 170 B M Tuấn, …, Đ D Điện, “Xây dựng giải pháp mô … tự động đánh giá kết quả.” Thông tin khoa học cơng nghệ động đồng với theo trình tự trước tiên súng tập sau đến khối mục tiêu bia Trung tâm điều khiển hệ thống âm hoạt động độc lập đồng thời, bảng điểm điện tử hiển thị điểm bắn trực quan sau phát bắn Để đảm bảo tính động cao nên khối họat động nguồn nuôi pin ắc quy Hệ thống tryền nhận thông tin điều khiển khơng dây tích hợp khối mục tiêu bia, khối tạo giả âm khối trung tâm điều khiển Khối tạo giả âm tiếng nổ đầu nòng Bia thứ Khối nguồn ắc quy Đường tín hiệu vơ tuyến Mặt bia Tia laser Người tập bắn súng nh th a ổ Âm ng n g tiế nòn u đầ Âm giả lập tiếng nổ đầu nịng Khối cảm biến laser Mơ đun vô tuyến Mô đun vô tuyến Khối nguồn pin … Mơ hình súng K54 tập Khối mục tiêu bia cồm bia Bộ phát laser Khối nguồn pin Bia thứ năm Mặt bia Khối tạo giật cho súng Khối nguồn ắc quy Bảng điểm LED Khối trung tâm điều khiển Mô đun vô tuyến Khối cảm biến laser Mô đun vơ tuyến Máy tính trung tâm có phần mềm hiển thị kết bắn điều khiển Khối nguồn pin Mô đun vô tuyến Khối nguồn ắc quy Cự ly bắn 25 m từ vị trí người tập đến mặt bia Hình Mơ hình hệ thống 2.2 Ngun lý hoạt động chung hệ thống 2.2.1 Mô đường đạn tia laser Hệ thống sử dụng tia laser mơ đường đạn khối đóng vai trị định đến độ xác tin cậy hệ thống đưa tham số đầu vào cho toàn hệ thống Đường ngắm chuẩn súng K54 tập quy đảm bảo vết laser bia tương đương với điểm chạm đạn mặt bia hình Hình Tia laser mơ đường đạn 2.2.2 Bia điện tử Như trình bày, bắn súng K54 sử dụng hai loại bia số 4B 4C hình Mặt bia đóng vai trị mạng sensor thu vết laser, mạng cảm biến thu laser chuyển đổi ánh sáng laser chiếu lên bia thành tín hiệu điện áp chuyển tới khối xử lý trung tâm Cảm biến laser photodiode có tích hợp thêm khối khuếch đại mạch trigger schmitt [3] Khi có laser chiếu tới ánh sáng tia laser biến đổi thành tín hiệu điện áp đưa vào xử Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 78, - 2022 171 Thông tin khoa học công nghệ lý trung tâm Trong đó, cảm biến laser thành phần cấu thành khối thể sơ đồ khối giao tiếp mặt bia hình Bộ xử lý trung tâm đồng thời kích hoạt module thu phát khơng dây đồng thời tính tốn truyền thơng tin vị trí điểm chạm tới khối trung tâm điều khiển, bảng điểm điện tử khối âm tạo giả tiếng nổ đầu nòng Vị trí mơ vết đạn Hình Bia bắn số 4b (trái) 4c (phải) Sensor thu laser S6710 Mạng cảm biến (gồm sensor thu laser S6710) 4x Lithium Battery Bộ xử lý STM32F407 Mạch giao tiếp 5V Nguồn 3.3V Hình Sơ đồ khối giao tiếp mặt bia 2.2.3 Định vị điểm bắn Việc định vị vết laser mặt bia phụ thuộc vào tâm vết laser đường kính mặt hấp thụ vết laser hay kích thước phần sensor tia laser mặt bia, ký hiệu hình Vị trí tâm vết laser tính theo ngun lý giao hội Hình Định vị điểm chạm laser 2.2.4 Hệ tạo giật khơng dây súng Có nhiều giải pháp thiết kế tạo giật cho súng tập nghiên cứu [4, 5] Tuy nhiên, tạo giật thường dùng dây dẫn khí có kích thước khối lượng lớn khơng phù hợp với súng ngắn K54 Nhóm tác giả đề xuất giải pháp tạo lực giật phản lực khí nén khơng dây hình Trong đó, van điều khiển đóng vai trị kích hoạt xả khí áp suất cao vào khoang chứa đầu phun khí Luồng khí định hướng dọc theo nịng súng phía trước chạm vào điểm tựa trước tạo thành phản lực tác động lên khóa nịng chuyển động phía sau va chạm lên điểm tựa phía sau súng sinh lực giật Đồng thời van đầu phun di chuyển đóng kín lỗ khí đầu phun, sau van điều khiển xả khí đóng lại kết thúc chu trình xả Khóa nịng sau hết hành trình đẩy vị tri cũ lò xo đẩy thân súng 172 B M Tuấn, …, Đ D Điện, “Xây dựng giải pháp mô … tự động đánh giá kết quả.” Thông tin khoa học công nghệ Điểm tựa sau Khóa nịng Đầu phun khí Điểm tựa trước Lực giật Luồng khí Van điều khiển xả khí Bình chứa khí nén Khí hóa lỏng Van nạp khí Hình Nguyên lý tạo giật phản lực KẾT QUẢ, TÍNH TỐN VÀ THẢO LUẬN 3.1 Hệ thống tự động đánh giá kết bắn Để đánh giá độ xác sát thực tế hệ thống, nhóm nghiên cứu dựa hai tham số tỷ lệ phát đạn trúng bia điểm bắn dựa theo vị trí vết laser quan sát mắt so với hiển thị hình hệ thống tự động đánh giá Theo đó, nhóm nghiên cứu thử nghiệm hệ thống tự động đánh giá kết huấn luyện bắn theo tiêu chuẩn bắn súng ngắn K54 với thông số thiết lập bao gồm: khoảng cách từ người tập đến bia 25 m, công suất mô đun vô tuyến truyền nhận liệu mW, laser diode bước sóng 450 - 600 nm hình Kết thử nghiệm sau: Hình Thử nghiệm hệ thống tự động đánh giá kết - Tỷ lệ phát đạn trúng bia đạt 100% sau 200 phát bắn; - Vị trí vết laser chụp lại tương ứng với vị trí vết đạn thu nhận qua mạng cảm biến mặt bia hiển thị hình; - Điểm bắn hiển thị với điểm điểm bắn chụp lại 3.2 Hệ thống tạo giật không dây Các tham số thiết kế đầu vào tạo giật súng K54 sau: - Loại khí sử dụng CO2 nhiệt độ ban đầu 298 oK (~25 oC); - Thể tích ban đầu vịi phun ml với tiết diện van xả mm2; - Khối lượng khóa nịng, lị xo đẩy vòi phun 0.178 kg; - Hệ số đàn hồi lò xo 290 N/m Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 78, - 2022 173 Thông tin khoa học công nghệ Kết nhận khoảng dịch chuyển khóa nịng lớn cm, tương đương với khoảng dịch chuyển tối đa khóa nịng, thời gian 0.021 s sau xả khí Áp suất cực đại đạt xấp xỉ 1.3 Mpa thời điểm 0.012 s sau van xả khí Qua đó, ta thấy mơ hình thiết kế đảm bảo hoạt động tự động lên đạn tin cậy súng KẾT LUẬN Trong báo này, nhóm tác giả trình bày kết nghiên cứu giải pháp mơ huấn luyện bắn súng ngắn K54 có tạo giật không dây tự động đánh giá kết Trong đó, giải pháp nhóm nghiên cứu đề xuất tập trung vào giới thiệu nội dung cốt lõi giải pháp tự động đánh giá kết bia điện tử với mạng cảm biến laser giải pháp tạo giật không dây cho súng Đây thiết kế tăng tính động hệ thống, sát với huấn luyện bắn đạn thật đồng thời nhằm giải hạn chế giải pháp sử dụng hệ thống huấn luyện bắn súng mô bắn đạn thật nước quốc tế Những nội dung kết nghiên cứu cho thấy tính khả thi thiết kế và đảm bảo yêu cầu cho công tác huấn luyện bắn súng đơn vị, góp phần nâng cao kết huấn luyện bắn súng ngắn đồng thời giảm chi phí thời gian huấn luyện Lời cảm ơn: Nghiên cứu thực nhờ tài trợ kinh phí Đề tài nhiệm vụ cấp Sở khoa học cơng nghệ Thành phố Hồ Chí Minh, HĐ số: 129/2020/HĐ-QPTKHCN ngày 23/12/2020 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] [2] [3] [4] https://inveristraining.com/ https://www.saab.com/ https://www.hamamatsu.com/ L Do Duc, V Horák; V Kulish, T Lukáč “On the possibility to develop an advanced nonequilibrium model of depressurisation in two-phase fluids” In: 11th ICNPAA 2016 La Rochelle: American Institute of Physics Inc., 2017, p 1-5 [5] Dvorak Product listing and descriptions, TRS Firearms training systems, http://www.stressvest.com/pdfs/dvorak_tetherless ABSTRACT Develop a solution to simulate shooting training of K54 pistol with unwired recoil and automatic assessment of results Shooting training simulation systems are now widely applied in military units However, most existing systems use a software solution to simulate shooting range with room distance and simulate recoil using wires The solutions above are limited because it does not guarantee the natural field of view, flexibility, and mobility in the training process This paper presents a new solution that uses a laser sensor network to evaluate the shooting results with the real shooting distance and the natural view In addition, a new solution to simulate wireless recoil by jet was first proposed Simulation results and operational reliability of the system are also discussed in this paper Keywords: Shooting training simulation; Sensor network; Pistol K54 174 B M Tuấn, …, Đ D Điện, “Xây dựng giải pháp mô … tự động đánh giá kết quả.” ... bảo hoạt động tự động lên đạn tin cậy súng KẾT LUẬN Trong báo này, nhóm tác giả trình bày kết nghiên cứu giải pháp mô huấn luyện bắn súng ngắn K54 có tạo giật khơng dây tự động đánh giá kết Trong... Hệ tạo giật khơng dây súng Có nhiều giải pháp thiết kế tạo giật cho súng tập nghiên cứu [4, 5] Tuy nhiên, tạo giật thường dùng dây dẫn khí có kích thước khối lượng lớn không phù hợp với súng ngắn. .. Trong đó, giải pháp nhóm nghiên cứu đề xuất tập trung vào giới thiệu nội dung cốt lõi giải pháp tự động đánh giá kết bia điện tử với mạng cảm biến laser giải pháp tạo giật không dây cho súng Đây