Nghiên cứu thiết kế chế tạo mô hình tàu ngầm chạy bằng điện nghiên cứu khoa học sinh viên năm học 2021 2022

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ĐÔNG Á NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM HỌC 2021-2022 Tên đề tài: Nghiên cứu - thiết kế - chế tạo mơ hình tàu ngầm chạy điện Giảng viên hướng dẫn : Nhóm sinh viên thực : Sinh viên Lớp Khoa : : PGS.TS Trần Đức Thuận Th.S Phí Hồng Trình Bùi Thế Vĩnh Phạm Quốc Tuấn Đỗ Tiến Khải DCOT 11.3 Cơ khí Bắc Ninh, Tháng năm 2022 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ĐÔNG Á NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM HỌC 2021-2022 Tên đề tài: Nghiên cứu - thiết kế - chế tạo mơ hình tàu ngầm chạy điện Giảng viên hướng dẫn Nhóm sinh viên thực Sinh viên Lớp Khoa : PGS.TS Trần Đức Thuận Th.S Phí Hồng Trình : Bùi Thế Vĩnh 12/10/2001 Phạm Quốc Tuấn 19/05/2002 Đỗ Tiến Khải 20/10/2001 : DCOT 11.3 : Cơ khí MỤC LỤC NỘI DUNG NGHIÊN CỨU LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG : GIỚI THIỆU CHUNG 1.1Giới thiệu lịch sử tàu ngầm CHƯƠNG : THIẾT KẾ 10 2.1 Bản vẽ 10 2.2 Các thiết bị 11 2.3 nguyên lý hoạt động 17 CHƯƠNG VẬN HÀNH 18 3.1 điều kiện vận hành 18 3.2 kết thử nghiệm 19 KẾT LUẬT VÀ KIẾN NGHỊ 22 Tài liệu tham khảo 23 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Giới thiệu chung 1.2 Các vấn đề cần giải 1.3 Phương pháp nghiên cứu 1.4 Tổng quan lịch sử phát triển 1.5 chức nhiệm vụ tàu ngầm 1.6 cấu tạo tàu ngầm CHƯƠNG II : THIẾT KẾ TÍNH TỐN 2.1 vẽ 2.2 thiết bị tư chỉnh 2.3 nguyên lý hoạt động CHƯƠNG III : VẬN HÀNH 3.1 Điều kiện vận hành 3.2 kết vận hành KẾT LUẬT VÀ KIẾN NGHỊ LỜI NÓI ĐẦU Kể từ tàu ngầm chiến đấu giới đời Mỹ vào kỷ 18, với phát triển mạnh mẽ Khoa học-Công nghệ, lĩnh vực điều khiển truyền thông, ngày nay, tàu ngầm không phát triển lĩnh vực qn mà cịn ứng dụng nhiều lĩnh vực khác Trong vận chuyển hàng hải nghiên cứu khoa học đại dương vùng nước ngọt, giúp đạt tới độ sâu vượt khả lặn người, làm việc môi trường độc hại, điều kiện khắc nhiệt mà người làm Đặc biệt, ngày nay, mơ hình tàu ngầm cịn phát triển ngành du lịch khám phá đa dạng đại dương Mặc dù tầm quan trọng vai trị tàu ngầm biết nhiên giới quốc gia sản suất chế tạo tàu ngầm không nhiều đặc biệt lĩnh vực quân có số nước Mỹ, Nga, Anh, Đức Trong vài năm trở lại tình hình bất ổn giới, chạy đua vũ trang ước muốn chinh phục đại dương mà tàu ngầm nhiều nước mua từ nước nhiên giá đắt tới phải bỏ trăm triệu tới vài tỉ USD chưa mua tàu ngầm Ở Việt Nam tài liệu lĩnh vực hạn chế, lĩnh vực khó nên tàu ngầm cịn nghiên cứu Vì vậy, đề tài “Nghiên cứu, thiết kế mơ hình tàu ngầm” thực thử thách Tuy nhiên động lực để nhóm làm việc Nhóm bọn em hi vọng tin tưởng đề tài viên gạch để tương lại không xa nước Việt Nam nghiên cứu chế tạo thành công tàu ngầm cho việc nghiên cứu khoa học, phát triển kinh tế giữ vững an ninh quốc phòng Qua đề tài, thành viên nhóm phát triển nhiều kĩ làm việc nhóm, cách tiếp cận với vấn đề mới, cách giải vấn đề Hơn trình làm đề tài, nhóm vận dụng kiến thức học thiết kế khí, lập trình điều khiển, truyền thông, thiết kế hệ thống để giải toán thực tế Sau thời gian làm đồ án nhóm chúng em hồn thành số nhiệm vụ đồ án, để có thành khơng thể khơng nói đến động viên giúp đỡ gia đình, bạn bè bảo tận tình thầy Chúng em xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè thầy cô giúp đỡ chúng em suốt thời gian làm đồ án vừa qua, đặc biệt chúng em xin gửi lời cảm ơn đến: - Giảng viên Trần Đức Thuận giảng viên Phí Hồng Trình, trường ĐH Công Nghệ Đông – Người trực tiếp hướng dẫn chúng em thực đồ án Do thời gian có hạn nên khơng thể tránh sai sót q trình làm đề tài Nhóm mong ý kiến đóng góp thầy bạn để hồn thiện đề tài tốt Xin chân thành cảm ơn CHƯƠNG : GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Giới thiệu lịch sử tàu ngầm 1.1.1 Tầm quan trọng Tàu ngầm gọi tiềm thủy đĩnh, loại tàu đặc biệt hoạt động nước Nhiều quốc gia có lực lượng hải quân sử dụng tàu ngầm cho mục đích quân Tàu ngầm sử dụng cho vận chuyển hàng hải nghiên cứu khoa học đại dương vùng nước ngọt, giúp đạt tới độ sâu vượt khả lặn người 1.1.2 Nguyên lý hoạt động Khi bạn ném đá xuống nước chắn chìm xuống, với trọng lượng lên tới nghìn tầu ngầm khơng chìm nhanh ném cục sắt 1kg xuống nước Bí mật tầu ngầm nằm cấu tạo nguyên tắc hoạt động Tàu ngầm hoạt động dựa nguyên lý lực đẩy Ác-si-mét định luật Pascal áp suất chất lỏng Về vật “chui” vào lòng chất lỏng khơng phải chìm mà chìm đến lực đẩy Ác-si-mét cân với trọng lực tác dụng lên vật đó, vật lực đẩy Ác-si-mét lớn trọng lực ngược lại => muốn lặn (chìm) xuống sâu tàu ngầm phải có khả thay đổi trọng lượng điều chỉnh độ lớn lực đẩy Ác-si-mét Khi lên, lặn xuống việc điều chỉnh hướng động đẩy tàu ngầm, người ta phải thay đổi trọng lượng tầu ngầm, để làm điều tàu ngầm thường chế tạo lớp vỏ Giữa hai lớp vỏ khoang trống Trước hạ thủy khoang Ballast tank đầy khơng khí, để lặn xuống lớp vỏ ngồi có van đóng mở để nước tràn vào làm tăng trọng lượng tàu Van vỏ tàu mở để nước tràn vào đồng thời “Vent” mở để khơng khí khoang ballast tank dồn vào khoang đựng khơng khí khác (Air tank) Lúc động cánh tàu ngầm làm việc điều chỉnh hướng để tàu ngầm lặn sâu vào lịng đại dương Khi tàu muốn lên, động đẩy tàu hướng lên mặt nước đồng thời khơng khí từ khoang Air tank bơm khoang Ballast tank đẩy nước để làm giảm trọng lượng tàu giúp tàu lên 1.1.3 vấn đề đặt -Thiết kế khí bao gồm phần: Phần vỏ với yêu cầu nhỏ gọn, thẩm mỹ, đảm bảo độ kín, độ cứng đặc biệt phải phù hợp với điều kiện gia công Hệ thống ga bên tàu phải bố trí hợp lý để gá đặt động cơ, nguồn lượng, hệ thống xi lanh -Phần khí Thiết kế mơ máy tính Đưa giải pháp tối ưu tránh lãng phí dễ dàng việc chọn vật liệu gia cơng Chọn vật liệu linh kiện sẵn có thị trường Sử lí tốn động lực học nghiên cứu kết cấu an toàn cho tàu hoạt động 1.1.4 Lịch sử mốc phát triển Vào năm 1440, ý tưởng tàu ngầm xuất Nó Leonardo Da Vinci mơ tả tàu tự chìm, di chuyển nước Tuy nhiên, đến năm 1640, ý tưởng cụ thể hóa Cornelis Drebbel Bởi mà hỏi người phát minh tàu ngầm ai, người ta thường nghĩ tới Cornelis Drebbel Nhà phát minh tàu ngầm người Hà Lan, có tên thật Cornelis Jacobszoon Drebbel Ơng sinh năm 1572 Alkmaar, năm 1587 ông bắt đầu theo học Học viện Harleem Ơng học trị nhà điêu khắc tiếng Hendrick Goltzius Sau thời gian học điêu khắc, ông nhận điều u thích Sau đó, ơng định từ bỏ điêu khắc theo đuổi đam mê phát minh khí Ơng trở nên tiếng giới khoa học quý tộc châu Âu nhờ phát minh lạ Khi ấy, dựa vào thay đổi nhiệt độ áp suất khí quyển; ông cấp sáng chế máy chuyển động vĩnh cửu Nhờ phát minh vĩ đại mà ngày có đời đồng hồ vĩnh cửu Chiếc tàu ngầm chế tạo thành cơng Cornelis Drebbel vào năm 1620 Ơng dựa thiết kế nhà toán học người Anh từ 50 năm trước Con tàu làm từ gỗ, quét dầu nhờn xung quanh để chống nước Nó trơng thùng gỗ lớn có bánh lái, mái chèo gỗ thân tàu Con tàu điều hướng nhờ mái chèo lặn độ sâu 15m Vào năm 1960, tàu ngầm chạy lượng hạt nhân, có khả nước nhiều tháng bắn tên lửa hạt nhân tầm xa mà không cần lên, trở thành tảng vũ khí chiến lược quan trọng Được trang bị ngư lơi tên lửa chống hạm chống tàu ngầm, tàu ngầm công hạt nhân trở thành yếu tố then chốt chiến tranh hải quân Tất khoang tàu ngầm có nhiệm vụ, số hiệu tên gọi riêng Tàu ngầm có sáu, bảy chí tám khoang tùy theo thiết kế Ở phần tàu (phía mũi, trung tâm phía sau) có khoang bố trí cửa hiểm phía Đây nơi thủy thủ tập trung lại để thoát khỏi tàu ngầm trường hợp tàu ngầm gặp tai nạn Các khoang trang bị máy thở, đồ lặn … quần lót chì; nước uống thực phẩm dự phịng Khơng nằm ngồi kết cấu này, tàu ngầm Kilo thiết kế chia thành nhiều khoang kín nước nhằm tăng khả sống sót Khoang vũ khí tàu ngầm Kilo chứa mười hai ngư lôi, bốn tên lửa 3M-54E 24 mìn chống ngầm Vây lái giúp tàu cân di chuyển nước, tàu nổi, vây lái gập lại Hai cửa hiểm phía trước phía sau nơi kết nối với thiết bị cứu hộ tàu bị chìm chng cứu hộ, tàu ngầm cứu hộ… Phao phát tín hiệu khẩn cấp sử dụng tàu bị chìm, tàu thả phao cứu hộ lên mặt nước, phao sơn hai màu đỏ, trắng với đèn phát tín hiệu giúp xác định vị trí xác tàu chìm (phao kết nối với tàu thơng qua dây dẫn), ngồi phao ăng-ten liên lạc tàu CHƯƠNG : THIẾT KẾ 2.1 Bản vẽ 10 2.2 Các thiết bị Mạch tín hiệu rx Pin litium Cụm công tắc đảo chiều Mạch esc điều khiển động mạch sạc Tay điều khiển Cụm chân vịt Thân tàu Động hộp số giảm tốc tăng mô men xoắn 2.3 nguyên lý hoạt động Sử dụng ống xi lanh để bơm nước vào đẩy nước từ thay đổi áp Suất tàu khiến tàu nặn nổi.Để di chuyển tiến lùi sủ dụng động 180 với dòng điện 307 V để thay đổi hướng tàu sủ dụng cánh lái đuôi tàu thay đổi nặn nên nặn xuống sủ dụng cánh lại đuôi tàu 60ml x10 = 600ml > 600 gam Đó thay đổi trọng lượng tàu bơm nước vào đẩy nước CHƯƠNG VẬN HÀNH 3.1 điều kiện vận hành Được thử nghiệm mương gần nhà Chiều dài mương 4000m Chiều rộng mương m Độ sâu m 3.2 kết thử nghiệm Kết thành công mong đợi tàu tàu ngầm chạy tốt ko có sai sót q trình vận hành Hệ thống điều khiển áp xuất tàu sử dụng xilanh với cấu chuyển động truyền ty ren nối từ động giảm tốc thông qua trục đăng đến ty ren Từ điều khiển hệ thống điều áp với lực tác động từ trục ren với lực lớn bơm nước vào đẩy nước KẾT LUẬT VÀ KIẾN NGHỊ Là sinh viên đào tạo trường đại học Công Nghệ Đông Á chúng em thầy cô trang bị cho kiến thức kiến thức chun mơn chúng em hồn thành đề tài nghiên cứu khoa học với nội dung : “nghiên cứu , xây dựng hệ thống tàu ngầm chạy điện ” Chúng em mong đề tài chúng em hồn thành đóng góp phần nhỏ cho cơng tắc giảng dậy Khoa nhà trường đồng thời làm tài liệu tham khảo cho bạn sinh viên ngành tơ nói riêng bạn sinh viên học nghành khác nói chung đam mê tìm hiểu kỹ thuật ô tô Tài liệu tham khảo Nguồn Internet