Nghiên Cứu Ảnh Hưởng Của Một Số Thông Số Kết Cấu Đến Áp Suất, Sơ Tốc Nhằm Đảm Bảo Yêu Cầu Giảm Thanh Của Đạn Chống Tăng Theo Nguyên Lý 2 Pít Tông.pdf

Nghiên Cứu Ảnh Hưởng Của Một Số Thông Số Kết Cấu Đến Áp Suất, Sơ Tốc Nhằm Đảm Bảo Yêu Cầu Giảm Thanh Của Đạn Chống Tăng Theo Nguyên Lý 2 Pít Tông Nghiên Cứu Ảnh Hưởng Của Một Số Thông Số Kết Cấu Đến Áp Suất, Sơ Tốc Nhằm Đảm Bảo Yêu Cầu Giảm Thanh Của Đạn Chống Tăng Theo Nguyên Lý 2 Pít Tông

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ QUỐC PHÒNG

VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ QUÂN SỰ

NGÔ PHI HÙNG

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ THÔNG SỐ KẾT CẤU ĐẾN ÁP SUẤT, SƠ TỐC NHẰM ĐẢM BẢO YÊU CẦU GIẢM THANH CỦA ĐẠN CHỐNG TĂNG THEO NGUYÊN LÝ 2 PÍT TÔNG

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

HÀ NỘI - 2024

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ QUỐC PHÒNG

VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ QUÂN SỰ

NGÔ PHI HÙNG

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ THÔNG SỐ KẾT CẤU ĐẾN ÁP SUẤT, SƠ TỐC NHẰM ĐẢM BẢO YÊU CẦU GIẢM THANH CỦA ĐẠN CHỐNG TĂNG THEO NGUYÊN LÝ 2 PÍT TÔNG

Ngành: Cơ kỹ thuật

Mã số: 9 52 01 01

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

1 PGS TS Bùi Ngọc Hồi

2 TS Nguyễn Phúc Linh

HÀ NỘI - 2024

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả trình bày trong bản luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác, các dữ liệu tham khảo được trích dẫn đầy đủ

Tác giả luận án

Ngô Phi Hùng

LỜI CẢM ƠN

Tác giả luận án xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành, sâu sắc tới các thầy hướng dẫn: PGS TS Bùi Ngọc Hồi, Viện Khoa học và Công nghệ quân sự; TS Nguyễn Phúc Linh, Viện Vũ khí/ Tổng cục CNQP

Đã trực tiếp hướng dẫn, tận tình chỉ bảo, tạo mọi điều kiện tốt nhất để tác giả hoàn thành bản luận án này

Tác giả xin chân thành cảm ơn Thủ trưởng Viện Khoa học và Công nghệ quân sự, Viện Tên lửa và Phòng Đào tạo đã tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả hoàn thành nhiệm vụ học tập và nghiên cứu trong suốt quá trình thực hiện luận án

Tác giả xin chân thành cảm ơn Đảng ủy, chỉ huy Viện Vũ khí, Trung tâm

Đo lường Thử nghiệm vũ khí, Phòng Đạn nơi tôi đang công tác đã động viên, giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và thực hiện luận án

Tác giả xin chân thành cảm ơn các thầy giáo, các Nhà khoa học trong và ngoài Quân đội, các đồng nghiệp, gia đình và người thân đã động viên, khích lệ, tận tình giúp đỡ tác giả trong quá trình làm luận án

Trân trọng Ngô Phi Hùng

MỤC LỤC

Trang

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT vi

DANH MỤC CÁC BẢNG xiii

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ xiv

MỞ ĐẦU 1

Chương 1 - TỔNG QUAN VỀ VŨ KHÍ GIẢM THANH VÀ ĐẠN GIẢM THANH 6

1.1 Nguyên nhân sinh ra âm thanh khi bắn và các giải pháp được ứng dụng để giảm thanh cho hệ vũ khí 6

1.1.1 Nguyên nhân sinh ra âm thanh khi bắn 6

1.1.2 Các giải pháp được ứng dụng để giảm thanh 7

1.2 Trình bày các nghiên cứu trong và ngoài nước về đạn giảm thanh theo nguyên lý pít tông - xi lanh 13

1.2.1 Tình hình nghiên cứu đạn giảm thanh của nước ngoài 13

1.2.2 Tình hình nghiên cứu đạn giảm thanh trong nước 16

1.3 Những vấn đề tồn tại và hướng nghiên cứu của luận 21

1.3.1 Những vấn đề tồn tại 21

1.3.2 Hướng nghiên cứu của luận án 22

Chương 2 - XÂY DỰNG MÔ HÌNH KẾT CẤU VÀ MÔ HÌNH TOÁN HỌC MÔ TẢ CHUYỂN ĐỘNG CỦA ĐẠN CHỐNG TĂNG GIẢM THANH THEO NGUYÊN LÝ 2 PÍT TÔNG 24

2.1 Xây dựng mô hình kết cấu hệ vũ khí CTGT2PT 24

2.1.1 Các yêu cầu đối với kết cấu của hệ vũ khí CTGT2PT 24

2.1.2 Kết cấu của hệ vũ khí CTGT2PT 24

2.2 Xây dựng mô hình toán học mô tả chuyển động của đạn CTGT2PT 25

2.2.1 Đặc điểm thuật phóng và các thời kỳ của hiện tượng bắn đạn CTGT2PT 25 2.2.2 Quy luật cháy cơ bản của thuốc phóng và phương trình biểu

diễn quy luật cháy của thuốc phóng 28

2.2.3 Các giả thiết cơ bản khi xây dựng mô hình toán của đạn CTGT2PT 33

2.2.4 Xây dựng mô hình toán của đạn CTGT2PT 36

2.2.5 Hệ phương trình vi phân thuật phóng trong đạn CTGT2PT 44

2.2.6 Phương pháp giải hệ phương trình vi phân TPT của đạn CTGT2PT 46

2.2.7 Giải bài toán TPT đạn CTGT2PT theo lý thuyết 49

Chương 3 - KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG MỘT SỐ THÔNG SỐ KẾT CẤU ĐẾN ÁP SUẤT, SƠ TỐC NHẰM ĐẢM BẢO YÊU CẦU GIẢM THANH CỦA ĐẠN CHỐNG TĂNG THEO NGUYÊN LÝ 2 PÍT TÔNG 54

3.1 Ảnh hưởng khối lượng đạn và khối lượng pít tông trước đến áp suất và sơ tốc của đạn CTGT2PT 55

3.1.1 Ảnh hưởng khối lượng đạn đến áp suất và sơ tốc của đạn CTGT2PT 55

3.1.2 Ảnh hưởng khối lượng pít tông trước đến áp suất và sơ tốc của đạn CTGT2PT 56

3.2 Ảnh hưởng áp suất cắt vành tai ống mồi đến áp suất và sơ tốc của đạn CTGT2PT 58

3.3 Ảnh hưởng hành trình chuyển động của pít tông đến áp suất và sơ tốc của đạn CTGT2PT 60

3.4 Ảnh hưởng kết cấu pít tông và ống phóng (khe hở giữa pít tông và ống phóng) đến áp suất, sơ tốc và khả năng giảm thanh của đạn CTGT2PT 61

3.5 Ảnh hưởng sự thay đổi thể tích tự do của buồng đốt W0 đến áp suất và sơ tốc của đạn CTGT2PT 64

3.6 Ảnh hưởng tổng hợp các thông số kết cấu của đạn 65

Chương 4 - NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 71

4.1 Mục đích của nghiên cứu thực nghiệm 71

4.2 Chế tạo đạn CTGT2PT cho thực nghiệm và chọn súng thử nghiệm 71

4.2.1 Lựa chọn kết cấu của đạn 72

4.2.2 Lựa chọn các thông số kết cấu của đạn 74

4.2.3 Lựa chọn súng thử nghiệm cho đạn CTGT2PT cỡ 73 mm 76

4.3 Thực nghiệm kiểm chứng các mô hình tính toán lý thuyết 77

4.3.1 Mục đích thực nghiệm 77

4.3.2 Phương pháp thực nghiệm 77

4.3.3 Kỹ thuật thực nghiệm 80

4.3.4 Trình tự tiến hành thử nghiệm 82

4.3.5 Kết quả thực nghiệm 82

4.3.6 Đánh giá kết quả thực nghiệm 87

KẾT LUẬN 92

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ 93

TÀI LIỆU THAM KHẢO 94

PHỤ LỤC 1

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

2b, 2c Chiều rộng và chiều dài của phần tử thuốc phóng, [m]

2e 1 Bề dày cháy trung bình của thuốc phóng, [m]

A Diện tích bề mặt vành khuyên đầu pít tông trước, [m2]

a, b, c Các hằng số của thuốc phóng

CTGT Chống tăng giảm thanh

CTGT2PT Chống tăng giảm thanh theo nguyên lý 2 pít tông

D Cỡ nòng súng (đường kính trong xi lanh, ống phóng), [m]

D pt Đường kính ngoài của pít tông, [m]

ĐLH Động lực học

e Bề dày cháy của thuốc phóng NBL-14 tại thời điểm xét, [m]

E Mô đun đàn hồi vật liệu pít tông trước [Pa]

e 1 Bề dày cháy ban đầu của thuốc phóng NBL-14, [m]

f Lực thuốc phóng NBL-14, [N.m/kg]

f 1 Hệ số ma sát trượt động giữa pít tông trước và thành ống phóng trước

f 2 Hệ số ma sát trượt động giữa đạn và thành ống phóng trước

F cmt Lực cản của môi trường phía trước đầu đạn, [N]

F’ cmt Lực cản của môi trường phía trước cụm đối trọng, [N]

F ct Lực cắt tai, [N]

F i Lực thứ i tác dụng lên phân tố khí, [N]

F lk Lực liên kết cụm pít tông trước và cụm pít tông sau, [N]

f moi Lực thuốc mồi, [N.s/kg]

F ms1 Lực ma sát giữa cụm pít tông trước và ống phóng trước, [N]

F’ ms1 Lực ma sát giữa cụm pít tông sau và ống phóng sau, [N]

phóng cháy, [Pa.s]

k Hệ số mũ đoạn nhiệt của khí thuốc

K 0 (k) Hàm của số mũ đoạn nhiệt

k 1 , k 2 Các hệ số hiệu chỉnh trong hệ phương trình thuật phóng trong

l Quãng đường chuyển động của cụm pít tông trước và đạn tại thời

điểm đang xét, [m]

l bđ Chiều dài ban đầu của buồng đốt, [m]

l c Biến dạng của pít tông trước khi va đập vào gờ chặn ống phóng

trước, [m]

L d Hành trình chuyển động của các pít tông, [m]

l t Hệ số hiệu chỉnh sơ tốc về nhiệt độ tiêu chuẩn của thuốc phóng

l tptt Chiều dài phần trong của pít tông trước, [m]

L vd Chiều dài của viên đạn, [m]

m Khối lượng đạn, [kg]

M Khối lượng tổng của đạn và cụm pít tông trước (gồm pít tông

trước và phần còn lại của vỏ ống mồi), [kg]

M’ Khối lượng của súng sau khi bắn, [kg]

M 0 Khối lượng ban đầu của súng (trước khi bắn), [kg]

m cpts Khối lượng cụm pít tông sau (gồm pít tông sau, phần tai của vỏ

ống mồi và bạc cắt), [kg]

m cptt Khối lượng cụm pít tông trước (gồm pít tông trước và phần còn

lại của vỏ ống mồi), [kg]

m dt Khối lượng đối trọng, [kg]

m omcl Khối lượng phần còn lại của vỏ ống mồi (sau khi bị cắt tai), [kg]

m x Khối lượng phân tố khí, [kg]

m’ omcl Khối lượng tổng của bạc cắt và phần tai của vỏ ống mồi (sau khi bị

cắt), [kg]

m pt Khối lượng cụm pít tông (trước; sau), [kg]

m ptt Khối lượng pít tông trước, [kg]

m pts Khối lượng pít tông sau, [kg]

m t Hệ số hiệu chỉnh áp suất về nhiệt độ tiêu chuẩn của thuốc phóng

m x Khối lượng phân tố khí tại tọa độ x, [m]

n Hệ số mũ tính hệ số tổn thất nhiệt qua khe hở pít tông và ống phóng

N Lực va đập, [N]

NBL-11 Thuốc phóng hình lá, bề dày cháy 2e1=0,11mm

NBL-14 Thuốc phóng hình lá, bề dày cháy 2e1=0,14mm

NBL-34 Thuốc phóng hình lá, bề dày cháy 2e1=0,34mm

NBL-42 Thuốc phóng hình lá, bề dày cháy 2e1=0,42mm

NBL-62 Thuốc phóng hình lá, bề dày cháy 2e1=0,62mm

NCS Nghiên cứu sinh

NL2PT Nguyên lý 2 pít tông

N 1 Phản lực của thành ống phóng trước tác dụng lên cụm pít tông trước, [N]

N’ 1 Phản lực của thành ống phóng sau tác dụng lên cụm pít tông sau, [N]

N 2 Phản lực của thành ống phóng trước tác dụng lên đạn, [N]

N’ 2 Phản lực của thành ống phóng sau tác dụng lên cụm đối trọng, [N]

N max Lực va đập lớn nhất, [N]

p Áp suất trung bình thuật phóng, [Pa]

p’ Động lượng của đạn, [kg.m/s]

p 0 Áp suất ban đầu (áp suất cắt vành tai ống mồi), [Pa]

p ct Áp suất cắt vành tai ống mồi, [Pa]

p dpt Áp suất khí thuốc tại đáy các pít tông (khi pít tông chưa chuyển

động), [Pa]

p đo Áp suất khí thuốc đo được ở nhiệt độ t, [Pa]

p max Áp suất khí thuốc lớn nhất, [Pa]

p maxLT Áp suất khí thuốc lớn nhất theo lý thuyết, [Pa]

p maxTN Áp suất khí thuốc lớn nhất theo thực nghiệm, [Pa]

p moi Áp suất mồi, [Pa]

p pt Áp suất khí thuốc tác dụng lên đáy các pít tông (khi pít tông đã

chuyển động), [Pa]

PTVP Phương trình vi phân

p x Áp suất khí thuốc trên tiết diện x, [Pa]

r Bán kính trong pít tông trước (phần tiếp xúc với khí thuốc), [m]

R Hằng số khí

R 1 Bán kính ngoài pít tông, [m]

'

1

R Bán kính trong bề mặt đầu pít tông trước, [m]

R 2 Bán kính ngoài thân ống mồi, [m]

'

2

R Bán kính ngoài bề mặt đầu pít tông trước, [m]

r v0 Sai lệch xác xuất sơ tốc của đạn, [m/s]

S Tiết diện lòng trong ống phóng, [m2]

S 1 Diện tích bề mặt chịu tác dụng trực tiếp của áp suất, [m2]

S bia 1 Khoảng cách từ miệng nòng đến vị trí đặt bia thứ nhất, [m]

S ct Diện tích bề mặt vành tai ống mồi bị cắt, [m2]

S pt Diện tích tiết diện của pít tông, [m2]

S t Tổng diện tích tiết diện khe hở của 2 cặp pít tông - ống phóng, [m2]

S tTB Tổng diện tích tiết diện khe hở trung bình của 2 cặp pít tông - ống

phóng, [m2]

t Thời gian chuyển động của cụm pít tông trước và đạn trong ống

phóng (tính từ lúc bắt đầu chuyển động đến thời điểm xét), [s]

T Nhiệt độ của khí thuốc trong buồng đốt, [oK]

t’ Nhiệt độ liều phóng thực tế khi bắn, [oK]

t’ 0 Nhiệt độ tiêu chuẩn (t0 = +288oK)

T 1 Nhiệt độ cháy của thuốc phóng, [oK]

T bđ Nhiệt độ cháy ban đầu, [oK]

TCCNQP Tổng cục Công nghiệp quốc phòng

T d Nhiệt độ cháy của thuốc phóng, [oK]

TNCKT Tính năng chiến kỹ thuật

t k Thời điểm thuốc phóng cháy hết, [s]

t TPT Thời gian từ khi đạn bắt đầu chuyển động đến khi cụm pít tông

trước va đập vào ống phóng trước (theo bài toán TPT), [s]

T vd Động năng của đạn, [kg.m2/s2]

T vdpt Động năng của khối chuyển động phía trước (bao gồm đạn và

cụm pít tông trước), [kg.m2/s2]

T vpt Động năng của cụm pít tông trước, [kg.m2/s2]

u Tốc độ cháy của thuốc phóng, [m/s]

v 0LT Sơ tốc của đầu đạn theo tính toán lý thuyết, [m/s]

v 0TN Sơ tốc của đầu đạn đo thực nghiệm, [m/s]

v Véc tơ vận tốc của đối trọng, [m/s]

v max Vận tốc của đạn và pít tông trước khi pít tông trước đóng chặt vào

ống phóng trước, [m/s]

v x Vận tốc của khối chuyển động phía trước (bao gồm đạn và cụm

pít tông trước) ở tọa độ x, [m/s]

w Thể tích riêng của khí thuốc, [m3]

W Thể tích tự do của buồng đốt (thể tích không gian trong giữa 2 pít

tông chứa thuốc phóng), [m3]

W 0 Thể tích tự do ban đầu của buồng đốt (thể tích không gian trong

giữa 2 pít tông chứa thuốc phóng), [m3]

W700 Thiết bị đo thuật phóng ngoài sử dụng hiệu ứng Dopler

x Tọa độ của cụm pít tông trước và đạn, [m]

X Khoảng cách từ miệng nòng đến điểm giữa 2 bia đo vận tốc, [m]

x 1 Khoảng cách từ khối tâm O1 của cụm pít tông đến bề mặt đầu của

pít tông và bề mặt gờ chặn của ống phóng khi pít tông va chạm vào gờ chặn (đồng thời chưa có biến dạng)

x 2 Khoảng cách từ khối tâm O2 của cụm pít tông đến bề mặt gờ chặn

của ống phóng sau khi cụm pít tông va đập với gờ chặn và biến dạng

x d Khoảng cách giữa tâm cản và tâm trọng lượng, [m]

z Bề dày cháy tương đối của thuốc phóng NBL-14

z Tốc độ cháy tương đối của thuốc phóng NBL-14

 Lượng cộng tích khí thuốc phóng NBL-14, [m3/kg]

moi Lượng cộng tích khí thuốc mồi, [m3/kg]

 Mật độ nhồi của thuốc phóng NBL-14, [kg/m3]

’ Thời gian tác động của lực va đập vào pít tông trước, [s]

0 Khe hở lắp ghép giữa pít tông và ống phóng, [m]

D(v) Sai lệch hàm Siasi

p max Sai số về áp suất khí thuốc, [Pa]

p t Lượng hiệu chỉnh áp suất về nhiệt độ tiêu chuẩn, [Pa]

S 2bia Khoảng cách 2 bia Start và bia Stop, [m]

t Thời gian chuyển động của đạn từ bia Start đến bia Stop, [s]

t’ t Khoảng chênh lệch nhiệt độ thực tế so với nhiệt độ tiêu chuẩn, [oC]

v 0 Sai số về sơ tốc, [m/s]

v t Lượng hiệu chỉnh sơ tốc về nhiệt độ tiêu chuẩn, [m/s]

 Khối lượng riêng của thuốc phóng NBL-14, [kg/m3]

moi Khối lượng riêng của thuốc mồi, [kg/m3]

 Hệ số mũ quy luật tốc độ cháy của thuốc phóng NBL-14

x Mật độ khí thuốc tại tọa độ x, [kg/m3]

 i

i

F Tổng các lực tác dụng lên phân tố khí, [N]

0 Bề mặt cháy ban đầu của thuốc phóng

 Nhiệt độ tương đối, [oK]

[] Ứng suất cắt cho phép của vật liệu làm vỏ ống mồi, [MPa]

 Tốc độ thay đổi của nhiệt độ tương đối, [oK/s]

ct Ứng suất cắt tai vỏ ống mồi, [Pa]

tb Nhiệt độ tương đối trung bình

 Hệ số tính đến ảnh hưởng của lượng thuốc mồi

c Khối lượng thuốc NBL-14 đã cháy, [kg]

moi Khối lượng thuốc mồi, [kg]

DANH MỤC CÁC BẢNG

Trang Bảng 2.1 Các tham số đầu vào để giải bài toán TPT 50Bảng 3.1 Kết quả khảo sát ảnh hưởng khối lượng đạn đến áp suất và sơ tốc 55Bảng 3.2 Kết quả khảo sát ảnh hưởng khối lượng pít tông trước đến áp suất và sơ tốc 57Bảng 3.3 Kết quả khảo sát ảnh hưởng áp suất cắt tai đến áp suất và sơ tốc 59Bảng 3.4 Kết quả khảo sát ảnh hưởng hành trình chuyển động của pít tông

đến áp suất và sơ tốc 60Bảng 3.5 Kết quả khảo sát ảnh hưởng diện tích khe hở đến áp suất và sơ tốc 62Bảng 3.6 Kết quả khảo sát ảnh hưởng thể tích buồng đốt đến áp suất và sơ tốc 64Bảng 3.7 Miền giá trị sơ bộ của một số TSKC và TSTK đạn CTGT2PT cỡ nòng 80 mm 66Bảng 3.8 Các điểm cực trị của TSĐLH khi khảo sát sơ bộ ảnh hưởng tổng

hợp của các TSKC 68Bảng 3.9 Giới hạn miền giá trị hợp lý một số TSKC và TSTK của đạn

CTGT2PT 69Bảng 4.1 Thành phần, kích thước và đặc trưng của thuốc phóng hình lá NBL-14 73Bảng 4.2 Bộ các TSKC đạn CTGT2PT cỡ 73 mm dùng cho chế tạo và thực nghiệm 75Bảng 4.3 Bộ các TSKC ống phóng CTGT2PT cỡ nòng 80 mm dùng cho thực nghiệm 76Bảng 4.4 Kết quả đo sơ tốc của đạn CTGT2PT cỡ 73 mm 83Bảng 4.5 Kết quả đo áp suất khí thuốc lớn nhất trong ống phóng đạn CTGT2PT cỡ 73 mm 83Bảng 4.6 Kết quả đo cường độ âm thanh của đạn CTGT2PT cỡ 73 mm 84Bảng 4.7 So sánh kết quả thực nghiệm và tính toán lý thuyết bài toán TPT 88

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Trang

Hình 1.1 Mô hình kết cấu đạn giảm thanh theo nguyên lý pít tông thuận 9

Hình 1.2 Mô hình kết cấu đạn giảm thanh theo nguyên lý pít tông ngược 10

Hình 1.3 Mô hình nguyên lý cấu tạo chung và hoạt động của đạn giảm thanh theo NL2PT 11

Hình 1.4 Sơ đồ khối quá trình làm việc đạn giảm thanh theo NL2PT 12

Hình 1.5 Đạn giảm thanh SP-4 và súng PSS 13

Hình 1.6 Đạn cối giảm thanh cỡ 4560 mm theo nguyên lý pít tông ngược 14

Hình 1.7 Súng cối 82 mm 2Б25 và đạn cối giảm thanh 3BO35 của Nga 14

Hình 1.8 Hệ vũ khí CTGT MMB Armbrust của Đức 15

Hình 1.9 Hệ vũ khí CTGT Matador 15

Hình 1.10 Hệ vũ khí chống tăng DZJ-08 của Trung Quốc 16

Hình 1.11 Mô hình cấu tạo của súng, đạn giảm thanh siêu nhỏ, bắn gần 17

Hình 1.12 Kết cấu đạn giảm thanh pít tông thuận 18

Hình 1.13 Cấu tạo súng và đạn cối giảm thanh theo nguyên lý pít tông ngược 18

Hình 1.14 Súng và đạn CTGT theo nguyên lý 2 pít tông 19

Hình 2.1 Mô hình động lực học cơ hệ 35

Hình 2.2 Sơ đồ khảo sát sự thay đổi trạng thái của khí thuốc 38

Hình 2.3 Mô hình biểu diễn lực cắt tai và áp suất cắt tai 41

Hình 2.4 Sơ đồ thuật toán giải bài toán TPT của CTGT2PT 49

Hình 2.5 Đồ thị vận tốc của đạn theo quãng đường và thời gian chuyển động của đạn 51

Hình 2.6 Đồ thị áp suất khí thuốc theo quãng đường và thời gian chuyển động của đạn 52

Hình 3.1 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi của áp suất và sơ tốc khi thay đổi khối lượng đạn và đối trọng 56

Hình 3.2 Quá trình chuyển động của đạn trên hành trình Ld 57

Hình 3.3 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi của áp suất và sơ tốc khi khối lượng pít tông trước thay đổi 57

Hình 3.4 Mô hình biểu diễn trạng thái của đạn khi chưa chuyển động 58

Hình 3.5 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi của áp suất và sơ tốc khi áp suất cắt

vành tai của ống mồi thay đổi 59

Hình 3.6 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi của áp suất và sơ tốc khi thay đổi tham số Ld 60

Hình 3.7 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi của áp suất và sơ tốc khi khe hở giữa pít tông và xi lanh thay đổi 63

Hình 3.8 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi của áp suất và sơ tốc khi thể tích tự do ban đầu của buồng đốt thay đổi 65

Hình 3.9 Sơ đồ thuật toán khảo sát ảnh hưởng tổng hợp các TSKC đến áp suất và sơ tốc của đạn 67

Hình 4.1 Kết cấu đạn CTGT2PT chuyên dùng (đạn maket) 72

Hình 4.2 Kết cấu của pít tông, liều phóng và bộ phận phát hỏa 72

Hình 4.3 Kết cấu cụm đối trọng 74

Hình 4.4 Kết cấu súng CTGT2PT thử nghiệm 77

Hình 4.5 Sơ đồ bố trí thiết bị đo sơ tốc W700 78

Hình 4.6 Crusher kiểu vặn có diện tích pít tông 1 cm2 và trụ đồng hình nón 6x9,8 mm 79

Hình 4.7 Sơ đồ đo cường độ âm thanh đạn CTGT2PT cỡ 73 mm 80

Hình 4.8 Thiết bị đo thuật phóng ngoài W700 81

Hình 4.9 Thiết bị đo âm thanh đa kênh PULSE 3560C và cảm biến âm thanh 4189 82

Hình 4.10 Đồ thị âm thanh nền theo thời gian và theo tần số trước khi bắn 87

Hình 4.11 Đồ thị âm thanh theo thời gian và theo tần số của đạn CTGT2PT cỡ 73 mm 87

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài luận án

Qua huấn luyện và chiến đấu của Quân đội các nước, không thể phủ nhận

ưu điểm của vũ khí không giật thông thường như các loại súng chống tăng SCT-7, SCT-9, SCT-29… bởi có thể sử dụng nhiều loại đạn như đạn chống tăng, sát thương, nhiệt áp… có uy lực cao, hiệu quả tiêu diệt mục tiêu lớn Tuy nhiên, thực tế khi tác chiến trong môi trường đô thị và thành phố,việc sử dụng vũ khí không giật thông thường hoặc đạn cối là rất khó khăn (vì vũ khí không giật cần không gian đủ rộng phía sau nòng súng để giải phóng luồng phụt, tránh gây nguy hiểm cho xạ thủ; hay đạn cối phải bắn cầu vồng, không thể bắn thẳng do phải sử dụng chính trọng lượng viên đạn làm năng lượng phát hỏa) Do đó yêu cầu cần có một loại vũ khí với đạn có uy lực phần chiến đấu tương đương với các loại kể trên, có thể tác chiến được trong môi trường đô thị, bắn thẳng, xạ thủ

có thể phát hỏa khi không gian phía sau nòng súng hạn hẹp, chỉ 23 m và có tính năng giảm thanh để đảm bảo yếu tố bí mật, bất ngờ Từ đó, hệ vũ khí chống tăng giảm thanh (CTGT) trong đó có vũ khí CTGT theo nguyên lý 2 pít tông (NL2PT) (sau đây gọi tắt là vũ khí CTGT2PT) ra đời đã đáp ứng được cơ bản các yêu cầu tác chiến kể trên

Hệ súng và đạn CTGT, đặc biệt là loại theo NL2PT đã được nhiều nước trên thế giới nghiên cứu thiết kế, chế tạo và đưa vào trang bị cho những lực lượng đặc biệt như đặc công, đặc nhiệm Ưu điểm nổi bật của hệ vũ khí này so với vũ khí thông thường là có thể tác chiến trong không gian hẹp như thành phố, đô thị, giảm tiếng nổ, lửa và khói ở đầu nòng súng, khi bắn đảm bảo tính bí mật, bất ngờ, đồng thời có kết cấu gọn nhẹ, tính cơ động cao, thao tác dễ dàng Do vậy hệ vũ khí này rất phù hợp để trang bị cho cá nhân của bộ đội đặc công Quân đội ta

Do đặc thù về quân sự, tính bí mật thông tin kỹ thuật quân sự nên các tài liệu nghiên cứu sâu về hệ súng và đạn CTGT2PT hầu như không được phổ biến, không được tiếp cận; các tài liệu hiện tham khảo được đều ở dạng nguyên lý chung, mang tính thương mại, chủ yếu là giới thiệu các tính năng sản phẩm

Việc mua loại hệ vũ khí này từ nước ngoài để trang bị cho bộ đội đặc công đến nay chưa thực hiện được Vì vậy, việc nghiên cứu thiết kế, chế tạo hệ súng và đạn CTGT2PT, đáp ứng tính năng chiến kỹ thuật đề ra để trang bị cho bộ đội đặc công có ý nghĩa khoa học, ý nghĩa thực tiễn quan trọng và có tính cấp thiết đối với Quân đội ta

Xuất phát từ yêu cầu trên, trong những năm qua, nghiên cứu sinh (NCS) đã thực hiện các đề tài nghiên cứu về hệ đạn CTGT2PT Các đề tài nghiên cứu này

đã giải quyết được một số vấn đề thực tiễn, tuy nhiên còn thiếu những luận cứ khoa học cho việc đánh giá ảnh hưởng của các thông số thiết kế đến quá trình làm việc của súng, đạn, từ đó có thể lựa chọn hợp lý các thông số kết cấu, phục vụ cho tính toán thiết kế, chế tạo đạn đạt hiệu quả cao

Đề tài luận án “Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số kết cấu đến

áp suất, sơ tốc nhằm đảm bảo yêu cầu giảm thanh của đạn chống tăng theo nguyên lý 2 pít tông” được NCS lựa chọn nhằm góp phần bổ sung, hoàn thiện

những vấn đề còn tồn tại nêu trên phục vụ trực tiếp cho tính toán, thiết kế, chế tạo đạn CTGT2PT

2 Mục tiêu nghiên cứu

- Xây dựng mô hình kết cấu và mô hình bài toán TPT đạn CTGT2PT, phản ánh đúng bản chất quá trình động lực học của đạn;

- Xây dựng cơ sở khoa học cho việc tính toán lựa chọn hợp lý các thông

số kết cấu (TSKC) đạn CTGT2PT đáp ứng các yêu cầu về áp suất, sơ tốc và độ giảm thanh của đạn

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

a) Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu của luận án là đạn CTGT2PT, trong đó tập trung khảo sát cụ thể đối với đạn cỡ 73 mm, cỡ ống phóng 80 mm - là sản phẩm vũ khí mới, lần đầu tiên được nghiên cứu ở nước ta

b) Phạm vi nghiên cứu

- Nghiên cứu bài toán TPT, làm cơ sở cho việc nghiên cứu tính toán, lựa chọn các thông số kết cấu của đạn CTGT2PT;

- Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số kết cấu đến sơ tốc và áp suất nhằm đảm bảo yêu cầu giảm thanh của đạn CTGT2PT

4 Nội dung nghiên cứu

- Nghiên cứu tổng quan về vũ khí giảm thanh, đạn giảm thanh nguyên lý pít tông thuận, đạn giảm thanh nguyên lý pít tông ngược và đạn giảm thanh NL2PT;

- Nghiên cứu xây dựng và hoàn thiện mô hình kết cấu, mô hình bài toán động lực học của đạn CTGT2PT trong ống phóng;

- Khảo sát ảnh hưởng một số TSKC của đạn CTGT2PT đến áp suất và sơ tốc để đảm bảo độ giảm thanh của đạn;

- Nghiên cứu chế tạo đạn, bắn thực nghiệm xác định, đánh giá ảnh hưởng của một số TSKC đến áp suất, sơ tốc và độ giảm thanh của đạn CTGT2PT

5 Phương pháp nghiên cứu

Kết hợp giữa nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm

- Vận dụng lý thuyết cơ bản về TPT của súng pháo thông thường để xây dựng, hoàn thiện mô hình bài toán TPT phù hợp với đặc điểm kết cấu và quá trình động lực học của đạn CTGT2PT Sử dụng phần mềm Matlab để lập trình giải các bài toán TPT đã được luận án xây dựng, khảo sát ảnh hưởng của một số TSKC đến áp suất, sơ tốc nhằm đảm bảo độ giảm thanh, làm cơ sở cho việc lựa chọn hợp lý bộ TSKC của đạn CTGT2PT;

- Xây dựng phương pháp thực nghiệm đo áp suất khí thuốc, sơ tốc và cường độ âm thanh của đạn phù hợp với đặc điểm kết cấu, nguyên lý làm việc của đạn CTGT2PT cỡ đạn 73 mm, cỡ nòng 80 mm Từ kết quả thực nghiệm kiểm chứng, đánh giá sự phù hợp của các mô hình bài toán lý thuyết đã được luận án xây dựng; đồng thời đánh giá ảnh hưởng của khe hở lắp ghép giữa pít tông và xi lanh đến độ giảm thanh của đạn CTGT2PT mà phương pháp lý thuyết hiện tại chưa giải quyết được

6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án

a) Ý nghĩa khoa học

Luận án góp phần xây dựng mô hình kết cấu và các mô hình toán phản ánh đúng quá trình ĐLH của đạn CTGT2PT Xây dựng được cơ sở khoa học cho

việc lựa chọn hợp lý các tham số kết cấu của đạn CTGT2PT

b) Ý nghĩa thực tiễn

Luận án góp phần xây dựng cơ sở lý luận cho một loại sản phẩm mới có khả năng tác chiến cao, góp phần chủ động trang bị, tiết kiệm kinh phí khi mua sản phẩm và tài liệu thiết kế của nước ngoài Các kết quả nghiên cứu có giá trị khoa học và thực tiễn, có thể phục vụ cho việc nghiên cứu thiết kế, chế tạo các loại vũ khí khác tương tự và cho công tác nghiên cứu ở các Học viện, Nhà trường

7 Bố cục của luận án

Bố cục của luận án gồm phần mở đầu, kết luận và 4 chương nội dung chính như sau:

Chương 1 - Tổng quan về vũ khí giảm thanh và đạn giảm thanh

Tổng quan tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước về vũ khí giảm thanh theo nguyên lý pít tông thuận, nguyên lý pít tông ngược và NL2PT; nguyên nhân sinh ra tiếng nổ và giải pháp giảm tiếng nổ đầu nòng của hệ súng, đạn CTGT; nguyên lý kết cấu, nguyên lý hoạt động và các yêu cầu tính năng chiến kỹ thuật của hệ súng, đạn CTGT

Chương 2 - Xây dựng mô hình kết cấu và mô hình toán học mô tả chuyển động của đạn CTGT2PT

Xây dựng mô hình kết cấu của đạn CTGT2PT, từ đó xây dựng mô hình toán học mô tả chuyển động của pít tông trong ống phóng và các phương trình toán học xác định mối quan hệ giữa các thông số kết cấu và các tham số động lực học của đạn CTGT Giải bài toán động lực học làm cơ sở cho việc nghiên cứu tính toán, lựa chọn và đánh giá các thông số kết cấu

Chương 3 Khảo sát ảnh hưởng của một số thông số kết cấu đến áp suất, sơ tốc nhằm đảm bảo yêu cầu giảm thanh của đạn CTGT2PT

Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số kết cấu (kích thước, khối lượng, khe hở của pít tông, ống phóng, khối lượng của viên đạn…) đến áp suất,

sơ tốc và đảm bảo độ giảm thanh của đạn CTGT2PT

Chương 4 Nghiên cứu thực nghiệm

Xây dựng cơ sở lý luận và phương pháp tiến hành thử nghiệm đo và đánh giá ảnh hưởng của một số tham số kết cấu đến áp suất, sơ tốc và độ giảm thanh của đạn CTGT2PT Thực nghiệm xác định ảnh hưởng của thông số kết cấu khe

hở giữa pít tông và ống phóng đến áp suất, sơ tốc và độ giảm thanh của đạn CTGT2PT Đánh giá kết quả thực nghiệm so với tính toán lý thuyết về xác định ảnh hưởng của thông số kết cấu khe hở giữa pít tông và ống phóng đến áp suất,

sơ tốc nhằm đảm bảo độ giảm thanh của đạn CTGT2PT

Chương 1

Trong quá trình phát triển của hệ vũ khí - đạn, nỗ lực làm giảm tiếng nổ đầu nòng súng (giảm âm thanh khi bắn) được các nhà khoa học trên thế giới dành nhiều thời gian, công sức nghiên cứu Bên cạnh giải pháp giảm thanh bằng ống giảm thanh, việc giảm thanh bằng đạn cũng được quan tâm và đầu tư nghiên cứu Đạn giảm thanh được nghiên cứu phát triển sau ống giảm thanh; quá trình động lực học, giải pháp giảm thanh là do kết cấu của súng và đạn Chính vì vậy,

vũ khí đồng bộ với đạn có kết cấu nhẹ, dùng để tiêu diệt đối phương tầm gần, đặc biệt là hoạt động độc lập, bí mật

Trong chương này, luận án trình bày tổng quan về nguyên nhân sinh ra âm thanh khi bắn và các giải pháp được ứng dụng để giảm thanh; các yêu cầu chất lượng của đạn CTGT; tổng quan tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước về đạn giảm thanh, trọng tâm là đạn giảm thanh NL2PT làm cơ sở cho việc định hướng các nội dung cần tập trung nghiên cứu của luận án

1.1 Nguyên nhân sinh ra âm thanh khi bắn và các giải pháp được ứng dụng

để giảm thanh cho hệ vũ khí

1.1.1 Nguyên nhân sinh ra âm thanh khi bắn

Trong quá trình làm việc của súng pháo, đầu đạn chuyển động được là nhờ quá trình cháy của thuốc phóng tạo ra nhiệt độ và áp suất cao giãn nở sinh công đẩy đầu đạn chuyển động Khi đầu đạn bay ra khỏi nòng, lập tức sẽ gây ra tiếng

nổ Tiếng nổ đầu nòng súng pháo khi bắn chủ yếu gây ra bởi các nguyên nhân sau [4-5], [8-11], [21]:

- Khí thuốc có áp suất và nhiệt độ cao phụt ra khỏi miệng nòng giãn nở thành “sóng va” trong không khí, chuyển động với vận tốc trên âm Sóng va lan rộng, yếu dần và chuyển thành sóng âm tiếp tục truyền đi trong môi trường Nguyên nhân là do sự giãn nở va đập giữa áp suất khí thuốc phóng với môi trường không khí, sự chênh lệch giữa áp suất khí thuốc phụt ra từ miệng nòng và

áp suất môi trường càng cao thì tiếng nổ càng lớn

- Khi đầu đạn bay ra khỏi miệng nòng chuyển động với vận tốc lớn hơn vận tốc âm thanh sẽ tạo nên “mặt nhảy vọt nén” trong không khí Ngoài ra còn

có sự va chạm của đầu đạn với không khí (gây ra tiếng rít), do va chạm cơ khí của các chi tiết cơ khí của vũ khí khi bắn

Mặt khác, quá trình khí thuốc có áp suất và nhiệt độ cao phụt ra khỏi miệng nòng còn tạo ra lửa, khói và âm thanh sau mỗi phát bắn Tiếng nổ, lửa và khói đầu nòng là những hiện tượng không có lợi về mặt chiến thuật tác chiến khi

sử dụng vũ khí, nhất là những vũ khí sử dụng để tiêu diệt đối phương ở tầm gần hoặc những chỗ đông người và đòi hỏi tính bí mật, bất ngờ Thông thường, các yếu tố này tỷ lệ thuận với động năng của đạn khi ra khỏi nòng, liên hệ mật thiết với khả năng sát thương, tầm bắn của đầu đạn Khi nhu cầu cần tầm bắn xa, khả năng sát thương lớn thì vũ khí không cần thiết phải giảm tiếng nổ đầu nòng Ngược lại, khi cần bí mật, bất ngờ, tầm gần thì việc giảm tiếng nổ đầu nòng là cần thiết và có thể làm giảm thanh Chính vì vậy, tùy theo yêu cầu chiến kỹ thuật mà mỗi loại vũ khí cần phải có kết cấu phù hợp, trang bị cho từng loại lực lượng cụ thể, trong đó có vũ khí giảm thanh

1.1.2 Các giải pháp được ứng dụng để giảm thanh

Giải pháp được ứng dụng để giảm thanh cho các loại vũ khí nhiệt động kín dùng áp suất khí thuốc làm lực đẩy đầu đạn chính là làm giảm áp suất khí thuốc đầu nòng khi đạn ra khỏi nòng [2], [13-15], [18-19], [21], [25], cụ thể:

- Lắp ống giảm thanh: giải pháp này làm giảm nhỏ sự giãn nở, va đập của khí thuốc vào môi trường không khí (giảm sự chênh lệch áp suất) thông qua kết cấu vũ khí Ống giảm thanh có tác dụng tăng thể tích buồng chứa khí thuốc trước khi đạn chuyển động ra khỏi miệng nòng súng hoặc giảm nhiệt độ khí thuốc (khi sử dụng bộ hấp thụ nhiệt bên trong có bột kim loại dễ hấp thụ nhiệt), nhờ đó, đã làm giảm áp suất khí thuốc va đập với môi trường không khí nên có tác dụng giảm thanh cho hệ vũ khí;

- Điều chỉnh thuốc phóng và khối lượng đầu đạn: giải pháp này làm giảm

áp suất khí thuốc, lượng khí thuốc phụt ra khỏi miệng nòng súng Mô hình kết cấu loại đạn giảm thanh này giống như đạn chiến đấu thông thường nhưng có

một số đặc điểm khác cơ bản là sử dụng loại thuốc phóng có tổng xung áp lớn, tốc độ cháy nhanh để vị trí đạt áp suất khí thuốc lớn nhất dịch về phía đáy nòng,

áp suất khí thuốc tại miệng nòng súng nhỏ hơn áp suất khí thuốc tại miệng nòng súng của đạn thông thường; đầu đạn nặng hơn đầu đạn bình thường cùng cỡ để đáp ứng yêu cầu động năng sát thương tại mục tiêu (do sơ tốc của loại đạn này thường nhỏ hơn đạn thông thường) Nhược điểm của loại đạn này là chỉ giảm tiếng nổ đầu nòng một phần, nếu muốn tăng hiệu quả giảm thanh thì khi bắn vẫn phải lắp thêm ống giảm thanh, trong quá trình quản lý và sử dụng dễ nhầm lẫn với đạn chiến đấu thông thường

- Ngăn cách phần lớn khí thuốc giãn nở, va đập vào môi trường không khí thông qua kết cấu của đạn dựa theo nguyên lý pít tông - xi lanh

Trong các giải pháp giảm áp suất trên, hai giải pháp đầu đã được nhiều tác giả nghiên cứu và được trình bày cụ thể trong [14-15] Luận án tập trung vào giải pháp thứ 3: giảm áp suất cho hệ vũ khí bằng cách ngăn cách phần lớn khí thuốc giãn nở, va đập vào môi trường không khí thông qua kết cấu của đạn dựa theo nguyên lý pít tông - xi lanh

Bản chất của giải pháp này là sử dụng kết cấu và lựa chọn hợp lý TSKC của cặp pít tông - xi lanh để làm giảm tối đa khí thuốc thoát ra ngoài khi thực hiện một phát bắn Giải pháp giảm thanh này có thể thực hiện theo hai hướng khác nhau:

- Nguyên lý thứ nhất: được thực hiện trong lòng viên đạn (giảm thanh theo nguyên lý 1 pít tông là pít tông thuận hoặc pít tông ngược) [13], [19], [24];

- Nguyên lý thứ hai: được thực hiện trong lòng súng (giảm thanh theo NL2PT là sự kết hợp giữa pít tông thuận và pít tông ngược) [6], [34], [37]

1.1.2.1 Đạn giảm thanh theo nguyên lý 1 pít tông

* Đạn giảm thanh theo nguyên lý pít tông thuận [14-15], [19], [21], [24] Đạn giảm thanh theo nguyên lý pít tông thuận là đạn được chế tạo theo nguyên lý chỉ có 1 pít tông mà khi bắn pít tông chuyển động trong xi lanh (hoặc

vỏ liều) cùng chiều với chiều chuyển động của đầu đạn Nguyên lý pít tông thuận thường được áp dụng cho các loại đạn cỡ nhỏ, có tầm bắn gần như hệ

súng và đạn con Do đặc điểm nguyên lý kết cấu, nên gần như khí thuốc sinh ra khi bắn được giữ lại trong vỏ liều của đạn nên gần như không còn tiếng nổ đầu nòng do sự chênh lệch áp suất gây ra, mà chỉ còn âm thanh do sự va chạm giữa các chi tiết cơ khí của súng tạo nên

Về mặt giải pháp kết cấu, đạn giảm thanh theo nguyên lý pít tông thuận

có nhiều phương án kết cấu khác nhau, dưới đây giới thiệu mô hình nguyên lý kết cấu và làm việc cho một loại mẫu đạn (Hình 1.1)

Hình 1.1 Mô hình kết cấu đạn giảm thanh theo nguyên lý pít tông thuận

1 Cụm mồi; 2 Thân vỏ liều; 3 Pít tông; 4 Đầu đạn

Theo sơ đồ nguyên lý (Hình 1.1): khi bắn, búa đập vào cụm mồi gây phát hỏa hạt lửa, mồi cháy thuốc phóng, thuốc phóng cháy giãn nở sinh công đẩy pít tông và đầu đạn chuyển động Đến cuối thời kỳ bắn, pít tông bị chặn lại, mặt vát của pít tông ép sát mặt vát của thân vỏ liều (xi lanh) bịt kín khí thuốc phóng trong xi lanh, do đó khi bắn không gây tiếng nổ, khói và chớp lửa đầu nòng, sau thời kỳ này thì đầu đạn chuyển động như một viên đạn thông thường Sản phẩm cháy hoàn toàn nằm trong buồng kín và được giữ lại trong vỏ liều, phần bay đi chỉ có đầu đạn, phần giữ lại gồm vỏ liều, pít tông và sản phẩm cháy do thuốc phóng tạo ra

* Đạn giảm thanh theo nguyên lý pít tông ngược [19], [21], [24]

Đạn giảm thanh theo nguyên lý pít tông ngược là đạn được chế tạo theo nguyên lý có 1 pít tông mà khi bắn xi lanh chuyển động trượt tương đối so với pít tông theo chiều chuyển động của đầu đạn (pít tông tỳ sát vào cán truyền lực của súng, cùng với súng có xu hướng chuyển động về phía sau, ngược chiều với chiều chuyển động của đầu đạn) Nguyên lý pít tông ngược thường được áp dụng cho các loại đạn cối Do đặc điểm nguyên lý kết cấu của đạn này nên gần

như khí thuốc sinh ra khi bắn được giữ lại hoàn toàn trong xi lanh và pít tông của đạn nên hạn chế tạo ra tiếng nổ đầu nòng

Nguyên lý cấu tạo chung của đạn cối giảm thanh theo nguyên lý pít tông ngược được thể hiện trên Hình 1.2

1 Ngòi nổ; 2 Đầu đạn; 3 Liều phóng; 4 Pít tông; 5 Xi lanh; 6 Cánh ổn địnhHình 1.2 Mô hình kết cấu đạn giảm thanh theo nguyên lý pít tông ngược Theo sơ đồ nguyên lý (Hình 1.2): khi bắn, thả đạn trượt trong nòng súng xuống phía dưới cho đến khi đáy của pít tông chạm vào cán truyền lực trên súng Khi lên cò phát hỏa, cần búa của súng đập vào kim hỏa gắn trên đáy pít tông, kim hỏa lao lên đập vào và phát hỏa hạt lửa lắp trên pít tông, khí thuốc sinh ra từ hạt lửa mồi cháy thuốc phóng cầu Khi áp suất trong buồng đốt (buồng pít tông) tăng lên đến một giá trị nhất định thì vành tai của pít tông bị cắt, áp suất khí thuốc tiếp tục tăng và giãn nở Do pít tông được tỳ vào đầu cán truyền lực của súng nên xi lanh mang đầu đạn chuyển động đi lên, đến khi mặt côn của pít tông và xi lanh đóng chặt lại, khí thuốc bị bịt kín trong xi lanh ngừng giãn nở; đạn bay ra khỏi nòng súng như một viên đạn cối thông thường

1.1.2.2 Đạn giảm thanh theo nguyên lý 2 pít tông

Đạn giảm thanh theo NL2PT là khi bắn 2 pít tông chuyển động trượt tương đối so với xi lanh (ống phóng) theo 2 chiều ngược nhau; pít tông trước chuyển động cùng với đạn, đẩy đạn về phía trước; pít tông sau chuyển động cùng với đối trọng, đẩy đối trọng về phía sau NL2PT thường được áp dụng cho các loại đạn bắn trên súng không giật Do đặc điểm nguyên lý kết cấu của đạn này nên gần như khí thuốc sinh ra khi bắn được giữ lại hoàn toàn trong xi lanh (ống phóng) cùng 2 pít tông nên giảm thiểu tiếng nổ đầu nòng [4], [6], [15], [18-19], [24]

Nguyên lý cấu tạo chung của đạn giảm thanh theo NL2PT được thể hiện trên Hình 1.3 [6]

Hình 1.3 Mô hình nguyên lý cấu tạo chung và hoạt động của đạn giảm thanh

theo NL2PT Theo sơ đồ nguyên lý (Hình 1.3): khi bắn, mồi lửa điện cháy, mồi cháy thuốc đen trong ống mồi, khi áp suất trong ống mồi tăng lên đến một giá trị nhất định thì ống giấy của cụm ống mồi bị đột qua lỗ trên thân ống mồi, khí thuốc tràn ra ngoài, nhiệt lượng cháy của thuốc mồi mồi cháy thuốc phóng của liều phóng Khí thuốc phóng sinh ra trong thể tích không đổi của buồng đốt làm áp suất tăng lên đến giá trị nhất định làm vành tai của ống mồi bị cắt (phá vỡ liên kết giữa cụm pít tông trước và sau), áp suất khí thuốc tiếp tục tăng và giãn nở đẩy 2 cụm pít tông chuyển động về 2 phía (pít tông trước với ống mồi và đạn chuyển động về phía trước, pít tông sau với bạc cắt và đối trọng chuyển động về phía sau) Khi 2 pít tông gặp gờ chặn thì các pít tông đó sẽ bị dừng lại, đóng chặt

2 đầu ống phóng, khí thuốc ngừng giãn nở, đạn và đối trọng bay ra khỏi ống phóng với một vận tốc xác định, kể từ thời điểm này đạn bay như một viên đạn thông thường [6], [34]

Như vậy có thể thấy quá trình làm việc của hệ vũ khí giảm thanh theo NL2PT cũng là một máy nhiệt thực hiện quá trình biến đổi hóa năng của thuốc phóng thành nhiệt năng, từ nhiệt năng biến đổi thành động năng tạo chuyển động cho đạn, đối trọng và các cơ cấu khác của súng (Hình 1.4) [4], [8], [21], [30]

Hình 1.4 Sơ đồ khối quá trình làm việc đạn giảm thanh theo NL2PT

Trong sơ đồ trên, các trạng thái 1, 3, 5 là trạng thái quá trình làm việc biểu diễn năng lượng và vật mang năng lượng; các trạng thái 2, 4, 6 biểu diễn quá trình thay đổi năng lượng Quá trình làm việc của đạn giảm thanh theo NL2PT khi thực hiện một phát bắn bao gồm 3 quá trình cơ sở:

- Quá trình cháy và tạo khí: là quá trình biến đổi hóa năng thành nhiệt năng, sản phẩm cháy (khí thuốc) là môi chất công tác;

- Quá trình giãn nở của khí thuốc: là quá trình biến đổi nhiệt năng thành

cơ năng;

- Quá trình chuyển động của khí thuốc, 2 pít tông và đạn

Đây là các quá trình phức tạp, tổ hợp của các quá trình nhiệt động và chúng liên kết với nhau bằng các mối quan hệ hai chiều Ví dụ quá trình cháy của thuốc phóng tạo ra sản phẩm cháy sẽ chi phối quá trình giãn nở sinh công, đồng thời ngược lại quá trình giãn nở lại tác động trở lại đối với quá trình cháy

Tính chất phức tạp của quá trình xảy ra khi bắn là nguyên nhân gây nên nhiều khó khăn trong quá trình nghiên cứu thiết kế Để đơn giản nhưng vẫn đảm bảo độ chính xác trong quá trình nghiên cứu, người ta thường sử dụng một số giả thiết hợp lý để mô hình hóa hệ thống và mô tả quá trình thực hiện một phát bắn bằng các giai đoạn theo các quá trình cơ sở trên Trên cơ sở mô hình xây dựng được, ta có thể xác định các quy luật cơ bản, cùng với các công cụ toán học có thể tìm được lời giải của bài toán đặt ra một cách gần đúng, sau đó thông qua thực nghiệm sẽ tìm được kết quả phù hợp với thực tế thông qua các hệ số thực nghiệm

1.2 Trình bày các nghiên cứu trong và ngoài nước về đạn giảm thanh theo nguyên lý pít tông - xi lanh

1.2.1 Tình hình nghiên cứu đạn giảm thanh của nước ngoài

Sự ra đời của đạn giảm thanh đã giải quyết một vấn đề quan trọng về chiến kỹ thuật đó là đảm bảo tính bí mật, bất ngờ và tính cơ động do khi bắn hệ

vũ khí này làm giảm tối đa tiếng nổ đầu nòng, khói, lửa và trọng lượng nhẹ, do

đó hệ vũ khí này rất phù hợp để trang bị cho các lực lượng làm nhiệm vụ đặc biệt như lực lượng đặc nhiệm, bộ đội đặc công [6], [14-15], [18-19], [24] Chính

vì vậy nhiều nước trên thế giới có nền công nghiệp tiên tiến đã đầu tư nghiên cứu thiết kế, chế tạo và đưa vào trang bị các loại đạn giảm thanh theo nguyên lý

1 pít tông (thuận và ngược) và NL2PT Các công trình nghiên cứu đều là bí mật quân sự của các nước, không được công bố mà chỉ đưa ra các mẫu súng, đạn đạng chào hàng thương mại, do đó NCS không thể tiếp cận được với các mô hình toán đã được nước ngoài nghiên cứu Một số sản phẩm đạn giảm thanh theo các nguyên lý đã được trình bày ở trên, được chào hàng điển hình như sau:

1.2.1.1 Đạn giảm thanh theo nguyên lý 1 pít tông

a Đạn giảm thanh theo nguyên lý pít tông thuận

Đạn giảm thanh nguyên lý pít tông thuận đã được Liên Xô nghiên cứu, chế tạo từ những năm của thập kỷ 60 của thế kỷ XX và đưa vào trang bị như: đạn giảm thanh 7,62 mm PZA, PZAM; đạn giảm thanh 7,62 mm SP-2, SP-3, SP-4 Các loại đạn này cơ bản giải quyết được yêu cầu chiến thuật là giảm thanh khi bắn, không có khói, lửa ở đầu nòng Tuy nhiên, kết cấu và công nghệ chế tạo còn khá phức tạp, súng để bắn đạn này chưa phát huy được sự linh hoạt trong sử dụng Hình 1.5 là kết cấu đạn giảm thanh SP-4 và súng PSS [19], [24], [34]

Hình 1.5 Đạn giảm thanh SP-4 và súng PSS

b Đạn giảm thanh nguyên lý pít tông ngược

Hiện nay, nhiều nước trên thế giới đã thiết kế, sản xuất và đưa vào trang

bị cho quân đội các loại đạn cối giảm thanh hoạt động theo nguyên lý pít tông ngược (Hình 1.6) Điển hình cho hệ vũ khí này là hệ cối giảm thanh 51 mm FLY-K 8111 TN của Pháp, hệ cối giảm thanh 50 mm NORINCO của Trung Quốc, hệ cối giảm thanh Delta 60 mm của Georgia Tính năng cơ bản của các loại đạn này như sau: cỡ đạn 4560 mm, chiều dài viên đạn 300311 mm, khối lượng đạn 0,71,2 kg, tầm bắn lớn nhất 400800 m, mức âm thanh theo tần số khi bắn 5265 dB (đo ở khoảng cách 100 m) [19], [24], [34]

Hình 1.6 Đạn cối giảm thanh cỡ 4560 mm theo nguyên lý pít tông ngược Ngoài ra, trong những năm gần đây, Liên bang Nga cũng đã nghiên cứu thiết

kế, chế tạo hệ cối giảm thanh cỡ 82 mm hoạt động theo nguyên lý pít tông ngược (Hình 1.7) Các tính năng kỹ thuật cơ bản của đạn: cỡ đạn 82 mm, khối lượng đạn 3,3 kg, bán kính sát thương 12 m, sơ tốc 122 m/s, tầm bắn lớn nhất 1.200 m Sản phẩm đã được trang bị cho lực lượng đặc nhiệm của Nga [19], [24], [34]

Hình 1.7 Súng cối 82 mm 2Б25 và đạn cối giảm thanh 3BO35 của Nga

1.2.1.2 Đạn chống tăng giảm thanh theo nguyên lý 2 pít tông

Hiện nay, nhiều nước trên thế giới đã phát triển và trang bị cho quân đội

hệ vũ khí chống tăng hoạt động theo NL2PT với nhiều tính năng ưu việt như súng có độ giật thấp, bắn được trong một không gian hẹp do không có luồng lửa phía sau nòng súng, không gây nguy hiểm cho xạ thủ Điển hình cho hệ vũ khí này là hệ MBB Armbrust của Đức (Hình 1.8) với bộ đạn gồm cả đạn xuyên lõm

và đạn sát thương Tính năng cơ bản của hệ vũ khí, đạn này như sau: cỡ đạn 67 mm; chiều dài toàn bộ của hệ súng và đạn 850 mm; khối lượng đạn 2,2 kg; tầm bắn lớn nhất 1.500 m; khoảng cách vật cản phía sau miệng nòng súng an toàn cho xạ thủ khi bắn không nhỏ hơn 2 m; mức âm thanh theo tần số khi bắn không lớn hơn 65 dB (đo ở khoảng cách 100 m) [6], [34-36]

Hình 1.9 Hệ vũ khí CTGT Matador Tính năng kỹ chiến thuật Matador: cỡ nòng 90 mm; khối lượng súng 8,9 kg; khối lượng đạn: (1,1÷4,1) kg; chiều dài súng: 1 m; tầm bắn hiệu quả đến (120÷500) m

Ngoài ra, từ năm 2000÷2008 Trung Quốc đã nghiên cứu phát triển hệ vũ

khí DZJ-08 (Hình 1.10) và đưa vào biên chế chính thức [6], [34] với bộ đạn gồm

cả đạn xuyên lõm và đạn sát thương Tính năng cơ bản của hệ vũ khí, đạn này như sau: cỡ nòng súng 80 mm; chiều dài toàn bộ của hệ súng và đạn 970 mm; khối lượng đạn 1,6 kg; tầm bắn lớn nhất 2.000 m; khoảng cách vật cản phía sau miệng nòng súng an toàn cho xạ thủ khi bắn  2 m; mức âm thanh theo tần số khi bắn  70 dB (đo ở khoảng cách 100 m) [6], [34-36]

Đối trọng Pít tông sau Cụm liều mồi Pít tông trước Động cơ Đầu đạn

Hình 1.10 Hệ vũ khí chống tăng DZJ-08 của Trung Quốc

Do tính bí mật quân sự nên các công trình nghiên cứu về đạn CTGT2PT hầu như không được công bố, chủ yếu là giới thiệu về kết cấu chung, tính năng

và tác dụng của đạn Các hình ảnh về kết cấu chung và các tính năng kỹ thuật cơ bản của đạn thu thập được của nước ngoài là tài liệu tham khảo để tác giả nghiên cứu, xây dựng mô hình kết cấu và các mô hình bài toán ĐLH của đạn

1.2.2 Tình hình nghiên cứu đạn giảm thanh trong nước

1.2.2.1 Tình hình nghiên cứu vũ khí giảm thanh theo nguyên lý 1 pít tông

a Tình hình nghiên cứu vũ khí giảm thanh theo nguyên lý pít tông thuận

Đối với hệ vũ khí giảm thanh theo nguyên lý pít tông thuận, đã có một số công trình nghiên cứu:

Công trình [14-15] đã thiết kế, chế thử súng ngắn siêu nhỏ, giảm thanh, bắn gần theo nguyên lý pít tông thuận (Hình 1.11) Đây là kết hợp giữa đạn và

Nòng súng

nòng súng để tạo ra hiệu ứng giảm thanh khi bắn Việc kết hợp nòng súng làm xi lanh đã tạo ra mẫu súng có kích thước nhỏ gọn, dễ ngụy trang khi làm nhiệm vụ Mẫu sản phẩm tạo ra tương đối hoàn chỉnh về tính năng chiến kỹ thuật đó là: vũ khí siêu nhỏ, hoạt động tin cậy, chính xác, uy lực sát thương đảm bảo ở cự ly gần, độ giảm thanh đáp ứng được yêu cầu Hệ vũ khí siêu nhỏ giảm thanh bắn đạn chì và đạn tên có tầm bắn hiệu quả 3 m, sơ tốc 160 m/s, mức âm thanh theo thời gian ở đầu nòng súng 110 dB, trọng lượng đầu đạn 2,6 gam Tuy nhiên hạn chế của sản phẩm này là sau khi bắn phải chờ một thời gian mới thay được nòng súng và đạn do đó mức độ linh hoạt khi sử dụng chưa được cao

Hình 1.11 Mô hình cấu tạo của súng, đạn giảm thanh siêu nhỏ, bắn gần

1 Nòng súng; 2 Đạn; 3 Vỏ liều; 4 Thuốc phóng; 5 Thuốc mồi;

6 Vành thuốc nhạy; 7 Khóa nòng; 8 Kim hỏa; 9 Thân súng

Trong công trình [1], tác giả đã đưa ra mô hình kết cấu của súng côn quay

và một số mẫu đạn triệt âm kiểu PZAM Mẫu đạn triệt âm được tạo ra hoạt động theo nguyên lý pít tông thuận, hành trình chuyển động của pít tông ngắn, sơ tốc đầu đạn 175 m/s, mức âm thanh theo thời gian ở đầu nòng súng 132 dB Công trình nghiên cứu chỉ dừng lại ở mức độ nghiên cứu và thử nghiệm nguyên lý, chưa được ứng dụng vào thực tiễn

Công trình [24], đã xây dựng mô hình kết cấu đạn giảm thanh pít tông thuận (Hình 1.12), đồng thời đã bổ sung, hoàn thiện bài toán thuật phóng trong của đạn giảm thanh theo nguyên lý pít tông thuận Khảo sát và đánh giá được ảnh hưởng của một số thông số kết cấu và động lực tới giảm thanh và khả năng làm việc của đạn Từ kết quả nghiên cứu đã chế tạo thành công đạn giảm thanh theo nguyên lý pít tông thuận Qua thử nghiệm bước đầu đã khẳng định được uy lực, độ tin cậy làm việc và độ giảm thanh của đạn Tuy nhiên, do kết cấu và hoạt động của đạn CTGT2PT có nhiều điểm khác biệt so với đạn giảm thanh pít tông thuận nên cần được nghiên cứu bổ sung cả về kết cấu và bài toán TPT

Hình 1.12 Kết cấu đạn giảm thanh pít tông thuận

1 Xi lanh; 2 Đầu đạn; 3 Pít tông; 4 Thuốc phóng; 5 Bộ phát hỏa

a Bậc giữ; b Vai pít tông; c Gờ pít tông; d Bậc chặn

b Tình hình nghiên cứu vũ khí giảm thanh theo nguyên lý pít tông ngược

Đối với hệ vũ khí giảm thanh theo nguyên lý pít tông ngược, đã có một số công trình nghiên cứu:

Công trình [13], [19] đã nghiên cứu, đưa ra mẫu súng và đạn cối giảm thanh cỡ 50 mm tương tự một số mẫu súng và đạn cối giảm thanh của Pháp và Trung Quốc Trong quá trình nghiên cứu, trải qua các giai đoạn, kết cấu súng và đạn cối giảm thanh cỡ 50 mm đã được hoàn thiện dần, Hình 1.13

Hình 1.13 Cấu tạo súng và đạn cối giảm thanh theo nguyên lý pít tông ngược

Cấu tạo đạn cối giảm thanh cỡ 50 mm theo nguyên lý pít tông ngược gồm bốn phần chính: đầu đạn, ngòi nổ, liều phóng và bộ phận ổn định

Công trình [19] đã nghiên cứu về đạn giảm thanh theo nguyên lý pít tông ngược Luận án đã bổ sung cơ sở lý luận về bài toán thuật phóng trong và cơ sở xây dựng mô hình kết cấu đạn cối giảm thanh theo nguyên lý pít tông ngược Đánh giá ảnh hưởng của một số thông số kết cấu cơ bản đến tham số động lực học, độ giảm thanh, ổn định chuyển động và độ chính xác của đạn giảm thanh theo nguyên lý pít tông ngược Luận án đã trực tiếp góp phần vào hoàn thiện cơ sở tính toán, thiết kế, chế tạo đạn cối giảm thanh cỡ 50 mm theo nguyên lý pít tông ngược

Cũng giống như đạn giảm thanh pít tông thuận, do kết cấu và nguyên lý làm việc của đạn giảm thanh pít tông ngược khác với đạn CTGT2PT nên bài toán TPT của đạn CTGT2PT cần được nghiên cứu bổ sung, hoàn thiện

1.2.2.2 Tình hình nghiên cứu vũ khí giảm thanh theo nguyên lý 2 pít tông

Đối với hệ vũ khí CTGT2PT, có kết cấu và nguyên lý hoạt động khác với

vũ khí theo các nguyên lý kể trên

Trong các công trình [6] các tác giả đã nghiên cứu thiết kế bước đầu cơ bản thành công nguyên lý hệ súng và đạn chống tăng giảm thanh, không giật, không luồng phụt hoạt động theo nguyên lý 2 pít tông Tuy nhiên, tác giả chủ yếu giải quyết vấn đề chế tạo đạn và súng, chưa đi sâu nghiên cứu về học thuật cũng như các vấn đề liên quan tới nguyên lý kết cấu, hoạt động, giảm thanh

Do không có mẫu súng và đạn CTGT2PT của nước ngoài cùng nguyên lý kết cấu của súng, đạn, nhóm tác giả đã dựa trên hình ảnh của một số mẫu súng, đạn CTGT2PT của Đức và Trung Quốc, tự nghiên cứu xây dựng, hoàn thiện dần trong quá trình thực hiện Kết cấu súng và đạn CTGT2PT cỡ nòng 80 mm được thể hiện trên Hình 1.14 [6]

Hình 1.14 Súng và đạn CTGT theo nguyên lý 2 pít tông

Nguyên lý hoạt động của đạn: Khi bắn, mồi lửa điện cháy nhờ nguồn điện

ma nhê tô từ bên ngoài, mồi cháy thuốc đen trong ống mồi, khi áp suất trong

ống mồi tăng lên đến một giá trị pmoi thì ống giấy của cụm ống mồi bị đột qua lỗ

trên thân ống mồi, khí thuốc tràn ra ngoài, nhiệt lượng cháy của thuốc mồi mồi cháy thuốc phóng của liều phóng Khí thuốc phóng sinh ra trong thể tích không

đổi của buồng đốt làm áp suất tăng lên đến một giá trị nhất định pct làm vành tai

của ống mồi bị cắt (phá vỡ liên kết giữa cụm pít tông trước và sau); áp suất khí thuốc tiếp tục tăng và giãn nở đẩy 2 cụm pít tông chuyển động về 2 phía (pít tông trước với phần còn lại của ống mồi và đạn chuyển động về phía trước; pít tông sau với bạc cắt, tai nối của ống mồi và đối trọng chuyển động về phía sau) Khi 2 pít tông gặp gờ chặn ở 2 đầu ống phóng thì dừng lại, đóng chặt 2 đầu ống phóng, khí thuốc ngừng giãn nở, đạn và đối trọng bay ra khỏi ống phóng với một vận tốc xác định như một viên đạn thông thường [6]

Nhìn chung, các công trình nghiên cứu về đạn CTGT2PT nêu trên đã đạt được kết quả nhất định về mặt nguyên lý kết cấu, xây dựng được cơ sở nhất định

về mặt lý thuyết cũng như đạt được một số tính năng của sản phẩm Cụ thể:

- Về kết cấu: kết cấu đạn CTGT2PT đã xây dựng tương đối hợp lý, đạn hoạt động theo nguyên lý 2 pít tông, quá trình ĐLH khi bắn diễn ra hoàn toàn giữa 2 pít tông, xi lanh, hệ vũ khí hoạt động tin cậy

- Về cơ sở tính toán, thiết kế: đã áp dụng bài toán TPT của súng pháo thông thường để tính toán TPT của đạn CTGT2PT, tính toán TPN, tính toán kiểm bền vũ khí CTGT2PT cỡ 80 mm

Các tham số kỹ thuật cơ bản của đạn CTGT2PT cỡ nòng 80 mm [6], [16-17]:

1.3 Những vấn đề tồn tại và hướng nghiên cứu của luận

1.3.1 Những vấn đề tồn tại

Từ các kết quả tham khảo được nghiên cứu ở trên về đạn giảm thanh cho thấy: Đối với đạn giảm thanh theo nguyên lý pít tông thuận, pít tông ngược và 2 pít tông đã được một số nước trên thế giới thiết kế, chế tạo thành công Nhưng các công trình nghiên cứu về chúng không được công bố

Trong nước có một vài đơn vị nghiên cứu của Quân đội cũng đã nghiên cứu, thiết kế, chế tạo được một số loại súng và đạn giảm thanh theo nguyên lý pít tông thuận, pít tông ngược Đã có 02 công trình luận án [24], [19] xây dựng

cơ sở lý luận phục vụ cho công tác nghiên cứu, tính toán, thiết kế, chế tạo đạn giảm thanh theo nguyên lý pít tông thuận, pít tông ngược

Kết quả nghiên cứu của 2 công trình nói trên đã cho thấy rõ ưu việt của phương pháp giảm thanh cho đạn theo nguyên lý pít tông - xi lanh Bài toán TPT

và một số kết cấu nguyên lý làm việc của đạn giảm thanh pít tông - xi lanh có thể ứng dụng để xây dựng mô hình kết cấu và bổ sung hoàn thiện cho bài toán TPT của đạn CTGT2PT

Do kết cấu và nguyên lý làm việc của đạn CTGT2PT khác với đạn giảm thanh theo nguyên lý pít tông thuận, pít tông ngược nên cần phải nghiên cứu bổ

sung cơ sở lý luận về loại đạn này

Đối với đạn CTGT2PT: trong nước cho đến nay mới chỉ có 01 đơn vị

nghiên cứu về loại đạn này, cụ thể là nghiên cứu thiết kế, chế tạo và thử nghiệm đạn CTGT2PT cỡ nòng 80 mm Đề tài đã đạt được những kết quả nhất định về mặt nguyên lý kết cấu, xây dựng những cơ sở nhất định về mặt lý thuyết, cũng như đạt được một số tính năng chiến kỹ thuật nhất định Tuy nhiên, bên cạnh những kết quả đạt được cũng còn nhiều vấn đề cần tiếp tục hoàn thiện về cơ sở

lý luận phục vụ cho tính toán thiết kế, chế tạo đạn CTGT nhằm đảm bảo áp suất,

sơ tốc và độ giảm thanh của đạn Về mặt xây dựng cơ sở lý luận cho việc tính toán thiết kế vẫn cần tiếp tục nghiên cứu hoàn thiện như [6]:

- Bài toán thuật phóng trong cho đạn CTGT2PT hiện tại đang sử dụng hệ phương trình thuật phóng cho súng pháo thông thường (với giả thuyết coi:

quãng đường 2 pít tông chuyển động tương đối so với xi lanh là quãng đường chuyển động của đạn trong nòng súng pháo thông thường; coi hệ pít tông - xi lanh là hệ nhiệt động kín, bỏ qua khe hở giữa pít tông - xi lanh, do đó không kể đến yếu tố khí thuốc phụt qua khe hở giữa pít tông - xi lanh, thực tế điều này luôn xảy ra vì luôn tồn tại khe hở để pít tông có thể chuyển động được trong xi lanh dưới áp suất và nhiệt độ cao khi đạn làm việc mặc dù khe hở này rất nhỏ);

- Chưa nghiên cứu khảo sát, đánh giá một cách đầy đủ ảnh hưởng của các thông số kết cấu (khối lượng đạn, khối lượng pít tông, hành trình pít tông chuyển

động tương đối so với xi lanh Lđ, đường kính của xi lanh, khe hở giữa pít tông và

xi lanh, ) và các điều kiện nhồi đến tham số của đạn là áp suất và sơ tốc

Vì vậy, việc nghiên cứu xây dựng và hoàn thiện mô hình kết cấu và cơ sở

lý luận phục vụ cho tính toán thiết kế, chế tạo đạn CTGT2PT có ý nghĩa quan trọng cả về mặt khoa học và thực tiễn đang đặt ra Việc giải quyết các tồn tại nêu trên là nội dung nghiên cứu chính của luận án này

1.3.2 Hướng nghiên cứu của luận án

Từ những vấn đề tồn tại nêu trên, luận án tập trung giải quyết những nội dung nghiên cứu chính sau:

Về lý thuyết:

- Hoàn thiện mô hình kết cấu của đạn CTGT;

- Xây dựng các mối liên hệ toán học mô tả quá trình động lực học của quá trình bắn thông qua hệ phương trình vi phân thuật phóng của đạn CTGT;

- Giải bài toán động lực học làm cơ sở cho việc nghiên cứu tính toán, lựa chọn và đánh giá các thông số kết cấu của đạn CTGT;

- Nghiên cứu khảo sát ảnh hưởng các thông số kết cấu (khối lượng đạn,

khối lượng pít tông, hành trình pít tông chuyển động tương đối so với xi lanh Lđ,

đường kính trong của xi lanh, khe hở giữa pít tông và xi lanh, ) đến tham số động lực học (áp suất, sơ tốc), đảm bảo độ giảm thanh của đạn CTGT

Về thực nghiệm:

Lựa chọn kết cấu và TSKC của đạn CTGT để chế tạo và thực nghiệm Xây dựng phương pháp và tiến hành thực nghiệm đo các TSĐLH, cường độ âm thanh của đạn CTGT nhằm đánh giá tính hợp lý của bài toán lý thuyết đã xây dựng

Kết luận Chương 1

Trên cơ sở hệ thống hóa các cơ sở lý luận về nguyên nhân phát sinh tiếng

nổ đầu nòng của vũ khí khi bắn và các giải pháp để giảm tiếng nổ đầu nòng; tổng quan các giải pháp và các kết quả đã được ứng dụng để giảm tiếng nổ đầu nòng cho vũ khí và đạn khi bắn cho thấy:

- Các kết quả nghiên cứu về giảm âm thanh của vũ khí khi bắn trên thế giới hầu như không được công bố đặc biệt là đạn chống tăng giảm thanh theo nguyên lý pít tông - xi lanh

- Trong nước, một số đơn vị nghiên cứu của Quân đội đã có những kết quả nghiên cứu về giảm thanh cho vũ khí Tuy nhiên cho đến nay mới chỉ có

01 đơn vị trong nước nghiên cứu về đạn CTGT2PT Vấn đề nghiên cứu về đạn CTGT đã đạt được những kết quả bước đầu, song các kết quả đó cần được nghiên cứu tiếp để bổ sung cho cơ sở lý luận đang còn thiếu, phục vụ cho nhiệm vụ nghiên cứu, thiết kế, chế tạo vũ khí, đạn CTGT trang bị cho bộ đội

- Đã chỉ ra được các tồn tại cần tiếp tục nghiên cứu về đạn CTGT để từ đó

đề ra các nội dung nghiên cứu của luận án