Luận văn thạc sĩ Công nghệ chế tạo máy: Nghiên cứu và thử nghiệm chuyển đổi súng AK sử dụng đạn đồng và đạn cao su

Mà tính năngkhông tốt hơn các trang bị chuyên dụng.Ở nước ta, trong điều kiện còn khá nhiều khó khăn về kinh tế thì nhu cầu bổsung thêm tính năng như một công cụ hé trợ cho vũ khí quân d

PHAN LAM HAI

NGHIEN CUU VA THU NGHIEM CHUYEN DOI

SUNG AK SU DUNG DAN DONG VA DAN CAO SU

Chuyên ngành: Công Nghệ Chế Tạo Máy

Mã sô: 60.52.04

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP HỎ CHÍ MINH, Tháng 6 năm 2014

Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS-TS Phạm Huy Hoàng

Cán bộ cham nhận xét 1: Lương Hồng Sâm

Cán bộ cham nhận xét 2: Nguyễn Quang Vinh

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Dai học Bach Khoa, ĐHQG Tp HCMngày 10 thang 07 năm 2014

Thanh phan Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vi của Hội đồng cham bảo vệ luận văn thạc sĩ)

1.PGS-TS Phan Dinh Huan2.TS Tran Anh Son

3 TS Lương Hồng Sâm4.TS Nguyễn Quang Vĩnh5.TS Trần Thế Văn

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyên

ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nêu có).

CHỦ TỊCH HỘI ĐÔNG TR ONG KHOA CƠ KHÍ

PGS-TS Phan Dinh Huan PGS-TS Nguyễn Hữu Lộc

NHIEM VU LUẬN VAN THAC SĨHo tén hoc vién: Phan Lam Hai MSHV: 12184772

Ngày thang, năm sinh: 08/02/1981 Noi sinh: An Nhon, Binh Dinh

Chuyên ngành: Công nghệ chế tao máy Mã số: 60.52.04I TÊN DE TÀI:

Nghiên cứu và thử nghiệm chuyển đổi súng AK sử dụng đạn đồng và đạn cao suH NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

1.Thiét lập các bài toán: Thuật phóng trong, động luc học máy tự động cho súng

AK có tính dén quá trình trích khí (mô hình, phương trình toán);

2 Giải các bai toán ở trường hợp tong quat, khảo sát tim mô hình cho giải pháp va

số liệu đầu vào hợp lý giải quyết được yêu cầu kỹ thuật đặt ra;3 Chế thử sản phẩm, thử nghiệm sản phẩm đảm bảo tính năng và khả năng hoạtđộng tự động của súng.

HI NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 20/01/2014IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VU: 20/06/2014V CAN BO H_ ONG DAN (Ghi rõ học hàm, học vi, họ, tên):

PGS-TS Phạm Huy Hoàng

Tp HCM, ngày 20 thang 06 năm 2014

CAN BOH ONG DAN CHU NHIEM BO MON DAO TAO

(Ho tên và chữ ky) (Họ tên và chữ ký)

PGS-TS Phạm Huy Hoàng TS Trần Nguyên Duy Phương

TR ONG KHOA CƠ KHÍ

(Ho tên va chữ ky)

PGS-TS Nguyễn Hữu Lộc

Lĩnh vực nghiên cứu vũ khí mang tính chất rất đặt thù và đòi hỏi nhiềunguyên tắc chuyên ngành rất chặt chẽ Khi thực hiện luận văn này, bản thân họcviên thực hiện còn rất ít kinh nghiệm nghiên cứu cũng như kinh nghiệm thực tế décó thé giải quyết triệt để vẫn đề khoa học đặt ra.

Chính vì thế, khi thực hiện luận văn này, bên cạnh sự nỗ lực của bản thânhọc viên thực hiện còn có sự giúp đỡ rất nhiệt tình của rất nhiều cá nhân và đơn vị.Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy giáo hướng dẫn PGS-TS Phạm HuyHoàng, Khoa Cơ Khi-Dai học Bách khoa Tp Hồ Chí Minh và các chuyên gia củaViện Vũ Khí - Tổng Cục CNQP

Chính nhờ những sự trợ giúp quý báu đó, mà bản thân học viên có thêm kiếnthức chuyên ngành, sự tự tin để hoàn thành luận văn này một cách tốt nhất và ngày

càng vững vàng trong công việc chuyên môn.

Ngày 9 thang 6 năm 2014Học viên thực hiện

Phan Lam Hai

Súng AK, một trong những loại vũ khí cá nhân phố biến nhất và tin cậy nhất

trên thê giới Loại vũ khí này cũng là trang bị chủ yêu cho cá nhân người lính củaquân đội nước ta với mục đích gây sát thương cho mục tiêu băng loại đạn kim loại.

Trong thời bình, chúng ta có nhu cau biến loại vũ khí này có kha năng ban

được đâu đạn cao su (chỉ làm đau đớn mà không làm bị thương mục tiêu), bên cạnhđó vũ khí này phải hoạt động tự động như tính năng săn có của nó.

Luận văn này trình bày bài toán kỹ thuật tổng quát xảy ra khi súng AK bắn

và qua bài toán đó dé xuât được giải pháp kỹ thuật cụ thé cho bài toán chuyên đôichức năng cho loại vũ khí này.

MASTER'S THESIS ABSTRACT

AK rifle is one of the most popular and reliable personal weapons in theworld In addition, this kind of weapons is equipped primarily for individualsoldiers of our country's military with the aim of making opponents anti-personnelby the metal shells.

In peace time, we wish to turn this weapon into being capable of shootingrubber bullets (only paining without wounding targets) Besides, it must haveautomatic operation as its available features.

This thesis presents a general technical procedure that occurs when the AKoperates and through the procedure, a specific technical solutions for the problem ofconverting functions for this weapon is proposed.

Trong luận văn nay trình bày những kết quả nghiên cứu của tôi về chuyểnđối công năng băn đạn chiến dau thông thường sang đạn cao su cho súng tiểu liênAK mà vẫn đảm bảo khả năng hoạt động tự động cho súng Những kết quả nghiên

cứu được trình bày trong luận văn là hoàn toàn trung thực, là của tôi, không vi phạm

bất cứ điều gì trong luật sở hữu trí tuệ và pháp luật Việt Nam Nếu sai, tôi hoàn toàn

chịu trách nhiệm trước pháp luật.

Tác giả

Phan Lâm Hải

MUC LUC 2 |

MỞ DAU - - S2 1 1 1 121211111101 111111 1101211101 11112 1101111120011 1101111 g001 1g 2CHƯƠNG I: CÁC VAN DE TONG QUAN 0c SG Sc tt tre 41.1 Tổng quan về tình hình nghiên €ỨU: ¿-¿- 5-5 52 22 £E+E+E+£e£E£EzEzeererered 41.2 Tính cấp thiết của dé tài: + 5c E11 S121 1215111111 11111 1111111111 re 9

1.3 Mục tiêu luận văn: - - + + + << S111 1111 1n 1n g3 re 10

CHƯƠNG II: ĐẶC DIEM CHÍNH CUA TRANG BỊ -c-5555¿ 11

2.1 Lich SỬ c2 E1 E1 1513111151511 11 111111111 1111111111 11011111011 110111 11g20 11

2.2 Dac điểm cấu tạo, hoạt động - ng kh 172.3 KẾ lUẬN: CC 112911 5111915118 10111911110 111101111110 11111111 ng gi 20CHUONG III: BÀI TOÁN ĐỘNG LUC HOC MAY TỰ ĐỘNG CHO TIỂULIEN AK - - 5E SE 3 1E 1 111112111511 11 1151111151101 15 11111111 111111 1121711111 11g 22

3.1 Bài toán Thuật phóng †rOng <5 G5 301g ng re 23

3.2 Bài toán nhiệt động học buồng khí - + 2 2 552£+£+££E£E£E£EzEzzrszered 30

3.3 Bài toán động lực học máy tự động - 1n 9 1 re, 34

3.4 Kết luận chương 3: - - SE E5 E1 111 1 1 1 1 1 1111101111111 1e 65CHƯƠNG IV: GIẢI CÁC BÀI TOÁN KY THUẬT, SU DUNG KET QUÁTHIET KE SAN PHẨM 5G CC S2 221212151215 1211151171511 11 111111111 67

4.1 Giải các bài toán kỹ thuật: eee eesseccceessssneeeeceeesesneeeeeeeesesnaeeeeeeeeeseeaeees 67

4.2 Chế tao va thử nghiệm sản phẩm: - + 2 252222 £E£E£EzEzrrxrered 30KẾT LUẬN - 5c CS tt S1 T1 1 121111111111 1111111111211 11 1111211101012 1 01g 84

Tài liệu tham khảo: - cọ nà 85

Trong nhiệm vụ bảo vệ độc lập dân tộc và chủ quyền cho đất nước trước kẻthù thì khả năng gây sát thương cho đối phương của vũ khí được đặt lên hàng đầu.Trong thời bình vũ khí gây sát thương gần như không cần dùng đến tuy nhiên đểbảo vệ an ninh trật tự và an toàn xã hội và tran áp tội phạm thì trong một số trườnghợp lực lượng chức năng vẫn dùng đến vũ khí, mặc dù vậy đây cũng là nhữngtrường hợp hết sức đặc biệt.

Trong thời bình, thay vì dùng vũ khí sát thương ở hầu hết các quốc gia trên thếgiới chú ý nhiều đến dau tư nghiên cứu và phát triển những công cụ hỗ trợ, nhữngtrang bị đặc biệt không hoặc ít gây sát thương cho đói tượng được phục vụ cho các

lực lượng chức năng trong thi hành nhiệm vụ.

Các công cụ hỗ trợ trên thé gidi rat da dang vé chung loại như: dui cui điện,súng điện, súng ban đạn hoi cay, súng ban thuốc mê, súng bắn lưới bat đối tượngV.V trong số đó một công cụ hỗ trợ cực kỳ hiệu quả và dùng nhiều nhất đó là súngban đạn cao su dé tran ap đối tượng nguy hiểm, xua đuổi thú dữ và cho lực lượng vũ

trang luyện tập.

Về mặt nguyên lý, hoạt động của các trang bị băn đạn cao su thì gần nhưkhông khác gì nhiều so với các vũ khí quân dụng bắn đạn chiến đấu thông thườngkhác Chỉ có điều thay vì bắn ra đầu đạn kim loại gây sát thương cho mục tiêu thìcác trang bị tran áp dang này sẽ băn ra đầu đạn cao su với năng lượng vừa đủ dé gâycho mục tiêu đau đớn mat sức kháng cự chứ không làm thương vong mục tiêu Tuynhiên để vũ khí thực hiện tốt chức năng ít sát thương cũng phức tạp không kém vấndé tạo ra vũ khí có khả năng sát thương lớn là bao

su với nhiều kiểu khác nhau để trang bi cho quân đội, cảnh sát, bảo vệ Tuy nhiên ởcác nước này it chú trọng nghiên cứu sản xuất đạn cao su dé dùng trên súng quândụng sẵn có làm nhiệm vu tran áp tội phạm Ngoài ly do vì điều kiện kinh tế củacác nước nảy khá tốt nên họ sẵn sàng sản xuất ra một loại súng riêng chỉ dùng đểbăn đạn cao su dé đạt được hiệu quả tối ưu hơn là phải giải quyết khá nhiều van đềkỹ thuật chỉ để cho súng quân dụng có thể bắn được đạn cao su Mà tính năngkhông tốt hơn các trang bị chuyên dụng.

Ở nước ta, trong điều kiện còn khá nhiều khó khăn về kinh tế thì nhu cầu bổsung thêm tính năng như một công cụ hé trợ cho vũ khí quân dụng là khá cấp thiết.Đề giải quyết van dé trên, được sự giúp đỡ về chuyên môn của giáo viên hướng dẫnvà găn với công tác hiện tại của bản thân, em đã nhận thực hiện đề tài “Nghiên cứuvà thử nghiệm chuyển đổi súng AK sử dụng đạn dong và dan cao su”

Trong khuôn khô của luận văn thạc sỹ này, em xin trình bày một số giải phápkỹ thuật và mô hình hoá cho giải pháp đó, cũng như giải một số bài toán kỹ thuật cóliên quan dé có thé chuyển súng AK quân dụng sẵn có thành công cụ bắn đạn cao suđể giúp các lực lượng chức năng có thêm trang bị trong thực thi nhiệm vụ giữ gìn

trật tự an toàn xã hội.

Tp Hồ Chi Minh thang 6 năm 2014

1.1 Tổng quan về tinh hình nghiên cứu:1.1.1 Tình hình nghiên cứu các trang bị ban dan cao su trên thé giới:

Súng băn đạn cao su thuộc dòng vũ khí ít sát thương (less lethal weapons),trong một số điều kiện cụ thể khi ta sử dụng loại vũ khí này sẽ làm mục tiêu (đốitượng nguy hiểm) đau đớn mất sức kháng cự chứ ít gây nguy hiểm đến tính mạngmục tiêu Đây là loại vũ khí được sử dụng ở gần như tất cả các nước trên thế gIỚIbởi vì tính hiệu quả của nó trong thực thi nhiệm vụ tran áp tội phạm va các đối

tượng hung hãn.

Đề có cái nhìn tong quan về dòng sản phẩm nay ta xét qua các đặc điểm tínhnăng của một sỐ trang bị điển hình cho loại sản phẩm này đã được sản xuất và trang

bi ở các nước trên thê giới trong đó có Việt Nam.

Hình 1: Súng ngắn gây chan thương Osa PB - 4 (Oca IIB - 4) của NgaĐây là loại vũ khí ít sát thương, súng ban đạn cao su Osa PB - 4 trang bị chocá nhân để tự vệ chính đáng trong những tình huống nguy hiểm

Loại này băn được 04 viên đạn (có thê là đạn cao su hoặc hơi cay) với cò điện

và là loại súng chuyên dụng không sw dụng trong chiến dau được.Thông số chính cho súng trong trường hợp băn đạn cao su:

1 | Cỡ đạn mm 15,52 | Phạm vi sử dụng hiệu qua m 2 5

3 | Năng lượng đầu cao su J 85

Hình 2: Súng ngan bắn đạn cao su RG - 88 cua ĐứcLoại trang bị này được nhập về và phân phối cho các lực lượng có chức nănglàm công tác bảo vệ và được công an cấp phép như: bảo vệ ngân hàng, các công tybảo vệ được cấp phép, cảnh sát

Ngoài khả năng bắn đạn cao su súng còn bắn được đạn nỗ uy hiếp, đạn hơicay Tuy nhiên nó /d sting chuyên dụng và không ban được đạn chiến đấu

Thông số chính cho súng trong trường hợp băn đạn cao su:

TT Tên thông số Don vi tính Gia tri

1 | Cỡ đạn mm 92 | Phạm vi su dụng hiệu qua m 5 15

3 | Năng lượng đầu cao su J 85+10

làm công tác bảo vệ và được công an câp phép như: bảo vệ ngân hàng, các công ty

bảo vệ được cấp phép và chủ yếu trang bị cho cảnh sát giao thông làm nhiệm vụ

Ngoài khả năng băn đạn cao su súng con băn được đạn nỗ uy hiệp, đạn hơi

cay Tuy nhiên nó /d sting chuyên dụng và không ban được đạn chiến đấu.Thông số chính cho súng trong trường hợp ban đạn cao su:

TT Tên thông số Don vi tính Gia tri

1 | Cỡ dan mm 10,162 | Phạm vi su dụng hiệu qua m 15 20

3 | Năng lượng đầu cao su J 85+15

d) Dan cao su cỡ 7,62x39mmm (Canada):

Hình 4: Dan cao su cỡ 7,62x39mm (Canada) ding cho AK và CKC

2 | Khối lượng đầu g 1,1

3 | Phạm vi sử dung hiệu quả m 20 30

4 | Năng lượng đầu cao su J 120

+Uy lực tai 20m: Trung bình đầu đạn xuyên đất sét 44 mm+Nhà sản xuất khuyến cáo không sử dụng cho mục tiêu ở cự ly <20m vìcó thể gây sát thương, dan này chủ yếu dùng dé xua đuôi thú dit

-Đạn dùng được trên súng quán dụng tuy vậy may tự động không làm việc

được, súng phải lên đạn bằng tay sau mỗi phát bắn

1.1.2 Tình hình nghién Cứu trong Hước:

Ở nước ta vũ khí và công cụ hỗ trợ là những trang bị đặt biệt và chỉ những lực

lượng được nhà nước cho phép mới được sử dụng.

Về nghiên cứu vũ khí thì ở nước ta chỉ có các cơ quan quân đội mà cụ thể làViện Vũ khí thường xuyên nghiên cứu va thiết kế ra các sản phẩm phục vụ choquốc phòng an ninh

thành khá cao và thường không chủ động.Trong thời gian qua Viện Vũ Khí cũng nghiên cứu thiệt kê vài mầu nhưng đólà những loại đặc chủng, súng được thiệt kê riêng chứ chưa có đê tài nào nghiên cứutận dụng nguôn vũ khí quân dung kha doi dào của quân đội và công an đê băn đạncao su phục vụ nhiệm vụ giữ gìn trật tự an toàn xã hội.

1.1.3 Kêt luận về những đặc diém của loại súng băn dan cao su:Qua qua trình khảo sát các trang bị hiện có trong và ngoài nước ta rut ra đặcdiém chu yêu nh sau:

-Quy luật khí động hoc đầu đạn của đạn cao su khá phức tạp nên phát bắn đạn

cao su mang những đặc tính:

+Tam bắn hiệu quả không cao (thường là nhỏ hơn 30m) va không sử dụngđược ở cự ly gần; (khối lượng đầu đạn nhỏ nên nên động năng dự trữ thấp vìthế vận tốc đầu nòng thường rất cao nhưng giảm rất nhanh theo thời gian):

+Độ chính xác không cao (do đầu đạn cao su dễ bị biến dạng nên chúng cóhình dáng khí động không tốt, hơn nữa tốc độ quay quanh trục của đầu đạnkém nên không có khả năng 6n định kiểu con quay)

-Các loại súng ban đạn cao su (bao gồm cả súng quân dụng) phải bắn phát 1,lên đạn băng tay hoặc phải sử dung súng chuyên dụng thì mới có khả năng tiếpđạn tự động và bắn liên thanh được;

-Độ chính xác không cao lại chỉ băn phát 1 nên hiệu quả sử dụng không cao;-Gia thành của súng và của phat bắn khá cao, đặt biệt là loại nhập ngoại Vi duphát bắn đạn cao su của súng ngắn RG88 (Đức), rulo YSR 007 (Han Quốc) có giá

khoảng 70.000 90.0008; giá súng cũng rất cao từ 7 đến 20 triệu/khẩu tuỳ loại;-Giá thành cao, lại không chủ động về nguồn cung cấp trang bị và phụ tùngsửa chữa nên gây lãng phí cho ngân sách trong khi với nền công nghiệp quốc phònghiện tại ta thừa sức chế tạo được

nhau Chính vì thé trang bị của người thi hành công vụ sẽ công kénh làm giảm khả

năng cơ động và giảm hiệu quả công việc;*Tom lai, hiện tai không có loại dan cao su đặc chủng cũng như giải pháp

để loại dan cao su băn được trên súng chiến dau sẵn có của các lực lượng chức

năng nước ta.

1.2 Tính cấp thiết của đề tài:

-Trong thời bình trong thực hiện nhiệm vụ của minh lực lượng vũ trang mặc

dù được trang bị đầy đủ vũ khí quân dụng tuy nhiên không phải trong trường hợpnào cũng sử dụng được Trong một số trường hợp, các công cụ hỗ trợ đặc biệt là cácloại súng băn đạn cao su với tính năng của mình tỏ ra hiệu quả hơn han các loại vũ

khí quân dụng gây sát thương:

-Rất nhiều đơn vị có chức năng như: cảnh vệ, cảnh sát cơ động, công an, kiểmlâm rất có nhu cầu về súng bắn đạn cao su, tuy nhiên do hạn chế về nhiều điềukiện trong đó có cả điều kiện về kinh phí nên chưa thể trang bi được loại công cụnày;

-Các loại súng ban đạn cao su hầu hết nhập ngoại với giá thành khá cao và vớinhững điểm tôn tại về mặt kỹ thuật đã phân tích ở phan trên trên, trong đó mau chốtcủa van dé là phải dùng súng riêng thì ta thay néu dùng ching thì thường không

thuận lợi cho yêu câu thực hiện nhiệm vụ của các lực lượng chức năng.

-Từ những đặc điểm ở trên đặt ra nhu cầu cần có phương án để một loại vũ khíquân dụng được trang bị phố biến trong lực lượng vũ trang của ta có thé sử dụng débăn đạn cao su Từ đó, các đơn vị chức năng có thé hoàn thành tốt hơn nữa nhiệmvụ của mình Đặc biệt khi sử dụng bắn đạn cao su súng quân dụng không bị ảnhhưởng, khi can có thé chuyển sang sử dung đạn chiến đấu ngay vi đây mới là chức

năng chính của vũ khí;

-Néu xét về tính sáng tạo của dé tài thi hiện nay, san phẩm dan dau cao sudùng được cho súng quân dụng thì hiện nay trên thế giới rất ít nước chú trọngnghiên cứu, chủ yếu họ chú trọng dùng các loại súng và đạn chuyên dụng Chính vìthế nếu có được một loại đạn cao su có thé sử dụng được trên súng quân dụng màvẫn đảm bảo được các tinh năng co bản của vũ khí tran áp và cả khả năng hoạt độngtự động của vũ khí quân dụng thì đó là một sản phẩm rất độc đáo.

1.3 Mục tiêu luận văn:Mục tiêu cơ bản của luận văn cũng đã thê hiện rõ ở phân tên của dé tài đó là:Nghiên cứu và thử nghiệm chuyên đôi súng AK có thê sử dụng đông thời đạn chiênđầu và đạn cao su ít sát thương.

Đề đáp ứng được mục tiêu này can thực hiện các bước sau: Đưa ra ý tưởng >mô hình hoá ý tưởng và cả kết của súng bằng một mô hình vật lý thích hợp trong đócác kết cau có liên kết chặt chẽ và ảnh hưởng nhau xây dựng các phương trìnhmô phỏng các bai toán kỹ thuật xảy ra khi bắn dé khảo sát các thông số phù hợp choý tưởng > thiết kế cơ cau cụ thé hoá ý tưởng với các thông số phù hợp có được quaquá trình khảo sát để tạo ra sản phẩm đạn cao su băn được trên súng quân dụng màvẫn đảm bảo khả năng hoạt động tự động ( tiếp đạn tự động và bắn được liên thanh);Đối với sản phẩm đạn AK dau cao su dùng cho súng tiểu liên AKM sau khichế tạo phải đạt được các thông số chính như sau:

+Đâu đạn AK cao su phải đảm bảo chức năng trân áp mục tiêu như cácloại đạn cao su khác;

+Khi dùng đạn cao su, mặc dù năng lượng của đạn thấp nhưng súngvẫn phải bảo đảm hoạt động tự động hoàn toàn như khi bắn đạn chién đấu(ức là tiếp đạn tự động và bắn liên thanh được );

+Khi dùng đạn cao su ta không được can thiệp vào kết cầu chính bêntrong của súng AK quân dụng (đây là điêu kiện bắt buộc, đồng thời ta phảichứng minh vũ khi trang bị không bi hư hỏng khi bắn đạn cao su) Khi côyêu cau súng có thé nhanh chóng chuyền sang dùng đạn chiến đấu ngay

CHUONG II: DAC DIEM CHÍNH CUA TRANG BI

Dé có thé đưa ra các giải pháp kỹ thuật hiệu quả, giải quyết được van dé đặt ra tacần năm chắc đặc điểm cau tạo và nguyên lý hoạt động của sản phẩm Nội dung củachương nay nhằm tổng kết các đặc điểm cau tạo và nguyên lý hoạt động chính của

trang bị.2.1 Lịch sử

AK-47 là một trong những súng tiểu liên thông dụng của thế kỷ 20, được thiếtkế bởi Mikhail Timofeevich Kalashnikov Tên súng là viết tắt của "AvtomatKalashnikova mẫu năm 1947" (tiếng Nga: Aemomam Kanawnukoea oopazua1947 zo0a) Theo phân loại của khối Xã hội chủ nghĩa trước day, AK-47 thuộc loạitiêu liên, họ súng máy Theo phân loại của NATO, AK-47 thuộc loại súng trườngtan công, cũng thuộc họ súng máy (machine gun)

địch ở tam gan bang hoa lực, lưỡi lê, bán súng Sung dùng dan 7,62 mm kiểu 1943(đạn trung gian 7,62mm) Súng tiểu liên AK có kha năng bắn phat một va bắn liênthanh Chủ yếu là liên thanh loạt ngăn (đến 5 phát) và liên thanh loạt dài ( đến 10phát) Tam bắn hiệu quả 400 m Tập trung nhiều khẩu có thé tiêu diệt mục tiêu mặtđất tới 800m; bắn máy bay vả quân dù tới tầm 500m Đầu đạn có khả năng sátthương (người) đến tầm 1500m, tầm bay tối đa của đầu đạn đến 3000 m

Cho đến thời điểm hiện tại, AK-47 và các phiên bản của nó là thứ vũ khí được

ưa chuộng nhât, được lựa chon bởi trên 50 quân đội, rat nhiêu các lực lượng vũ

trang, du kích khác từ khắp mọi nơi trên thế giới Chi phí thấp, độ tin cậy, và hiệuquả rất cao trong điều kiện chiến dau không tiêu chuẩn của loại súng này làm chonó trở thành loại vũ khí cá nhân thông dụng nhất thé giới, dù tam bắn hiệu quả nhấtcủa nó trong khoảng 300 đến 400m, tối đa chỉ đến 600m.

2.1.1 Bồi cảnh ra đờiTrong chiến tranh thé giới thứ hai, người Đức phát triển mẫu súng trường tancông Sturmgewehr 44 (StG44), dựa vào nghiên cứu cho thay đa số cuộc dau súngxảy ra ở cự ly gần, trong vòng 300 mét Uy lực của loại súng trường đương đại làquá thừa trong khi mật độ hỏa lực lại quá thưa cho đa số cuộc dau súng tiêu liên.Kết luận của các nhà quân sự Đức là cần sáng chế một loại súng kết hợp giữa súngtrường và súng tiểu liên có các tính năng cơ bản như súng tiểu liên nhưng bắn đạn

súng trường, hộp đạn có sức chứa lớn hơn các loại súng trường hiện tại, hỏa lực dày

và chính xác với tam bắn trung bình có hiệu qua đạt đến 300 mét Dé giảm chi phíchế tạo, loại súng tiểu liên Mauser được cải tiến, không dùng đạn nhẹ 7,92 x 33 mmnữa ma chuyển sang dùng loại đạn 7,92 x 57 mm là loại đạn có liều thuốc phóng

lớn hơn.

Súng trường Sturmgewehr 44 (StG44) không phải là là loại súng đầu tiên cónhững tính năng nay; khẩu Cei-Rigotti của Y cũng như khâu Hoàng dé Nga và khâusúng trường tự động Fedorov ra đời trước đó đã có dạng thiết kế của súng trườngtan công Tuy nhiên, người Đức lần đầu tiên đã chế tạo hoàn chỉnh loại súng trườngtấn công nảy, được đánh giá là khá chính xác và tiện ích trong tác chiến Vàokhoảng cuối chiến tranh, mặc dù đối đầu với Liên Xô nhưng những kinh nghiệmday dặn của họ cũng ảnh hưởng đến lý thuyết quân sự của Liên Xô trong năm hậuchiến

2.1.2 Vài nét về tác giả và quá trình sáng chếMikhail Kalashnikov(Muxaun Tumoqeeeuu Kanawnuxoe) bat dau sunghiệp thiết kế súng từ năm 1942, khi ông đang dưỡng thương trong bệnh việntrong chiến dịch Bryansk Sau khi nhận thay những bất 6n trong thiết kế súng tiểu

liên, ông tham gia vào cuộc thi vũ khí mới sẽ su dung đạn 7.62 x41 mm duoc phattriên bởi Elisarov va Semin vào năm 1943.

Lúc đó, quân đội Xô Viết đang mở một cuộc thi thiết kế một loại súng mới vớiyêu câu là đáng tin cậy trong môi trường lay lội, 4m ướt va giá lạnh của Liên Xô,Kalashnikov tham gia Ông thiết kế một mẫu súng carbine dựa trên phân lớn thiếtkế khâu súng MI Garand của Hoa Kỳ, và mẫu này thua mẫu của Sergei GavrilovichSimonov (sau nảy trở thành khâu CKC) Cùng thời gian đó, quân đội Xô Viết cũngbắt đầu quan tâm với việc phát triển một loại súng trường tấn công thực thụ, sửdụng đạn M1943 có kích thước ngăn hơn Mẫu thiết kế đầu tiên của kiểu súng này

được Aleksei Sudaev giới thiệu năm 1944 Tuy nhiên, sau khi cuộc thử nghiệm, nó

bị đánh giá là quá nặng Hai năm sau, một cuộc thị thiết kế khác được tổ chức, lầnnày đội thiết kế của Kalashinkov lại tiếp tục đăng ký tham gia Đó là một khẩu súngtrường hoạt động dựa trên nguyên tac trích khí qua thành nòng, mở khóa nòng đểnạp đạn giống như mẫu carbine năm 1944 của ông, cùng với một hộp dan cong

chứa 30 viên.

Các mẫu súng của ông (ký hiệu AK-1 và AK-2) đã tỏ ra đáng tin cậy và vượtlên mẫu của các đối thủ khác, lọt vào vòng 2 của cuộc thi cùng với các mẫu thiết kếcủa A.A Demetev và F Bulkin Cuối năm 1946, khi các khâu súng bắt đầu được thửnghiệm, một trong những trợ lý của Kalashnikov là Aleksandr Zaytsev dé xuất mộtsự cải tổ lớn đối với thiết kế của phiên bản AK-1 với mục đích chính nhằm nângcao độ tin cậy của súng và khâu súng mới đã để lại một chùm lỗ thủng trên bia vàvượt qua cuộc bắn kiểm tra tại trường băn thử nghiệm Cũng từ đây, súng trườngtan công Kalashinkov mẫu 1947 đã chứng tỏ được sự đáng tin cậy, tính đơn giảncủa nó và bắt đầu được trang bị cho Quân đội Xô Viết từ năm 1949 với cái tên Stingtrường tự động Kalashnikov, gọi tắt là AK, cỡ nòng 7,62 mm

Nguyên lý thiết kếAK-47 đúng là đã tích hợp được những đổi mới công nghệ súng trường so vớitrước đó: quá trình giương búa được thực hiện băng việc bệ khóa nòng lùi có lò xođây về, sử dụng cụm khóa nòng kiểu then xoay như khẩu MI Garand/MI carbine,

hệ thống trích khí được bố trí như khẩu StG44 Nhóm thiết kế của Kalashnikov cóđiều kiện tiếp cận tất cả các loại vũ khí này và không việc gì phải "sáng chế lại cáibánh xe", mặc dù họ không thừa nhận rang thiết kế của họ áp dụng nguyên bankhẩu súng trường tiễn công Sturmgewehr 44 của Đức.

Một điểm thú vị trong thiết kế của AK-47 là tổ hợp thân súng và hộp tiếp danrất lỏng lẻo, kêu "lọc xọc" khi rung lắc mạnh Tuy nhiên, các bộ phận này gắn kếtvới nhau rất chắc chăn, độ rơ đặc biệt giữa các bộ phận và cầu tạo khối thô, to, nặng

của chúng tạo ra khả năng hoạt động hoàn hảo trong mọi môi trường, loại bỏ khả

năng bị hóc đạn hay kẹt hệ thong cò - búa, khóa nòng do bụi ban hay bun dat, candầu mỡ Đây cũng là đặc điểm ưu việt khi chế tạo vì AK-47 có thể được sản xuấttại các xưởng có hệ thống máy móc tôi tàn nhất mà vẫn bảo đảm các thông số kỹchiến thuật cao nhất Thực tế chiến tranh Việt Nam cho thay AK-47/AKS-47 vanban được trong tinh trang các bộ phận bên trong dính day bùn đất, thậm chi trong

khi đang ngầm nước.

2.1.3 Phát triểnGiai đoạn sản xuất ban đầu đã có những khó khăn Trong mẫu súng dau tiên,nắp hộp khóa nòng bị bật ra khi khóa nòng lùi Khó khăn cũng xuất hiện khi thanhdẫn hướng được hàn thường gây ra nhiều hiện tượng trượt Những nhà chế tạo đãthay tắm kim loại mỏng có tác dụng giảm giật băng một khối kim loại nặng hơn.Quá trình thay thế này gây nên một số tốn kém nhưng khi sử dụng bộ phận đây vềbăng tay của khẩu mosin - nagant trước đây, nó vẫn hoạt động nhanh và chắc chan;bộ phận day về của khẩu súng trường nay được gia công lại và thay thế vào đó Đâylà một trong những nguyên nhân làm cho Liên Xô không thể trang bị nhiều súngmới cho quân đội trước năm 1956 Trong thời gian nảy, súng trường CKC tiếp tục

được sản xuat.

Một khi những khó khăn trong sản xuất đã được khắc phục, phiên bản thiết kếlại có tên AKM (M nghĩa " hiện đại hoá " hoặc " nâng cấp ", À⁄4OòÒeDHwuzuÐo6dHHutñi[Modernizirovanniy]) được đưa vào sản xuất và trang bị năm 1959 Mô hình mớinày sử dụng tắm kim loại che bộ phận đây về hình vát nghiêng mặt vat trên vi trí

cuối nòng súng, bộ phận hãm búa đập được chế thêm để giảm tốc độ đập của búatrong chế độ băn liên thanh, có ảnh hưởng làm giảm nhịp ban mỗi phút trong chế độbăn tự động Ngoài ra, đầu nòng súng được lắp thêm thiết bị bù khí dạng vát đểgiảm nảy khi bắn, báng súng được làm thăng hơn, kéo điểm tỳ vai lại gần trục nònggiup súng ôn định tốt hơn khi ban loạt, súng được làm nhẹ đi gan mot phan ba so

với mau trước đó

Năm 1974, kiểu AK-74 (còn gọi là AN-74 hay AK Nikonov, phiên bản củaNikonov) ra đời với nhiều cải tiến, đặc biệt là sử dụng cỡ đạn 545 mm nhỏ hơnnhưng có trọng lượng phan sau đầu đạn lớn hơn phan trước dé tăng sức sát thươngđối mục tiêu mềm, thay cho cỡ đạn cũ là 7,62 mm Các phiên bản của AK-74: AK— 74M phiên ban mới nhất của AK — 74 với bang nhựa gap, giá lắp kính ngăm kiểuđường ray bên trái, ông phóng lựu G-30 dưới nòng AKS — 74U: Phiên bản AK — 74với nòng ngắn, bang gập trang bị cho lính dù, lính xe tang, lính biệt kích Đếnnăm 1978, Liên bang Xô Viết bat đầu thay AK-47 và AKM của họ bằng khẩu AK-74 Loại súng trường mới này và đạn chỉ bắt đầu được xuất khẩu tại các quốc giaĐông Âu khi Liên bang Xô Viết sup đồ

AN-94: Phiên bản tiếp theo của AN-74, sử dụng kiểu đạn 5,45 x 39 mm, hoạtđộng theo nguyên lý trích khí qua thành nòng kết hợp với lùi nòng, có ba chế độbắn phát một, loạt hai viên và liên thanh, đầu nòng có thêm bộ giảm giật dùng hiệuứng khí xoáy phân tán lực và che ánh lửa đầu nòng Có khả năng tích hợp lưỡi lêcùng với ông phóng lựu GM-30 dưới nòng chính

Đến năm 1996, khi phát hiện nhược điểm của loại dan theo tiêu chuân NATO(sức xuyên phá kém), người Nga quay lại dùng cỡ đạn 7,62 mm với các mau AK

mới từ phiên bản AK-103, AK-104.

Đề phát triển công nghiệp vũ khí, từ năm 2001, Nga tiếp tục sản xuất songsong hai phiên bản AK-107 và AK-108 Trong đó, AK-107 sử dụng đạn tiêu chuẩnWarsawa 5,45 x 39 mm và phiên bản AK-108 có cấu tạo, tính năng như phiên bảnAK-107 nhưng thay đổi đường kính nòng dé sử dụng đạn tiêu chuẩn NATO 5,56 x

45 mm.

AK-101: Phiên bản xuất khẩu của AK — 74M, sử dung đạn tiêu chuân NATO

lùi, đông thời cũng có những cải tiên đôi với phân rãnh xoăn trong nòng.

2.2 Đặc điểm cấu tạo, hoạt động2.2.1 Đặc điểm cau tạo

Tiểu liên AK làm việc tự động theo nguyên lý trích khí qua thành nòng, buông

khí hở, piston lùi dai.

Khoá nòng dọc, khi đóng khoá đầu khóa quay theo chiều kim đồng hỗ dùnghai mau khoá giữ vào hai khắc tỳ trên hộp khoá nòng

Phát hoả theo kiểu búa đập vòng, dùng năng lượng lò xo riêng Bộ phận pháthoả bảo đảm cho súng băn được phát một và liên thanh

Tiếp đạn băng hộp Hộp dẹt và cong hình vòng cung, đạn xếp trong hộp theohai hàng chênh nhau Bộ phận tiếp đạn dùng năng lượng lò xo riêng

An toàn chống nỗ sớm băng lẫy bảo hiểm

An toàn chông nô bât ngờ băng cách chẹn đuôi cò và chăn đường lùi của bệkhoá.

Súng có độ tin cậy làm việc cao trong những điều kiện sử dụng khác nhau 2.2.2 Cau tạo chung của súng

Súng gồm những bộ phận chính sau:1- Nong súng với bộ phận ngắm và bộ phận trích khí.2- Nắp hộp khoá nòng

3- Hộp khoá nòng.4- Khoá nòng.5- Bệ khoá với piston.

Hình 2.3 Các bộ phận chính của súng2.2.3 Nguyên lý làm việc của các bộ phận chính

Chuyên động của bệ khoá dân đên sự làm việc của tât cả các cơ câu và bộphận khác của hệ tự động.

2.2.3.2 Sự lam việc của các bộ phận và cơ cau của súng khi nạp dan* Vị frí các cơ cấu và các bộ phận trước khi nạp đạn

Bệ khoá cùng piston và khoá nòng năm ở vi trí trên cùng ở trạng thái khoá

chắc Cần lẫy bảo hiểm được bệ khoá giải phóng

Búa ở trạng thái bình thường, mặt đập của búa tỳ vào đuôi khoá nòng Kimhoa ở vi trí trên cùng, dau kim hoa nhô ra khỏi mặt gương khóa nòng.

Cân định cách băn ở vi tri an toàn, tay gat của cân ở vi trí trên cùng.* Sự làm việc khi nạp dạn

Lap hộp tiêp đạn vào súng, đưa cân định cách băn về vi trí băn Kéo mạnh bệkhoá về sau rôi thả cho bệ khoá cùng khoá nòng tiên về trước dưới tác dụng của lòxo day vê.

Khi kéo bệ khoá lùi, sau khi lùi hết đoạn tự do thì tiến hành mở khoá và kéokhoá nòng cùng lùi Búa bị đè ngả về sau, lẫy bảo hiểm được giải phóng giữ búa ởthế giương Khi sống đây đạn lùi qua vị trí hộp tiếp đạn, viên đạn trên cùng được lò

xo ban nâng đạn nâng lên vi trí chờ tông dan.

Khi tha tay kéo bệ khoá, bệ khoá cùng khoá nòng tiến lên phía trước Sông đâyđạn day viên đạn trên cùng vào buồng đạn Cuối hành trình day lên của khoá nòng,mẫu móc đạn móc vào rãnh vòng ở đuôi vỏ đạn Khoá nòng dưới tác dụng của mặt

vát khởi động quay và mặt nghiêng đóng khoá thực hiện quá trình quay đóng khoá.

Bệ khoá tiếp tục tiễn tự do tiến hành khoá chắc và giải phóng lẫy bảo hiểm Lúcnày, búa quay lên và bị lẫy cò giữ lại

2.2.3.3 Sự làm việc của các bộ phận và cơ cau của súng khi ban phát mộtSau khi nạp đạn, cần định cách bắn để ở vị trí phát một Bóp cò búa được giải

phóng đập vào kim hoả thực hiện phát hoả.

Sau khi dau đạn chuyển động qua lỗ trích khí, một phần khí thuốc được tríchqua lỗ trích khí đây piston và bệ khoá lùi về sau Khi đầu đạn ra khỏi miệng nòng,một phần khí thuốc tác dụng lên bộ phận bù tạo ra lực phản lực hướng về bên trái và

xuông dưới cân băng với độ nay của đâu nòng do kêt cau Bệ khoá nòng sau khi lùihết đoạn tự do sẽ tiên hành mở khoá nòng rút va hat vỏ dan Sự làm việc của các bộ

phận và cơ cau của súng trong hành trình lùi giống như khi nạp đạn

Khi lùi hêt vê sau, bệ khoá va chạm với thành sau của hộp khoá nòng và vachạm nhiều lân với khoá nòng roi đây khoá nòng cùng tiên lên dưới tac dung cua lòxo day lên Sự làm việc của các bộ phận và co cau của súng giông như trường hop

nạp đạn, chỉ khác là búa được giữ ở thé giương nhờ khắc của lay phát một.Muốn ban tiếp phải thả tay cò Khi đó lẫy phát một giải phóng búa nhưng búalại bị giữ ở thế giương bởi khắc đầu cò Nếu ta bóp cò, sự làm việc của các bộ phận

và cơ cầu được lặp lại như trên.2.2.3.4 Sự làm việc của các bộ phận và cơ câu của súng khi băn liên thanhDua cân định cach băn về vi tri băn liên thanh roi bóp cò.

Sự làm việc của các bộ phận và cơ cầu của súng cơ bản giống như khi bănphát một, chỉ khác là búa bị giữ ở thế giương chỉ bằng lẫy bảo hiểm Khi khoá nòngđóng chắc chan, bệ khoá đè cần bảo hiểm để giải phóng búa khỏi thế giương Bia

quay lên đập vào đuôi kim hoả thực hiện phát hoả.

Trong quá trình bắn, nếu vẫn giữ tay cò thì búa luôn được giải phóng và tạothé băn liên thanh cho súng Chỉ khi nao thả tay cò hoặc hết đạn súng mới ngừngbăn Khi thả tay cò, búa bị giữ lại bởi khắc đầu cò

2.3 Kết luận:Súng tiểu liên AK là trang bị có lịch sử lâu đời và là trang bị cá nhân có độ tincậy số 1 trên thé giới Đây là loại vũ khí được trang bị chính trong lực lượng vũ

trang của ta.

Về nguyên lý hoạt động tự động của súng khá đơn giản (hình 2.4) khi đầu đạnchuyển động trong nòng qua đoạn ngã 3 có lỗ trích khí, khí thuốc súng dưới áp suấtcao được thối vào buông khí và đây pít tông (khâu cơ sở) chuyển động về phía sauđể kích hoạt tất cả các cơ cau tự động

Khẩu cơ sở (bệ khóa nòng)

TM buônc khi

Lé trich khipit tông khóa nòng

Hình 2.4: Sơ đô nguyên lý trích khí cho máy tự động của AKĐề vũ khí hoạt động tự động ta cần cấp đủ năng lượng cần thiết cho pit tông (khâuCƠ SỞ) để nó kích hoạt các cơ cấu hoạt động

Dé tính toán các thông sô và mức năng lượng cân thiệt đề vũ khí làm việc ta

cần xây dựng và giải bài toán động lực học máy tự động của AK có trích khí

CHUONG III: BÀI TOÁN DONG LỰC HỌC MAY TỰ ĐỘNG CHO

1 Bài toán thuật phóng trong của vũ khí: Bài toán này mô ta quy luật sự cháy

và biến đổi áp suất của khí thuốc súng trong nòng súng, quy luật biến đôi

của vận tôc đâu đạn khi chuyên động trong nòng;

2 Bài toán nhiệt động học buông khí: Bài toán này mô tả quy luật sự thay đổicủa áp suất khí thuốc trong buông trích khí, qua đó lực của áp suất khíthuốc tác dụng lên khâu cơ sở của máy tự động cũng sẽ thay đổi theo quy

luật do;

3 Bài toan động lực học cua may tự động tiểu liên AK: Bài toán này mo tảquy luật chuyển động của tat cả các khâu trong vũ khí dưới tác dụng củalực trích khí Qua khảo sát quy luật chuyển động này ta sẽ biết vũ khí có

hoạt động tự động hay không.

> Sau khi thiết lập mô hình và xây dựng các phương trình toán học cụ thểcho từng bài toán kỹ thuật, ta sẽ dùng phương pháp số để giải đồng thờicả 3 bài toán trên với các số liệu đầu vào thay đối nhằm mục đích khảosát để tim ra các điều kiện dau vào thích hợp để giải quyết yêu cau đặt

ra.

3.1 Bài toán Thuật phóng trong

Việc giải bài toán thuật phóng trong (TPT) là để tìm ra các qui luật biến thiênáp suất khí thuốc trong lòng nòng và độ dịch chuyển của đầu đạn theo thời gian,cũng như áp suất khí thuốc trong buông khí làm cơ sở cho việc giải bài toán động

lực hoc máy tự động (MTD).

Quy luật cháy của thuốc phóng:Nhà bác học người Pháp là Vi-ây đã đưa ra quy luật cháy của thuốc phóng vàđược thừa nhận rộng rãi và vẫn còn tính đúng đăn cho đến ngày nay đó là thuốc

phóng cháy theo quy luật cháy hình học.

Hình 3.1: Quy luật cháy hình học của thuốc phóng

Xét một phan tử của thuốc phóng như ở hình 1, thuốc phóng được môi cháyhoàn toàn trong buông đốt

Theo quy luật cháy hình học thì: “Sau một khoảng thời gian t bất kỳ, thuốcphóng sẽ cháy mat một lớp bề dày e như nhau ở tất cả mọi mặt”

Quy luật cháy hình học của thuốc phóng đúng trong nhữ trường hợp sau đây:+Các phan tử thuốc phóng đồng nhất về thành phan hoá học và tính chat vật

lý, có hình dạng và kích thước như nhau;

+Toàn bộ các phan tử thuốc phóng trong liều phóng được môi cháy, bùngcháy đồng thời và tức thời

+Thuốc phóng cháy theo từng lớp song song cùng tốc độ trên tất cả các

hướng vuông góc với bê mặt cháy.

3.1.1 Các giả thiết để giải hệ phương trình thuật phóng trong.Qua nghiên cứu quá trình xảy ra hiện tượng ban ta thay đây là quá trình ratphức tạp Nếu kế tới tat cả các yếu tố ảnh hưởng thì khi giải bài toán thuật phóngtrong ta sẽ gặp rất nhiều khó khăn Do vậy, để đơn giản khi tính toán mà vẫn chokết quả chính xác, trong phạm vi cho phép (theo tài liệu [1], [5]) ta sử dụng một sốgiả thiết sau:

- Thuốc phóng cháy tuân theo quy luật cháy hình học và tốc độ cháy tuântheo quy luật tuyến tính

- Nhiệt độ cháy của khí thuốc coi như không đổi trong quá trình thuốc phóng

3.1.2 Hệ phương trình vi phan cơ bản.

Hệ phương trình vi phân TPT bao gồm các phương trình mô tả quy luật cháycủa thuốc phóng, các phương trình chuyển động của đạn trong nòng phương trình

năng lượng, phương trình phụt khí, phương trình liên hệ và các phương trình phụ.

Đề thuận tiện cho việc giải phương trình của máy tự động (MTĐ) trên máytính, ta có thé giải trực tiếp phương trình TPT bang phương pháp số

Đề làm được điều đó ta đưa hệ phương trình TPT về dạng hệ phương trình viphân cấp 1 có tính đến quá trình trích khí

-Phương trình 3.2: Thể hiện quy luật của vận tốc đầu dan theo đúng định

nghĩa cơ bản là đạo hàm theo thời gian của quãng đường đạn chạy trong nòng /.

-Phương trình 3.3: Thé hiện quy luật vận tốc cháy (theo quy luật cháy hìnhhọc, tai liệu [5]) của thuốc súng: với z là bề day cháy tương đối của thuốc súng vànó phụ thuộc vào các thông số hình học của thỏi thuốc súng lúc đầu cũng như hệ sốtốc độ cháy của thuốc súng dưới áp suất cao, I, là xung lượng toàn phan của thuốc

súng khi cháy.

-Phương trình 3.4: Thể hiện quy luật của tốc độ tăng khối lượng khí thuốc

súng trong nòng Quy luật này cơ bản phụ thuộc cả vào phương trình sự cháy 3.3

tuy nhiên đối với AK vì có hiện tượng trích khí để kích hoạt máy tự động làm việcnên nó có phan biểu thức (-)°EG,, ) dé thé hiện sự giảm của khí thuốc trong lòng

¡=1

nòng khi có trích khí; (—(1- ế,)G, ) thé hiện sự giảm của khí thuốc trong lòng nòngkhi đầu đạn ra khỏi nòng và khí phụt tự do ra môi trường ngoài Các hiện tượng nàyđược điều khiến bởi biến €); , Eq

-Phương trình 3.5: Thé hiện quy luật của tốc độ tăng thé tích buồng đốt Nóphụ thuộc vào vận tốc (3.2) và gia tốc của đầu đạn (3.1), (3.3)

-Phương trình 3.6: Thé hiện quy luật của tốc độ biến đổi áp suất khí thuốc nótuân theo phương trình trạng thái khí thực và có tính đến các giai đoạn trích khí:

-Các hệ số š là các hệ số điều khiến dùng trong lập trình tính toán, giải phươngtrình theo phương pháp số Các hệ số € nhận các giá trị 0 hoặc 1 tùy thời điểm nhấtđịnh trong quá trình giải toán phù hợp với tính chất vật lý của bài toán Các thờiđiểm cụ thé phân bố giá trị cho € sẽ giải thích cụ thé ở phan sau

Các hệ số É được lay theo bảng sau:Bang 3.1 Hệ số š khi tính thuật phóng trong

= Sĩ Se = Si

Gia tri | 0 | 0 | 0 | 0

Điều kiện | p>pe|l p<pe | z<1 | z>I1 | I<l | lola |I>lI | I<l;

Diễn giải:-Khi đạn chưa chuyển động p < p, (áp suất trong nòng nhỏ hon áp suất đủdé cắt dai đạn) thì ế; nhận giá trị 0 (vòng lặp tính toán chưa chạy phươngtrình 3.1 và 3.2, khi dan bắt dau chuyên động mới tinh);

-Khi thuốc súng chưa được kích cháy z=1 thì chưa chạy phương trình 3.3

(luc đó & = 0) và ngược lại;

-Khi đạn chưa ra đến đâu nòng | < lạ thì vẫn còn tính todn quy luật áp suất

trong lòng nòng súng theo phương trình 3.6;

-Khi đạn chưa vượt qua lỗ trích khí dé trích khí vào buông khí kích hoạt cáccơ cấu tự động (I < l,) thì chưa tinh toán các phương trình cho quá trìnhtrích khí Các phương trình này sẽ được trình bày ở phần sau

Trong bảng trên:

P - Áp suất cat dai dan [KG/dm’].lạ - Chiều dài phan nòng có rãnh xoắn [dm].|, - Vị trí lỗ trích khí ké từ đầu rãnh xoắn [dm].Ll, Hạ — Các hệ số ton thất khi chảy qua miệng nòng và chảy qua lỗ tríchkhí Khi khí chảy qua miệng nòng có thé lấy u = 0,95; chảy qua lỗ trích khí hạ =

0,3+0,8.*Tên gọi cua các dai lượng cho hệ 6 phương trình vi phân thuật phóngtrong như sau:

K là hàm xác định tồn thất nhiệt được xác định:

_ (k—1) Avo; (F, +41)

ä R

Trong do :A_ - Tương đương cơ nhiệt [KG.dm/k.cal].

F, - Diện tích bề mặt ban đầu của buông đạn [dm’]

vy, =1-—” với T„- Nhiệt độ bề mặt trong nòng [K°].

Lư P.

T° - Nhiệt độ khí thuốc 7° = — °K].

@c

k.P.Hàm khi tính lưu lượng ` K,=——

@

V - Vận tốc đầu đạn [dm/s].P- Áp suất khí thuốc [KG/dm’].$_- Diện tích ngang lòng nòng [dm’].o - Hệ số ảo khối lượng đầu đạn a - Cộng tích khí thuốc [dm /KGI.5 - Trọng lượng riêng thuốc phóng [KG/dmỉ].f - Lực thuốc phóng [KG.dm/kcal]

k - Chỉ số đa biến.w - Thể tích không gian sau day đạn w = w¿ + S.1 [dm”].w ¿- Thé tích ban đầu buông đạn [dmỉ].

m - Khối lượng đầu đạn [KG.sˆ/dm].o - Trọng lượng thuốc phóng [KG]

o, - Trọng lượng khí thuốc [KG]

I, - Xung lượng áp suất khí thuốc [KG.s/dm’].+.2 - Các đặc trưng hình dạng thuốc phóng.z - Độ dày tương đối của hạt thuốc

G ,;- Lưu lượng khí chảy vào buông khí [KG/s]

G, - Lưu lượng khí phụt qua miệng nòng [KG/s].

G,; = Hs Si _= + (I — E,)AA, (2) |G, = „5 fP% [£/A +(1-€,)A,A, (4) |

S - Diện tích 16 trích khí [dm”].Ta sử dụng 2 hệ số điều khiến šx và &4 lay theo Bang 3.2 dùng để điều khiến

Đề kế đến ảnh hưởng của áp suất khí thuốc trong thời kì tác dụng sau cùng(tức là khi đạn đã rời khỏi nòng 1 đoạn ngắn khoảng 5 lần đường kính nòng súng) ta

áp dụng công thức của Bravin

—f

P=Py.e”Trong do:

e - Cơ số légarit tự nhiên

Pa - 4p suat dau nòng.

(B-0,5)oV,

g.PSở đây:

g - Gia tốc trọng trường.vạ- Vận tốc đầu nòng của đạn.@ - Trọng lượng thuốc phóng.$- Diện tích mặt cắt nòng súng.B - Hệ số tác dụng của khí thuốc

3.2 Bài toán nhiệt động học buông khíThiết bị trích khí là nguồn cung cấp năng lượng cho máy tự động Khí thuốcđược trích ra từ lòng nòng chảy qua lỗ trích khí trên thành nòng vào buông khí đâyvào mặt piston làm chuyển động bệ khoá nòng (khâu cơ sở của máy tự động)

Có rất nhiều phương pháp xác định quy luật biến đối của áp suất khí thuốctrong buông khí: Hiện nay, để giải đồng thời với hệ phương trình thuật phóng trongvà các phương trình chuyển động ta sử dụng hệ phương trình nhiệt động buông khí

Hệ phương trình mô tả quá trình nhiệt động trong buông khí (theo tai liệu{ 1]

[2]), trên cơ sở các quá trình cơ bản của khí động lực học như sau:

P,;, Op;Go = Me Sai-Ay,

pp - Áp suất trong buồng khí

X- Vận tốc bệ khoá có được khi giải đồng thời với hệ phương trình vi

phân chuyền động của máy tự động

T, - Nhiệt độ khí trong buồng khí.Sai - Diện tích khe hở giữa piston và xi lanh buông khí

É, - Hệ số điều khiến (= 0 khi chưa trích khí; =1 khi trích khi).i, - Hệ số tốn thất (uy = 0,3 + 0,5)

Đề tính áp suất khí thuốc trong buông khí ta còn có thé công thức của Bravin

(tai liệu [1]):

_T "-:

Po - Áp suất khí thuốc đầu nòng khi đạn bay đến miệng nòng

Trong đó:

t - Thời gian khí thuốc tác dụng trong buông khí

b_- Hệ sô đặc trưng cho sự giảm áp suât trong nòng từ sau thời điêm dauđạn qua lỗ trích khí

e - Cơ số lôgarít tự nhiên.Cơ sở dé xác định hệ số b như sau:Tổng xung lực thực i, của áp suất khí thuốc trong nòng (còn gọi là tổng xungáp ) trong thời kì kế từ khi đạn đi qua vị trí lỗ trích khí đến khi kết thúc thời kì tácdụng sau cùng của khí thuốc băng xung áp toàn phần cũng trong thời kì này tínhtheo công thức thực nghiệm của áp suất khí thuốc trong nòng

Xung áp toàn phần thực tế:

1 =

oO

P.+P~~“ (1,-1,)+ P,bTrong do:

Pa - Ap suất khí thuốc đầu nòng khi dan bay đến vị trí lễ trích khí.ty - Thời gian tính đến khi đạn ra khỏi miệng nòng

ty - Thời gian tính từ khi đầu đạn bat đầu chuyển động đến vi trí lỗ trích

khí.

Xung áp toàn phân tính theo công thức thực nghiệm:

Q, - Trọng lượng piston và bệ khoá.

ASp- Diện tích khe hở hướng tâm giữa piston và buông khí.W, - Thể tích ban đầu của buồng khí

Khó tìm được quan hệ n = f(Sy,Sp,Qp,ASp,W.) vì ham số có 5 biến số, phạm vibiến đối của chúng rất rộng Dé đơn giản trong tính toán, ta dùng các biến số tươngđối có phạm vi biến đổi hep hơn sau đây:

S

o,=-— - Diện tích tương đối của piston."So

o, =— - Diện tích tương đối của khe hở hướng tâm.

Dùng phương pháp tích phân số ta tìm được quan hệ n= f(Gạ 6,) khi cho o,=0,0,= 0,25KG/cem*.Dé hiệu chỉnh anh hưởng do o,, Og lay những giá trị khác đếnta tiếp tục tính y„=f(Gp Og), Yo=Í(Gp Øo) Yqo=Í(Gp Gq) hoặc tra bảng tài liệu [3],[5].Tổng hop lại r\ = No: Yq: Yo: Yao

3.3 Bai toán động lực hoc máy tự động.

3.3.1 Mô tả hoạt động cua máy tự dong.

Máy tự động của súng tiểu liên AK là một hệ thong các chi tiết, các khâu liênkết chặt chẽ với nhau trong một cỗ máy hoàn chỉnh

Các chỉ tiết tác dụng tương hỗ qua lại và truyền động lẫn nhau thông qua cáccơ cầu cam, các va chạm thang, va chạm nghiêng để đảm bảo cho súng hoạt động tựđộng khi bắn

Hoạt động tự động của phát bắn súng có thé được mô ta băng các bước đơn

giản như sau.Bước 1: là trạng thái chờ của AKM (hình 3.1)Lúc này đạn chưa được nạp vào buông đạn và búa chưa giuong.