NGHIÊN cứu một số yếu tố ẢNH HƯỞNG đến QUÁ TRÌNH làm VIỆC của máy hãm lùi PHÁO BINH

Kỷ yếu hội nghị khoa học công nghệ toàn quốc khí - Lần thứ IV NGHIÊN CỨU MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH LÀM VIỆC CỦA MÁY HÃM LÙI PHÁO BINH SOME FACTORS IMPACTING ON OPERATING PROCESS OF ARTILLERY RECOIL SYSTEM Nguyễn Văn Dũng Học viện Kỹ thuật Quân sự, Hà Nội, Việt Nam vandung_nguyen78@yahoo.com.vn TÓM TẮT Máy hãm lùi đẩy lên phận liên kết mềm thân pháo với giá pháo Khi bắn, phần lớn lực tác dụng lên pháo lùi tiêu hao phận Máy hãm lùi thủy lực tạo lực hãm lùi nhờ dòng dầu chảy qua khe hẹp có thiết diện thay đổi Các yếu tố ảnh hưởng đến lực cản lùi ảnh hưởng đến độ ổn định pháo bắn Bài báo xây dựng phương pháp tính khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến quy luật lực cản lùi ( R ) Từ khóa: pháo binh; máy hãm lùi; lực cản lùi; đặc tính dầu; nhiệt độ dầu ABSTRACT Artillery recoil mechanism is the parts connecting and facilitating sliding of the barrel on the cradle During firing, almost barrel’s energy is absorbed by recoil system A hydraulic recoil mechanism generates recoil force thank to oil flow through the throttling valve with changeable area The factors affecting recoil force influences the artillery stability The paper discuses on methods caculating and studying factors impacting on recoil force rule (R) Keywords: artillery; recoil mechanism; recoil force; hydraulic recoil system; oil characters; oil temperature ĐẶT VẤN ĐỀ Trong tính toán thiết kế thiết bị hãm lùi, lực cản lùi R đại lượng quan trọng biểu diễn theo quãng đường lùi X từ giá trị đến hết hành trình lùi  Giá trị lớn lực cản lùi Rm không vượt giới hạn Rgh xác định điều kiện ổn định động pháo Hình 1: Sơ đồ lực tác dụng lên pháo lùi 877 Kỷ yếu hội nghị khoa học công nghệ toàn quốc khí - Lần thứ IV Trong đó: + Plg hợp lực khí thuốc xuất lòng nòng bắn; + Qb trọng lượng chiến đấu pháo; + N bx phản lực đặt lên bánh xe pháo; + N lc ;Tlc phản lực thẳng đứng nằm ngang đặt bắn lên lưỡi cày; + I lực quán tính khối lùi I  M + M ,V  dV  Plg  R dt (1) dX khối lượng khối lùi tốc độ chuyển động khối lùi dt Từ [2], [4] lực cản lùi xác định theo công thức R    L  Rf  Q0 sin  (2) Trong đó: n  H   lực máy đẩy lên kiểu khí nén - dầu Với  lực ban +      H  X  đầu, H  w0 AH chiều cao quy đổi thể tích khí ban đầu, n số đa biến + L lực hãm lùi thủy lực + Rf  Q0 ( f cos    ) hợp lực ma sát đặt lên khối lùi Với f hệ số ma sát phần định hướng máng,  hệ số lực ma sát tỷ lệ với trọng lượng khối lùi +  góc tầm pháo bắn Hình 2: Đồ thị lực tạo thành lực cản lùi pháo dã chiến Hợp lực lòng nòng Plg hàm phi tuyến theo thời gian Nếu có ảnh hưởng loa hãm   0, đặc tính xung lượng loa hãm   0, lùi,  hệ số tác dụng sau khí thuốc  đặc trưng kết cấu loa hãm lùi lùi hợp lực tính Plgl  Plg với   878 Kỷ yếu hội nghị khoa học công nghệ toàn quốc khí - Lần thứ IV Qua khảo sát, quy luật thay đổi lực cản lùi phụ thuộc vào thay đổi lực hãm lùi thủy lực L Vì vậy, cần khảo sát lực hãm lùi thủy lực để nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến lực hãm lùi thủy lực, lực cản lùi PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TOÁN NGƯỢC HÃM LÙI 2.1 Lực hãm lùi thủy lực Hình 3: Sơ đồ xác định lực hãm thủy lực Theo [1], [2] công thức xác định lực hãm lùi thủy lực    k1  Atg k Ahd3    V L   1 Atg   ax k1 2      (3) Trong đó: + k1, k hệ số cản dòng hệ số cản dòng phụ [2]; + Atg    (D  d )  dV2 diện tích thu gọn piston; 4 + Ahd   d diện tích mặt làm việc khoang long cán; + ax   d  x2 diện tích khe hở cán điều tiết vòng điều tiết V +   d1  x2 max diện tích khe hở đoạn cuối cán điều tiết hốc cán     hãm lùi; + D, d, d1, x , dV đường kính ống hãm lùi, đường kính cán piston; đường kính cán; đường kính cán điều tiết; đường kính vòng điều tiết +  khối lượng riêng dầu thủy lực 2.2 Giải toán lùi máy tính Kết hợp hệ gồm sáu phương trình vi phân thuật phóng hai phương trình vi phân chuyển động lùi ta có hệ phương trình (4) kết hợp giải toán ngược hãm lùi: 879 Kỷ yếu hội nghị khoa học công nghệ toàn quốc khí - Lần thứ IV d  dl dz p dv pS dz  v 1;  1;  2 ;  (1  2z ) ; dt dt Ik dt dt dt q   dW dz dl ;    2z  S dt dt dt       dp  dz dW ;  f   (1   z )  k p  ( k  1) A p F  K dt W  dt dt R     P R dV  lg ; dt M0 dX V dt Các định nghĩa thông số phương trình thuật phóng xem tài liệu [2]; [3] Giá trị hợp lực lòng nòng: + Thời kỳ đạn chuyển động nòng Plg  pS ; t  b + Thời kỳ tác dụng sau khí thuốc Plg  Spde ; + Thời kỳ chuyển động quán tính Plg  Hình 4: Sơ đồ thuật toán giải toán ngược hãm lùi kết hợp 880 Kỷ yếu hội nghị khoa học công nghệ toàn quốc khí - Lần thứ IV Kết giải toán pháo 122mm : Hình 5: Đồ thị lực cản lùi pháo 122 mm CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN LỰC CẢN LÙI Quá trình làm việc máy hãm lùi chịu ảnh hưởng nhiều yếu tố mà tính toán có sử dụng giả thiết nên chưa đề cập đến, có ba yếu tố quan trọng là: tính nén dầu; sai số khe hở piston ống hãm lùi tăng nhiệt dầu trình bắn 3.1 Tính nén dầu Khi giả thiết dầu không nén nghĩa dầu giữ thể tích không đổi trình làm việc Thực nghiệm chứng minh rằng, thể tích dầu thay đổi chịu tác dụng áp suất biến thiên, có nghĩa dầu nén Tính nén dầu đặc trưng hệ số nén khối , biểu thị qua công thức: dW   W dp (5) Trong đó: W thể tích p áp suất dầu Bảng 1: Hệ số nén dầu CTEOL M (áp suất thay đổi từ (1  100)KG/ cm2 ) T 0C 30 10 20 50 100 150 .106 50 60 - - 70 80 90 Khi dầu nén được, công thức lực hãm lùi thủy lực có dạng     k1 (1  p )Ahl  Av k A  L   1 Atg  hd2 V 2  ax k1      Theo [1] ax  (1  p )Ahl  Av Atg ax p  (l  X ) 881 dp dt V (6) Kỷ yếu hội nghị khoa học công nghệ toàn quốc khí - Lần thứ IV Thực tế tính toán hình cho thấy tính nén dầu, không thay đổi lực cản lùi thời kỳ thứ thứ không đổi Do tính toán, chọn giá trị lớn lực cản lùi phải sử dụng thêm hệ số dự trữ ổn định 3.2 Sai số khe hở piston ống hãm lùi Khi thiết kế, nhằm tránh tượng kẹt piston bị nóng lên, tồn khe hở piston ống hãm lùi Trong sử dụng, khe hở lại tăng lên bề mặt tiếp xúc piston ống hãm lùi bị mòn, làm tăng diện tích lỗ chảy so với giá trị tính toán lý thuyết gây giảm lực hãm lùi thủy lực Gọi b diện tích khe hở piston ống hãm lùi, công thức lực hãm lùi thủy lực có dạng         A  b    k   k A  L   tg  1 Atg  hd2 V   k1   k  ax       k   (7) Với k  hệ số cản dòng dầu chảy qua khe hở piston ống hãm lùi Thực nghiệm xác định với dầu CTEOL M với lk chiều dài khe hở e khe hở hướng tâm phía k    (0, 02  0, 03) lk e k    0, 013 lk e tùy theo bề mặt piston có rãnh cản dầu hay nhẵn 3.3 Nhiệt độ dầu Khi nhiệt độ dầu thay đổi tính chất vật lý thể tích dầu thay đổi Hình 6: Đồ thị lực cản lùi tốc độ lùi nhiệt độ thay đổi 882 Kỷ yếu hội nghị khoa học công nghệ toàn quốc khí - Lần thứ IV Bảng 2: Quan hệ độ nhớt tuyệt đối nhiệt độ dầu CTEOL M T 0C 30 20 10 20 50 80 Độ nhớt 3, 89 1, 443 0, 661 0,297 0,109 0, 037 0, 019 Như vậy, nhiệt độ dầu tăng, độ nhớt thay đổi phạm vi rộng Sự thay đổi nhiệt độ dầu trực tiếp ảnh hưởng đến hệ số cản dòng trọng lượng riêng dầu theo chiều hướng ngược lại, nên lực hãm lùi thủy lực thay đổi Ảnh hưởng khó khắc phục tính chất trình biến đổi lượng mãy hãm lùi làm việc Do đó, thiết kế cần cho phép chiều dài lùi thay đổi phạm vi định, đồng thời sử dụng pháo phải tuân thủ chế độ hỏa lực quy định KẾT LUẬN Khảo sát ảnh hưởng yếu tố đến lực hãm lùi thủy lực, lực cản lùi giúp trình tính toán thiết kế pháo bảo đảm tính ổn định bắn Thực tế, lực cản lùi R yếu tố ảnh hưởng lớn đến điều kiện ổn định pháo lùi Nếu lực cản lùi tăng tăng mômen lật, lực cản lùi giảm lại tăng chiều dài lùi Lực cản lùi giới hạn Rgh  Qb D0 hgh  Q0 cos gh hgh X tính toán lực cản lùi thường thêm hệ số dự trữ ổn định phân tích mục 3, R  mRgh với m  0, 85  0, 95 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Phan Nguyên Thiệu, Khổng Đình Tuy, Nguyễn Hồng Lanh, Nguyên lý thiết kế vũ khí có nòng, NXB Quân đội Nhân dân, Hà Nội, 2000 [2] Khổng Đình Tuy, Nguyễn Viết Trung, Nguyễn Văn Dũng, Đoàn Học Dân, Nguyễn Duy Phồn, Giáo trình thiết kế giá pháoNXB Quân đội Nhân dân, Hà Nội, 2012 [3] Башкатов В.А, Проектирование лафетов, Част 1, Определение нагрузок на лафет артиллерийского орудия, Лениград, 1983 [4] Под ред чл.-кор РАРАН А.А Королева и чл.-кор МАНПО В.Г Королева, Физические основы устройства и функционирования стрелково-пушечного, артиллерийского и ракетного оружия, Часть «ВолгГТУ», Волгоград, 2002 THÔNG TIN TÁC GIẢ TS Nguyễn Văn Dũng, Học viện Kỹ thuật Quân Email: vandung_nguyen78@yahoo.com.vn Phone number: 0912484775 883