Mục đích nghiên cứu của luận án Nghiên cứu ảnh hưởng của độ mất cân bằng đầu đạn súng bộ binh đến tản mát điểm chạm khi bắn là xây dựng mô hình tính toán cho phép khảo sát định lượng ảnh hưởng của độ mất cân bằng (MCB) đầu đạn đến chỉ tiêu tản mát điểm chạm khi bắn.
1 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tơi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực. Những kết luận khoa học của luận án chưa từng được ai cơng bố trong bất kỳ cơng trình nào khác LỜI CẢM ƠN Tác giả luận án xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành, sâu sắc đối với PGS.TS Mai Quang Huy đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, có nhiều chỉ dẫn và định hướng khoa học có giá trị giúp cho tác giả hồn thành luận án này. Tác giả trân trọng cảm ơn sự động viên, khuyến khích và những kiến thức khoa học mà tập thể hướng dẫn đã chia sẻ cho tác giả trong thời gian thực hiện luận án, giúp cho tác giả nâng cao năng lực và phương pháp nghiên cứu khoa học Tác giả trân trọng cảm ơn tập thể Bộ mơn Thuật phóng và Điều khiển Hỏa lực, Trung tâm Kỹ thuật Vũ khí/ Khoa Vũ khí, Phòng Sau Đại học/ Học viện Kỹ thuật Qn sự, Viện Tên lửa, Nhà máy Z113/ Tổng cục Cơng nghiệp Quốc phòng đã tạo mọi điều kiện thuận lợi và đóng góp nhiều ý kiến q báu cho luận án. Tác giả xin chân thành cảm ơn các nhà khoa học trong và ngồi Qn đội, các đồng nghiệp đã cung cấp cho tác giả nhiều tài liệu, các kiến thức khoa học và nhiều lời khun có giá trị Cuối cùng, tác giả xin bày tỏ lòng cảm ơn đối với những người thân trong gia đình đã thơng cảm, khích lệ tinh thần, tạo điều kiện cho tác giả trong suốt thời gian làm luận án MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt BNN Biến ngẫu nhiên LA Luận án MCB Mất cân bằng MPNN Mơ phỏng ngẫu nhiên PTHH Phần tử hữu hạn TCCNQP Tổng cục cơng nghiệp quốc phòng TDSC Tác dụng sau cùng TM Tản mát TPN Thuật phóng ngồi TPT Thuật phóng trong VTKT Vận tốc khối tâm Ký hiệu xo: tọa độ điểm rơi theo phương x zo: tọa độ điểm rơi theo phương z mx: kỳ vọng tốn của xo mz: kỳ vọng tốn của zo ly: sai số trung gian tản mát về chiều cao lz: sai số trung gian tản mát về hướng : độ lệch chuẩn theo phương x x : độ lệch chuẩn theo phương z z : góc nghiêng tiếp tuyến quỹ đạo khối tâm đạn tại điểm đang xét c Д: tầm bắn r100: bán kính hình tròn có tâm tại điểm chạm trung bình, chứa 100% điểm chạm r50: bán kính hình tròn có tâm tại điểm chạm trung bình, chứa 50% số điểm chạm d: cỡ đạn md: khối lượng đầu đạn D1, D2, α: 3 thơng số biểu diễn độ mất cân bằng của đầu đạn lb: khoảng cách hai đai đạn lc: khoảng cách từ khối tâm đến đai dẫn l: chiều dài đầu đạn : góc tiến động ban đầu : góc quay riêng ban đầu , 2, … n: các đại lượng ngẫu nhiên : phương sai của i Kij: mơ men tương quan giữa i và j : các mơ men trung tâm cấp ba và bốn tương ứng của đại lương ngẫu nhiên i : góc phóng V0: sơ tốc của đầu đạn C: hệ số phóng : là các sai số trung gian tản mát của 0,V0 và C mi: khối lượng phân tố i Ri: độ lệch tâm của phân tố i l1i và l2i: khoảng cách từ khối tâm của phân tố i đến hai gối tựa : véc tơ mất cân bằng của phân tố i : lực mất cân bằng của phân tố i : tốc độ quay của vật thể ec: độ lệch tâm của vật thể : độ lệch qn phương hướng kính của phân bố chuẩn 2 chiều ban đầu k D xij : khối khơng cân bằng mặt phẳng quy đổi thứ x (x = 1,2) xuất hiện do dịch chuyển trục mặt phẳng thứ i của chi tiết thứ j r(x): thì bán kính của bề mặt chi tiết tại vị trí đang xét (x): độ đảo hướng kính của bề mặt chi tiết tại vị trí đang xét : khối lượng riêng của vật liệu chi tiết thứ i i xH, xk, rH, rk, ζH, ζk: toạ độ, bán kính, độ lệch trên thiết diện ban đầu và cuối cùng của bề mặt tròn xoay được biểu diễn dưới dạng hình nón, hình trụ x1, x2: toạ độ bề mặt quy đổi các khối khơng cân bằng xc,yc,zc: tọa độ trọng tâm đầu đạn m: khối lượng đầu đạn a: hệ số cấp chính xác dùng để tra cấp chính xác hình dạng i: giá trị của đơn vị dung sai được tra theo kích thước danh nghĩa ITx: cấp dung sai tiêu chuẩn được tra theo kích thước danh nghĩa và trị số dung sai của nó V: miền xác định của đại lượng cần khảo sát Ve: miền xác định của phần tử f = [fx fy fz]T : lực thể tích T= [Tx Ty Tz]T: lực diện tích Pi = [Px Py Pz]T: lực tập trung u = [u, v, w] T: véc tơ chuyển vị = [ x , y, z, = [ x , , , z, y ] T : ten xơ biến dạng , yz xz , yz xy , xz ] T : ten xơ ứng suất xy D: ma trận vật liệu E: mơ đun đàn hồi : hệ số Poisson : thế năng tồn phần của vật thể U: năng lượng biến dạng của vật thể W: cơng của ngoại lực tác dụng [K]e : ma trận độ cứng phần tử [M]e : ma trận khối lượng phần tử [N]: ma trận hàm dáng phần tử [B]: ma trận đạo hàm các hàm dáng : khối lượng riêng của vật liệu phần tử ne: số bậc tự do của phần tử [K]: ma trận độ cứng toàn cục [M]: ma trận khối lượng toàn cục [C]: ma trận cản toàn cục {F}: véc tơ tải toàn cục véc tơ gia tốc, vận tốc, chuyển vị tồn cục [G] ma trận cản Coriolis gây nên bởi gia tốc Coriolis của hệ [KC] ma trận suy giảm độ cứng cơ hệ do chuyển động quay , y, x z : các thành phần véc tơ vận tốc góc của vật thể quay các véc tơ lực khối t: bước tích phân {DL}: véc tơ động lượng tồn hệ {DLix,DLiy,DLiz}: véc tơ động lượng ứng với nút i {R(t)}: véc tơ phản lực tương tác giữa đạn và thành nòng {Fms}: véc tơ lực ma sát tại các điểm nút tiếp xúc giữa đạn và nòng z: bề dày cháy tương đối p: áp suất trong nòng Ik: xung lượng tồn phần của áp suất khí thuốc : lượng sinh khí tương đối , , : hệ số hình dạng của thuốc phóng Ld: chiều dài nòng Wo: thể tích ban đầu của buồng đốt : mật độ nhồi p0: áp suất tống đạn f: lực thuốc phóng (ký hiệu trong bài tốn thuật phóng trong) : khối lượng thuốc phóng(ký hiệu trong bài tốn thuật phóng trong) e_vỏ, e_áo chì, e_lõi,: độ đảo hướng kính của vỏ, áo chì, lõi U(a,b): bộ số ngẫu nhiên phân bố đều trên [a,b] N(0,1): bộ số ngẫu nhiên phân bố chuẩn hóa N( ,σ2): bộ số ngẫu nhiên phân bố chuẩn có kỳ vọng , độ lệch tiêu chuẩn σ DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ 10 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết của vấn đề nghiên cứu Tản mát là chỉ tiêu quan trọng hàng đầu trong hàng loạt các u cầu chiến kỹ thuật của hệ thống vũ khí vì nó quyết định trực tiếp đến hiệu quả chiến đấu. Chỉ tiêu tản mát đặc trưng cho mức độ phân tán của điểm rơi (hay điểm chạm), trị số của nó phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố nhiễu loạn tác động lên chuyển động của đạn trong suốt q trình kể từ khi hạt lửa bắt đầu làm việc đến khi đạn chạm mục tiêu. Do vậy, có thể nói việc giảm tản mát là cơng việc thường xun mà các nhà nghiên cứu vũ khí phải quan tâm tới Chỉ tiêu tản mát điểm chạm (điểm rơi) được xác định bởi tản mát của ba thơng số thuật phóng gồm: tản mát sơ tốc, tản mát góc bay ra và tản mát hệ số phóng. Tiếp theo, tản mát của ba thơng số thuật phóng lại phụ thuộc vào hàng loạt các thơng số liên quan đến hệ thống súng, đạn, thuốc phóng, mơi trường trong các giai đoạn chuyển động của đạn gồm: chuyển động trong nòng, chuyển động bán liên kết, chuyển động trong thời kỳ tác dụng sau cùng và chuyển động trong mơi trường khơng khí. Đối với súng bộ binh, do góc bắn và cự ly bắn nhỏ nên trọng số của thành phần tản mát do độ phân tán của sơ tốc và hệ số phóng là khá nhỏ so với thành phần tản mát do độ phân tán của góc bay ra (góc rời nòng hay góc nảy). Trong khi đó, mất cân bằng của đầu đạn là ngun nhân chính gây ra tản mát góc bay ra và nó là đặc tính cố hữu tồn tại khách quan phụ thuộc vào dung sai chế tạo và độ đồng nhất của vật liệu chế tạo đầu đạn. Đến nay, đã có nhiều cơng trình nghiên cứu về tản mát của đạn ở trong nước và từ nước ngồi mà chúng ta có thể tiếp cận được, tuy nhiên các cơng trình đó hầu hết tập trung cho các loại đạn pháo, cối, tên lửa có tầm bắn tương đối xa và mơ hình chuyển động của các loại đạn này khác xa so với mơ hình chuyển động của các loại đạn súng binh, đặc biệt là trong giai đoạn chuyển động trong nòng. Vấn đề về tản mát của SBB, các nước có nền cơng nghiệp vũ khí tiên tiến thường xun cải tiến, thiết kế mới để cho ra đời những mẫu đạn súng bộ binh có chỉ tiêu tản mát ngày càng nhỏ, nhưng chúng ta khơng có điều kiện tiếp cận được những cơng trình nghiên cứu của họ Nền cơng nghiệp quốc phòng của ta đã nghiên cứu và sản xuất được hầu hết các loại đạn và súng bộ binh. Tuy nhiên, việc kiểm sốt các yếu tố để đảm bảo u cầu về tiêu tản mát mới chỉ dừng lại mức độ tn theo các tài liệu cơng nghệ được chuyển giao hoặc thiết kế theo mẫu mà chưa có những nghiên cứu một cách chủ động và hệ thống về vấn đề này. Chính vì vậy khi đối mặt với nhiệm vụ thiết kế mới và cải tiến thì các nhà thiết kế chưa có những mơ hình nghiên cứu đầy đủ để làm cơng cụ kiểm sốt chỉ tiêu tản mát một cách chủ động ... định lượng ảnh hưởng của độ mất cân bằng (MCB) đầu đạn đến chỉ tiêu tản mát điểm chạm khi bắn 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của luận án Đối tượng nghiên cứu của luận án Đối tượng nghiên cứu của luận án là đầu đạn súng tiểu liên AK 7,62mm K56 lõi ... Chương 3. Xây dựng mơ hình tính tốn chuyển động trong nòng của đầu đạn súng bộ binh MCB Chương 4. Khảo sát ảnh hưởng của độ MCB khối lượng đến tản mát điểm chạm 13 Chương 1 TỔNG QUAN VỀ TẢN MÁT ĐIỂM CHẠM VÀ SỰ MẤT CÂN BẰNG KHỐI LƯỢNG CỦA ĐẦU ĐẠN... hiện đang được sản xuất tại nhà máy Z113 – TCCNQP, làm cơ sở dữ liệu đầu vào để tính tốn tản mát điểm chạm 1.3. Ảnh hưởng của sự mất cân bằng khối lượng đến tản mát điểm chạm Ảnh hưởng của sự MCB khối lượng đến tản mát điểm chạm đã được nhận định