Nghiên cứu đặc tính xâm thực của vật thể chuyển động tốc độ cao ngầm dưới nước bằng mô phỏng số

Nghiên cứu đặc tính xâm thực của vật thể chuyển động tốc độ cao ngầm dưới nước bằng mô phỏng số Nghiên cứu đặc tính xâm thực của vật thể chuyển động tốc độ cao ngầm dưới nước bằng mô phỏng số Nghiên cứu đặc tính xâm thực của vật thể chuyển động tốc độ cao ngầm dưới nước bằng mô phỏng số luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN VĂN DUYỀN NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH XÂM THỰC CỦA VẬT THỂ CHUYỂN ĐỘNG TỐC ĐỘ CAO NGẦM DƯỚI NƯỚC BẰNG MÔ PHỎNG SỐ LUẬN VĂN THẠC SỸ CHUYÊN NGÀNH: CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC Hà Nội – 2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN VĂN DUYỀN NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH XÂM THỰC CỦA VẬT THỂ CHUYỂN ĐỘNG TỐC ĐỘ CAO NGẦM DƯỚI NƯỚC BẰNG MÔ PHỎNG SỐ LUẬN VĂN THẠC SỸ CHUYÊN NGÀNH: CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TRƯƠNG VIỆT ANH VŨ VĂN DUY Hà Nội – 2019 MỤC LỤC Danh mục ký hiệu chữ viết tắt iii Danh mục bảng .v Danh mục hình vẽ đồ thị vi MỞ ĐẦU .1 TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu tượng xâm thực xảy ngư lôi 1.2 Vấn đề nghiên cứu 1.2.1 Đặc tính xâm thực vật thể có mũi dạng mũi cải tiến .8 1.2.2 Tính tốn mơ xâm thực ngư lôi Set53M 1.2.3 Thống kê tốc độ làm việc số loại ngư lôi 10 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 11 2.1 Cơ sở lý thuyết lớp biên lực cản 11 2.1.1 Khái niệm lớp biên đặc trưng lớp biên .11 2.1.2 Phương trình lớp biên 15 2.1.3 Hiện tượng tách thành lớp biên 19 2.1.4 Lực cản vật chuyển động chất lỏng 20 2.2 Cơ sở lý thuyết xâm thực vật thể dạng ngư lôi 22 2.2.1 Đặc trưng dòng chảy xâm thực 22 2.2.2 Các thông số liên quan đến dòng chảy xâm thực 25 2.2.3 Điều kiện xuất xâm thực vật thể dạng ngư lôi .27 2.2.4 Đặc tính xâm thực 28 ỨNG DỤNG CFD TÍNH TỐN VÀ MÔ PHỎNG XÂM THỰC TRÊN VẬT THỂ GẮN MŨI TAM GIÁC 29 i 3.1 Trình tự tính tốn Ansys Flow (CFX) 29 3.2 Xây dựng mơ hình tốn phương pháp tính .30 3.2.1 Xây dựng mơ hình toán 30 3.2.1 Phương pháp tính tốn 31 3.2 Đặt điều kiện biên toán 34 3.1 Kết mô xâm thực vật thể gắn mũi tam giác 35 3.1.1 Phân bố đường dòng qua mũi tam giác nguyên mẫu 35 3.1.2 Ảnh hưởng mũi tam giác cong tới phát triển xâm thực 38 ỨNG DỤNG CFD TÍNH TỐN MƠ PHỎNG XÂM THỰC TRÊN NGƯ LÔI 42 4.1 Mơ xây dựng đặc tính xâm thực tốn 2D 42 4.1.1 Vấn đề tính toán 42 4.1.2 Xây dựng mơ hình phương pháp tính tốn Ansys Flow .43 4.1.3 Kết mơ xây dựng đặc tính xâm thực tốn 2D 47 4.2 Mô xây dựng đặc tính xâm thực tốn 3D 57 4.2.1 Xây dựng mơ hình tính tốn thiết lập điều kiện biên toán 57 4.2.2 Kết tính tốn đánh giá .60 4.3 Phân tích đánh giá 64 - Kết luận kết nghiên cứu; .66 - Hướng nghiên cứu phát triển tiếp 66 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO 66 PHỤ LỤC 70 ii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT CFD : Ứng dụng phương pháp số tính tốn động lực học dòng chảy CF : Hệ số lực cản ma sát CP : Hệ số lực cản áp suất CW : Hệ số lực cản sóng CVP : Hệ số lực cản hình dáng CV : Hệ số lực cản nhớt CD : Hệ số lực cản D : Lực cản chiếu theo phương chuyển động Dm : Đường kính lớn vết xâm thực Dcav : Đường kính vết xâm thực Dtor : Đường kính thân ngư lôi h : Độ sâu hoạt động Lcav : Chiều dài vết xâm thực pbh : Áp suất bão hòa nước biển Poutlet : Áp suất đầu RB : Bán kính bọt khí xâm thực RF : Lực cản ma sát RP : Lực cản áp suất RW : Lực cản sóng RVP : Lực cản hình dáng RV : Lực cản nhớt S : Diện tích tác dụng U : Vận tốc dịng ngồi V : Vận tốc ngư lôi Vinlet : Vận tốc đầu vào iii  : Chiều dày lớp biên  : Số xâm thực  : Khối lượng riêng chất lỏng  : Độ nhớt động học  : Độ nhớt động lực học iv DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng Kết tính tốn hệ số lực cản CD 54 Bảng Thơng số tính tốn hệ số lực cản CD 63 v DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình 1 Ảnh hưởng mũi dạng đĩa trịn tới việc hình thành xâm thực Hình Ảnh hưởng số loại mũi tới việc hình thành xâm thực Hình Ảnh hưởng kết cấu mũi hình nón tới việc hình thành xâm thực Hình Mơ tả tượng siêu xâm thực Hình Hiện tượng siêu xâm thực ngư lơi nhờ hình dáng kết cấu thân Hình Hiện tượng siêu xâm thực xảy ngư lơi Shkval VA111 Hình Ngư lơi Shkval VA111 bố trí lỗ khí gas phần mũi ngư lơi .8 Hình Mũi dạng côn cải tiến với dạng côn lồi dạng lõm Hình Mơ hình ngư lơi Set53M cải tiến với mũi dạng côn lồi mũi dạng côn lõm 10 Hình Lớp biên dịng .11 Hình 2 Chiều dày dịch chuyển lớp biên 12 Hình Chiều dày dịch chuyển lớp biên 14 Hình Các vùng lớp biên .15 Hình Điểm tách thành lớp biên 19 Hình Mặt phân cách pha lỏng-hơi 24 Hình Dịng chảy bao quanh ngư lơi 27 Hình Sơ đồ tính tốn Ansys Flow (CFX) 29 Hình Kích thước mơ hình tính khơng gian tính tốn 30 Hình 3 Chia lưới vùng khơng gian tính 30 Hình Mũi tam giác nguyên mẫu dạng lồi, lõm 31 Hình Phân bố đường dịng qua vật thể gắn mũi nguyên mẫu 35 Hình Phân bố áp suất phía sau mũi tam giác nguyên mẫu .36 Hình Phân bố pha vật thể gắn mũi tam giác nguyên mẫu 36 Hình Phân bố pha theo CFD theo thực nghiệm 37 vi Hình So sánh Lcav/D tính tốn CFD thực nghiệm .37 Hình 10 So sánh Dcav/D tính tốn CFD thực nghiệm .37 Hình 11 Kích thước xâm thực ứng với mũi tam giác nguyên mẫu .38 Hình 12 Mối quan hệ số xâm thực  đường kính vết xâm thực Dcmax .39 Hình 13 Mối quan hệ số xâm thực  chiều dài vết xâm thực L .40 Hình 14 Mối quan hệ góc  hệ số lực cản CD 40 Hình 15 Phân bố pha vật thể gắn mũi nguyên mẫu, mũi lồi 41 Hình 16 Mối quan hệ số xâm thực  hệ số lực cản ma sát thân Cf .41 Hình Mơ hình ngư lôi nguyên mẫu SET 53M mẫu ngư lôi tối ưu .43 Hình Trình tự mơ động lực học FluidFlow (Fluent CFX) 44 Hình Mẫu ngư lơi ngun mẫu tiến hành chia lưới Meshing 45 Hình 4 Mẫu ngư lôi tiến hành đặt điều kiện biên cho tốn 46 Hình Mẫu ngư lơi tiến hành tính tốn CFX .46 Hình Phân bố đường dịng qua ngư lơi ngun mẫu Set53M 47 Hình Phân bố đường dịng qua ngư lôi với gắn mũi tam giác lõm R165 47 Hình Phân bố đường dịng qua ngư lôi với gắn mũi tam giác lồi R165 48 Hình Phân bố đường dịng qua ngư lơi với gắn mũi tam giác lõm R200 48 Hình 10 Phân bố đường dịng qua ngư lơi với gắn mũi tam giác lồi R200 48 Hình 11 Phân bố đường dịng qua ngư lơi với gắn mũi tam giác lõm R240 49 Hình 12 Phân bố đường dịng qua ngư lơi với gắn mũi tam giác lồi R240 49 Hình 13 Phân bố pha ngư lôi nguyên mẫu Set53M 50 Hình 14 Phân bố pha ngư lôi Set53M gắn mũi lõm R165 50 Hình 15 Phân bố pha ngư lôi Set53M gắn mũi lồi R165 50 Hình 16 Phân bố pha ngư lơi Set53M gắn mũi lõm R200 51 Hình 17 Phân bố pha ngư lôi Set53M gắn mũi lồi R200 51 Hình 18 Phân bố pha ngư lôi Set53M gắn mũi lõm R240 51 Hình 19 Phân bố pha ngư lôi Set53M gắn mũi lồi R240 52 Hình 20 Mối quan hệ số xâm thực  chiều dài vết xâm thực Lcav 52 vii Hình 21 Mối quan hệ số xâm thực  đường kính vết xâm thực Dcav .53 Hình 22 Mối quan hệ số xâm thực  hệ số lực cản CD 55 Hình 23 Vùng không gian khảo sát ngư lôi nguyên mẫu Set53M 57 Hình 24 Vùng khơng gian khảo sát ngư lôi với kết cấu mũi lồi 58 Hình 25 Chia lưới mơ hình ngư lơi ngun mẫu Set53M 58 Hình 26 Chia lưới mơ hình ngư lơi với kết cấu mũi lồi 58 Hình 27 Phân bố đường dịng qua ngư lơi ngun mẫu Set53M 60 Hình 28 Phân bố đường dịng qua ngư lơi tối ưu hóa với kết cấu mũi lồi 60 Hình 29 Phân bố pha ngư lôi nguyên mẫu Set53M ngư lơi .61 Hình 30 Mối quan hệ số xâm thực  chiều dài vết xâm thực Lcav 62 Hình 31 Mối quan hệ số xâm thực  hệ số lực cản CD 64 Hình A Sơ đồ bố trí ngư lơi hạng nhẹ MTT Nga 73 Hình A Ngư lơi MK48 74 Hình A Ngư lơi Tigerfish 75 Hình A Ngư lơi spearfish 75 Hình A Ngư lôi СЭТ-65Е .76 Hình A Chuyển động (trên) cấu tạo (dưới) ngư lôi tên lửa Squall 77 Hình A Ngư lơi SET - 40 UE 80 Hình A Ngư lơi SET – 53M 81 Hình A Ngư lơi ТЭ-2-01 .83 viii [20] Ji B., Luo X., 2010, Numerical investigation of the ventilated cavitating flow around an underwater wehicle based on a three-component caviation model, Journal of Hydrodynamics, 22, 6, 753-759 [21] Jear – Pierre (2002), Physics and Control of Cavitation, University of Grenoble, France [22] Karn et al., Dependence of supercavity closure upon flow unsteadiness, Exp Therm Fluid Sci., 68 (2015), pp 493-498 [23] Li X., Wang G., Zhang M., Shyy W., 2008, Structures of supercavitating multiphase flows, Journal Thermal Science, 47, 1263-1275 [24] Lindau J.W., Kunz R.F., Boger D.A., Stinebring D.R., Gibeling H.J., 2002, High Reynolds number, unsteady, multiphase CFD modeling of cavitating flows, Journal of Fluids Engineering, Transactions of ASME, 124, 3, 607-616 [25] S Kulkarni and R Pratap, Studies on the dynamics of a supercavitating projectile, Applied Mathematical Modelling, vol 24, no 2, pp 113–129, 2000 [26] S Morteza Javadpour et al., An experimental and numerical study of supercavitating flows around axisymmetric cavitators, J of Theoretical and Applied Mechanics 54, 3, pp 795-810, Warsaw 2016 [27] Young Kyun Kwack and Sung Ho Ko, Numerical analysis for supercavitating flows around axisymmetric cavitators, Int J Naval Archit Ocean Eng (2013) 5:325-332 [28] Vũ Văn Duy, Nguyễn Thế Mịch, Nguyễn Thế Đức (2007) Mơ vùng xâm thực dịng bao quanh profil cánh phương pháp phần tử biên Tr 77 - 84 Tuyển tập hội Cơ học toàn quốc lần thứ VIII Hà Nội, 6-7/12/2007 [29] PGS.TS Hồng Thị Bích Ngọc (2004), Lý thuyết lớp biên phương pháp tính, NXB Khoa học kỹ thuật, Đại học Bách Khoa Hà Nội [30] PGS.TS Lương Ngọc Lợi (2015), Cơ học thủy khí ứng dụng, NXB Bách Khoa – Hà Nội, Đại học Bách Khoa Hà Nội [31] NCS Lê Thị Thái (2013), Luận văn Tiến sỹ Nghiên cứu tượng xâm thực bao quanh chân vịt tàu thủy, Đại học Bách Khoa Hà Nội 69 [32] NCS Cổ Tấn Anh Vũ (2018), Luận văn Tiến sỹ Nghiên cứu ảnh hưởng xâm thực bánh lái đến lực bẻ lái tàu thủy, Đại học Hàng hải Việt Nam [33] PGS TS Phạm Kỳ Quang, TS Vũ Văn Duy Mô số xâm thực cục bánh lái tàu thủy Tạp chí giao thông vận tải Hà Nội, 11/2015, tr 89 – 90 70 PHỤ LỤC Nhiệm vụ của ngư lôi Tình hình khuynh hướng phát triển ngư lơi phương tiện chúng sau chiến tranh giới lần thứ thời điểm sở để khẳng định giá trị to lớn cửa ngư lôi chiến đấu biển Điều khơng tính chất đặc trưng ngư lôi (không thể thay loại vũ khí khác) mà cịn gia tăng nhiệm vụ mà với trợ giúp ngư lôi hồn thành, đặc biệt tiêu diệt mục tiêu nước Khi phân tích tính chất chiến đấu ngư lôi với phát triển nó, khẳng định với trợ giúp ngư lơi thực nhiệm vụ sau: - Tiêu diệt phương tiện vận chuyển thuyền bảo hộ với mục đích làm gián đoạn vận tải địch; - Tiêu diệt tàu thuyền địch với mục đích làm suy yếu sức mạnh phi đội địch tạo điều kiện thuận lợi để hành động tiêu diệt địch; - Tiêu diệt tàu ngầm địch; - Tấn cơng, phá hủy tồn phần hải quân, bến cảng quân bờ biển Phân loại ngư lơi Ngư lơi đại phân loại theo đặc tính sau: - Theo mục đích: chống tầu ngầm, chống tầu nổi, tổng hợp; - Theo đối tượng trang bị: cho tàu ngầm, tàu nổi, cho trực thăng, máy bay chống ngầm, tàu trang bị tên lửa – ngư lôi; - Theo dạng đầu đạn trang bị: đầu đạn với thuốc nổ thường, đầu đạn hạt nhân; - Theo dạng điều khiển: thiết bị điều khiển, tự dẫn, điều khiển từ xa; - Theo dạng thiết bị tự dẫn: tự dẫn bị động, tự dẫn chủ động, tổng hợp (chủ động + bị động), theo dấu vết tạo sóng tàu; - Theo lượng đẩy: khí (nhiệt), điện, phản lực… 71 - Theo kích cỡ: Ngư lơi chia làm lớp sau: hạng nhẹ (cỡ nòng đến 400mm), hạng trung (cỡ nòng đến 550 mm), hạng nặng (cõ nòng 600mm); Ngồi ngư lơi có thê chia theo chế độ vận hành (một chế độ, nhiều chế độ), dạng chuyển động (thẳng, động), dấu vết (có dấu, khơng có dấu); theo dạng kích nổ ( tiếp xúc, khơng tiếp xúc, tổng hợp) Tình hình khai thác sử dụng loại ngư lôi nước giới 3.1 Một số loại ngư lôi sử dụng giới 3.1.1 Ngư lôi hạng nhẹ Ngư lôi hạng nhẹ trang bị chủ yếu cho tàu mặt nước để chống tàu ngầm Ngư lôi hạng nặng dùng để tiêu diệt tàu mặt nước, nhiên trang bị máy bay săn ngầm để tiêu diệt tàu ngầm Ngư lôi siêu nặng thường dùng để chống mìn đáy Theo thống kê, 90% tàu ngầm trang bị ngư lôi cỡ nòng 533 mm, 85% tàu mặt nước trang bị ngư lơi cỡ nịng 324 mm Một số ví dụ tiêu biểu phân khúc ngư lơi hạng nhẹ kể tới MK-46 “Blue Shark”, MK-50 “Baracuda”, MK-54 (Mỹ); “Murene” (Pháp); A290 (Ý); MTT (Nga) Tất ngư lơi có cỡ nịng 324 mm, khối lượng 250-400 kg, đầu đạn 35-60 kg, tốc độ khoảng 45-55 hải lý/giờ, cự ly hiệu đến 10 km, độ sâu hoạt động tới km Ngư lôi hạng nhẹ thường không trang bị hệ thống điều khiển từ xa mà có đầu tự dẫn Với đặc tính vậy, ngư lơi hạng nhẹ chủ yếu sử dụng với mục đích chống tàu ngầm 72 Hình A Sơ đồ bớ trí ngư lôi hạng nhẹ MTT của Nga Một ngư lôi hạng nhẹ phát triển ngư lôi MK-46 Mỹ mà ngư lôi Mk-46 phiên 5A (SW) Ngư lôi sử dụng nguyên liệu cứng phát mục tiêu, động ngư lơi chuyển sang tốc độ tối đa lên đến 45 hải lý/giờ Đầu dẫn hướng đại cho phép ngư lôi phát phân biệt tàu ngầm có vỏ cách âm di chuyển chậm Khối lượng đầu nổ 44,6 kg độ sâu hoạt động 365 m Một loại ngư lôi tốc độ cao Mỹ phát triển MK-50 Barracuda Với chiều dài 3m cỡ nòng 324 mm, MK-50 có khối lượng 363 kg đầu đạn nổ 45,4 kg Ở tốc độ tối đa 60 hải lý/giờ, cự ly hoạt động ngư lôi lên tới 15 km Tính kỹ thuật đạt ngư lơi sử dụng động tua bin vịng kín với nhiên liệu chuyên dụng 3.1.2 Ngư lôi hạng nặng Ngư lôi hạng nặng trang bị tàu ngầm tiêu biểu kể tới MK48 (Mỹ), Spearfish Tigerfish (Anh), SUT (Đức), F-17 Mod.2 “Black Shark” (Pháp) số ngư lôi Nga УГСТ, СЭТ-65Е, ТЭСТ-71МЭНК, ТТ-1, ТТ-3, ТТ-5, ТЭ-2-01 ТЭ-2-02 Tất ngư lơi loại có chung cỡ nịng 533 mm, khối lượng khoảng tấn, đầu đạn nổ 250-350 kg, độ sâu hoạt động tới 500 m, sử dụng để chống tàu mặt nước chống tàu ngầm Ngư lôi hạng nặng trang bị chủ yếu tàu ngầm số nhỏ tàu mặt nước với 73 chức săn ngầm Tuy nhiên tương lai gần, việc sử dụng ngư lôi hạng nặng tàu mặt nước khơng cịn phổ biến ngư lơi hạng nhẹ có tính chống ngầm tốt Nổi tiếng phân loại ngư lôi hạng nặng kể tới Ngư lơi MK48 Mỹ MK-48 có cơng suất động 300 kW, tốc độ tối đa 55 hải lý/giờ đầu đạn nặng tới 267 kg, cắt đơi tàu khu trục có lượng giãn nước 3000 phát bắn từ tàu ngầm Các phiên MK-48 có tốc độ đến 60 hải lý/giờ cự ly tới 50 km Ngư lơi có đầu sona tự dẫn chủ động – bị động xử lý liệu số, bán kính đầu tự dẫn chế độ chủ động lên tới 3,5 km Động nhiệt ngư lôi sử dụng nhiên liệu tổng hợp, dẫn hướng ống ngịi nổ chạm-khơng chạm Từ phóng từ ống phóng lơi đến lúc đầu tự dẫn hoạt động, ngư lôi bắn theo hướng thẳng tới mục tiêu theo tốc độ tối đa Sau đầu dẫn hướng hoạt động, ngư lôi chuyển sang chế độ sục sạo với tốc độ 40 hải lý/giờ Sau đầu tự dẫn phát mục tiêu, ngư lôi tăng tốc độ tối đa hướng thẳng tới mục tiêu Ngư lôi trang bị hệ thống điều khiển từ xa với tầm hoạt động lên tới 18km Hệ thống cho phép truyền tới 14 tham số đặc tính liên hệ vị trí ngư lơi mục tiêu Hình A Ngư lơi MK48 74 Trọng lượng 1558-1676 kg, đầu đạn 295 kg, dài 5,79 m, đường kính 533 mm, tầm bắn hiệu 38 km (tốc độ 102 km/h) 50 km (tốc độ 74 km/h) độ sâu hoạt động đến 800 m Hình A Ngư lôi Tigerfish Khối lượng 1550 kg Đầu nổ Torpex Chiều dài 6,5 m Trọng lượng đầu nổ 134-340 Đường kính 533 mm Động điện kg Tốc độ 35 hải lý/giờ Hệ thống điều khiển dẫn đường Tầm bắn 7-22 hải lý tìm mục tiêu sóng âm Hình A Ngư lơi spearfish Khối lượng 1850 kg Đầu nổ Aluminised PBX explosive Chiều dài m Trọng lượng đầu nổ 300 kg Đường kính 533 mm Động tuabin khí 75 Tốc độ 80 hải lý/giờ Hệ thống điều khiển dẫn đường Tầm bắn 30 hải lý tìm mục tiêu sóng âm Hình A Ngư lôi СЭТ-65Е Khối lượng 1755 kg Chiều dài 7,8 m Đường kinh 534,4 mm Khối lượng đầu đạn 240 kg Tốc độ 40 hải lý/giờ Tầm hoạt động (đến 15 km) Độ sâu hoạt động từ 20-400 m 3.1.3 Ngư lôi tên lửa supercavitation Shkval (Nga) Barracuda Để hiệu việc tiêu diệt mục tiêu, vận tốc cảu ngư lôi phải lớn vận tốc mục tiêu không 1,5 lần Hiện tốc độ xác đinh việc xây dựng tàu khu trục, chiến hạm tàu hộ tống nằm khoảng 26-29 hải lý, vượt giới hạn 30 hải lý Nhưng năm gần đây, tốc độ tối đa tàu lên đến 40-43 hải lý (Tàu đổ catamarans Mỹ dạng "Jervice Bay") chí lên đến 47-50 hải lý (tàu khu trục Mỹ cho hoạt động ven biển, loại "Freedom" "Independence") Với phát triển mạnh mẽ hạm đội tầu, vận tốc tối đa lên đến 55-60 hải lý cao Rõ ràng để tiêu diệt tàu với tốc độ vấn đề với ngư lơi, việc tăng vận tốc ngư lôi cần thiết 76 Hình A Chủn đợng (trên) cấu tạo (dưới) của ngư lôi tên lửa Squall Về vấn đề này, thập kỷ thứ hai kỷ XXI, dự kiến xuất tốc độ ngư lôi “tự tạo lỗ hổng” với tốc độ lên đến 200 hải lý trở lên (đôi gọi ngư lôi tên lửa tốc độ “tự tạo lỗ hổng”) Tại tốc độ 35-70 hải lý tương tác ngư lôi tàu mục tiêu không nhiều trước xảy nổ Tuy nhiên, với tốc độ 200 hải lý động ngư lôi tăng theo cấp số Và điều đủ để phá vỡ phần vỏ bên trước phát nổ tàu đối phương Vụ nổ xảy bên tàu, hậu nghiêm trọng, trọng lượng ngư lôi với trọng lượng đầu đạn không đáng kể Nga chế tạo ngư lôi "Shkval" VA-111 với tốc độ chuyển động tên lửa nước kích thước - tiêu chuẩn (533 mm) chiều dài 8,2 m, trọng lượng 2.700 kg, khối lượng chất nổ 210 kg, tốc độ 100 m/s, cự ly theo liệu khác 7-13 km 77 Ngư lôi "Shkval" VA-111 di chuyển mặt nước tên lửa, có động khởi động với nguyên liệu rắn - tăng tốc với lực đẩy vài chục Máy gia tốc vòng giây tăng tốc đến tốc độ 80 m/s Sau ngư lơi di chuyển nhờ động đẩy phản lực với nhiên liệu hidro, có chứa nhơm, magiê liti Tác nhân oxy hóa sử dụng nước biển Cho đến nay, Đức phát triển supercavitation ngư lôi (Super Cavitating High Speed Underwater Missile) "Barracuda" (mệnh danh “cá ăn thịt” hay (tên lửa cavitating nước tốc độ cao ngư lơi) Ngun tắc hoạt động tương tự ngư lôi "Shkval", khác biệt với Shkval diện đầu dẫn đường acoustic (GOS) Tốc độ ngư lôi 200 hải lý/h (103 m/s), tốc độ quay 100v/s, bán kính vòng hồi chuyển 60 m, thời gian đảo ngược – 3600 giây 3.2 Một số loại ngư lôi sử dụng Hải quân Việt nam 3.2.1 Ngư lơi 53VA - Đường kính (mm): 533, 4; - Độ dài (mm):  7900; - Trọng lượng ngư lôi chuẩn bị bắn chiến đấu (kg):  1900; - Trọng lượng thuốc nổ (kg):  210; - Cự ly hành trình (m):  11000; - Tốc độ độ sâu - m (M/h): 29 - Hệ thống tự dẫn ngư lôi - âm thụ động với mặt quạt sục sạo  600; - Khoảng cách hoạt động chế độ thứ (m):  600, tàu mục tiêu tạo khoảng cách áp suất âm 0, 015 - 0, 02 N/m2 - Máy tự dẫn bảo đảm dẫn ngư lôi đến tàu mục tiêu với độ xác cần thiết ngịi nổ khơng tiếp xúc bước vào trạng thái cơng tác; - Trong ngư lơi sử dụng ngịi nổ khơng tiếp xúc điện từ trường tích cực thiết bị nổ phối gộp; - Cự li công tác ngịi nổ khơng tiếp xúc theo chiều thẳng đứng (m): - 5; 78 - Sai lệch tốc độ trung bình ngư lơi so với tiêu chuẩn định đặt bắn  1; thẳng độ sâu đường -8m (M/h): - Độ sâu đường ngư lôi (m): + Chiến đấu: 7; + Sục sạo: 12 - 16 - Sai số đường độ sâu (m): độ sâu chiến đấu: + Trên đoạn đường thẳng:  1, 5; + chế độ tự dẫn:  + độ sâu sục sạo:  - Sai lệch hướng so với hướng bắn tương ứng đoạn đường qua (%):  2; - Ngư lơi cho phép bắn với góc   phạm vi:  1700; - Bắn từ tàu ngầm lặn nước (độ sâu kính tiềm vọng) (m): < 50 - Ngư lôi chuẩn bị để bắn chịu áp suất bên ngồi: (KG/cm2) - Lượng giãm nước ngư lôi: 1.445 (m3) - Khoảng cách từ mặt cắt sau đến trọng tâm ngư lôi (mm): 4110; - Khoảng cách từ mặt cắt sau phần đuôi đến tâm ngư lôi (mm): 4285; - Độ thấp trọng tâm so với mặt phẳng ngang qua trục dọc ngư lôi (mm):  8; - Độ dương đầu hành trình (kg): 79  455 3.2.2 Ngư lôi SET - 40 UE Hình A Ngư lơi SET - 40 UE - Công suất định mức 38 kW - Điện áp định mức 90 V - Dòng điện định mức 540 A - Thời gian làm việc chế độ định mức không phút 30 giây - Mô men quay trục phần ứng 105 H m - Mô men quay trục mạch từ 105 H m - Tần số quay phần ứng mạch từ 1780  50 vòng/phút - Chiều quay phần ứng theo chiều kim đồng hồ - Chiều quay mạch từ ngược chiều kim đồng hồ - Tần số quay tương đối 3560 vòng/ phút - Khởi động động điện không dùng điện trở - Hệ số hữu ích hoạt động 0,77 - Khối lượng động khoảng 77 kg 80 3.2.3 Ngư lơi SET-53M Hình A Ngư lơi SET – 53M * Tính chiến thuật: - Đường kính 534,4 mm; - Chiều dài 7800 mm; - Khối lượng ngư lôi chiến đấu chuẩn bị để bắn 1507 kg; - Lượng giãn nước ngư lôi 1485 (l); - Độ dương nhỏ ngư lôi nước cuối hành trình sau bắn thử nghiệm 40 kg; - áp suất bên cho phép lớn 21 at; - Khoảng cách từ mặt cắt sau đến tâm ngư lôi 4215 mm; - Khoảng cách từ mặt cắt sau đến trọng tâm ngư lôi: + Ngư lôi chiến đấu 4208 mm; + Ngư lôi thực tập 4194 mm; - Độ hạ trọng tâm ngư lôi: + Đối với ngư lôi chiến đấu 5,6 mm; + Đối với ngư lôi thực tập 5,0 mm; - Số lượng ăcqui ăcqui 90 chiếc; - Khối lượng ăcqui với giá đỡ ăcqui 390 kg; - Khối lượng ăcqui ZET-3 426 kg; 81 - Điện áp làm việc trung bình ăcqui 121 V; - Dịng điện phóng trung bình ăcqui 775 A; - Số vòng quay phần ứng hệ từ động 1650 vg/ph; - Loại chân vịt ngư lôi cánh; - Số lượng chân vịt chiếc; - Tốc độ ngư lôi 29 M/h; - Cự li hành trình ngư lơi 14000 m; - Khối lượng thuốc nổ nhỏ 200 kg; - Độ sâu hành trình ngư lơi 20 200 m; - Góc sục sạo mục tiêu máy tự dẫn tính theo trục dọc ngư lơi mặt phẳng đứng mặt phẳng ngang  600; - Thời gian từ lúc bắn ngư lôi đến máy tự dẫn bước vào trạng thái làm việc 30  40 s; - Ngịi nổ khơng tiếp xúc bước vào trạng thái công tác sau máy tự dẫn làm việc lần thứ Nói cách khác, bước vào trạng thái làm việc kể từ máy tự dẫn ngư lơi bắt đầu bắt tín hiệu tàu ngầm mục tiêu - Cự ly làm việc máy tự dẫn (khoảng cách từ ngư lôi đến tàu ngầm mục tiêu mà khoảng cách máy tự dẫn nhận điều khiển chuyển động ngư lôi mình) xác định độ nhạy kênh ngang máy tự dẫn Khoảng cách phụ thuộc vào vận tốc, góc mạn, độ sâu hành trình loại tàu ngầm mục tiêu Đồng thời phụ thuộc vào điều kiện địa lí thủy văn vùng biển bắn ngư lôi 3.2.4 Ngư lôi ТЭ-2-01 Ngư lôi ТЭ-2-01 (Hình 2.13) dùng bệ phóng TP-203/2 (Hình 2.14) bố trí tàu Gerpad Hải quân Việt Nam Các đặc tính kỹ chiến thuật ngư lơi này: 82 Hình A Ngư lơi ТЭ-2-01 - Cỡ nịng 533,4 mm - Chiều dài khơng 7900 mm - Khối lượng không 2400 kg - Khối lượng chất nổ gần 425 kg - Vận tốc hành trình 45 hải lý - Cự ly tối đa hành trình 25 km - Độ sâu hành trình 6-450 m - Nhập liệu để bắn học 83 ... - NGUYỄN VĂN DUYỀN NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH XÂM THỰC CỦA VẬT THỂ CHUYỂN ĐỘNG TỐC ĐỘ CAO NGẦM DƯỚI NƯỚC BẰNG MÔ PHỎNG SỐ LUẬN VĂN THẠC SỸ CHUYÊN NGÀNH: CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA... vật thể chuyển động phụ thuộc vào hình dạng, kích thước, tốc độ chuyển động tính chất vật lý chất lỏng Do tính chất chuyển động ngư lơi chuyển động hồn tồn nước lực cản ngư lôi lực cản nước Nước... siêu xâm thực xảy 1.2 Vấn đề nghiên cứu 1.2.1 Đặc tính xâm thực vật thể có mũi dạng mũi cải tiến Nghiên cứu tính tốn làm thực nghiệm dòng xâm thực bao quanh vật thể đối xứng có mũi dạng [26] Nghiên