Hình 4.16. Sai lệch đường kính giữa hai phần trụ gá.
Khi tiết diện hai phần trụ gá ống chuẩn trực trong lòng nòng pháo không cùng đường kính thì trục trục cơ của ống chuẩn trực và trục nòng pháo sẽ không song song
với nhau mà hợp với nhau một góc δ:
δ = ∆d / 2L (4.8) Trong đó: ∆d = d1 – d2
Giả sử đã điều chỉnh cho quang trục song song với trục cơ của ống chuẩn trực khi đó sai lệch nói trên sẽ gây sai số quy chính một góc đúng bằng δ. Để giảm thiểu ∆d ta gia công hai phần trụ trên cùng một lần gá dao.
∆d nằm trong dung sai độ trụ, khi gia công φ85 đạt cấp chính xác 6 thì ∆d < 10
86
4.2.6 Hiệu chỉnh ống chuẩn trực
Để xác định ống chuẩn trực sau khi gá đặt vào lòng nòng có song song với trục nòng hay không ta có thể tiến hành kiểm tra và hiệu chỉnh như sau:
Chế tạo đoạn nòng giả có kích thước đường kính D = 85mm. Trên hai mặt đầu có khắc rãnh để căng chỉ chữ thập đầu nòng tương tự như nòng pháo 85mm D44.
Hình 4.18. Hiệu chỉnh ống chuẩn trực.
Căng các chỉ chữ thập đầu nòng 1 và 2, đặt nòng giả nằm ngang. Sử dụng ống
quan sát đặt phía trước miệng nòng, hiệu chỉnh ống cho ảnh của 2 chỉ chữ thập 1, 2
trùng với chữ thập ống quan sát 3. Khi đó quang trục ống quan sát và trục cơ của nòng trùng nhau. Gá ống chuẩn trực vào lòng nòng. Qua ống quan sát nếu ảnh chữ thập ống chuẩn trực 4 trùng với ảnh chữ thập 3 thì quang trục ống chuẩn trực song song với trục nòng. Nếu không trùng chứng tỏ quang trục ống chuẩn trực và trục nòng không song song, nguyên nhân gây ra do sai số gá đặt các linh kiện quang và gá đặt ống chuẩn trực vào lòng nòng. Khi đó cần hiệu chỉnh vòng lệch tâm để đẩy vật kính chuẩn trực dịch chuyển ngang trục, đưa quang trục ống chuẩn trực song song với trục nòng.
87
4.2.7 Hiệu chỉnh lăng kính thứ nhất
Hình 4.18. Kiểm tra lăng kính lập phương thứ nhất.
Vị trí của các lăng kính có ảnh hưởng rất lớn đến độ chính xác của thiết bị do khi mặt huyền sai lệch góc α thì tia phản xạ sẽ lệch đi một góc là 2α. Lăng kính lập
phương thứ nhất có nhiệm vụ đổi hướng chùm tia 900. Như vậy mặt A phải vuông góc
với chùm tia. Để kiểm tra độ vuông góc này ta tháo cụm kính mờ khỏi ống gá chuẩn
trực và lắp vào một cụm thị kính và nguồn sáng như hình 4.18. Điều chỉnh thị kính sao cho kính vạch của ống chuẩn trực nằm trên tiêu diện. Khi đó hệ gồm mặt phản xạ A, vật kính chuẩn trực và cụm thị kính trở thành một hệ tự chuẩn. Khi mặt A không vuông góc với chùm tia đi ra từ ống chuẩn trực thì chùm tia sau khi phản xạ trên A và trở lại qua vật kính, ảnh chữ thập kính vạch do chùm tia tạo nên sẽ không trùng với bản thân chữ thập.
88
Để hiệu chỉnh lăng kính ta sử dụng hai panme hiệu chỉnh. Với cách bố trí như hình 4.18 ta có thể điều chỉnh lăng kính kính quay theo hai phương vuông góc với nhau trong mặt phẳng A qua đó đưa ảnh chữ thập do chùm phản xạ tạo nên chuyển dịch theo hai phương về trùng với chính chữ thập trên kính vạch.
4.2.8 Hiệu chỉnh lăng kính thứ hai
Lăng kính thứ hai tiếp tục đổi hướng 900 tạo ra chùm tia đi vào kính ngắm song song với chùm tia đi ra từ ống chuẩn trực.
Hình 4.20. Kiểm tra lăng kính thứ hai.
Sau khi hiệu chỉnh cho mặt phản xạ A của lăng kính thứ nhất vuông góc với chùm tia ta tiến hành kiểm tra và hiệu chỉnh lăng kính thứ hai. Như phân tích trong mục 3.3.5a các mặt góc vuông của hai lăng kính phải song song với nhau. Lăng kính thứ hai phải có khả năng hiệu chỉnh quay theo cả 3 trục. Để kiểm tra lăng kính thứ hai ta sử dụng một thị kính tự chuẩn trực như hình 4.20. Thị kính tự chuẩn bao gồm vật kính, thị kính và kính vạch đặt tại tiêu diện được chiếu sáng bởi nguồn sáng thông qua lăng kính dẫn sáng. Gương phẳng chính là mặt phản xạ B của lăng kính thứ hai. Đặt thị
89
ban đầu khi các mặt của hai lăng kính chưa song song với nhau, mặt B chưa vuông góc với quang trục của thị kính tự chuẩn, quan sát qua thị kính của thị kính tự chuẩn ta sẽ nhìn thấy 3 ảnh chữ thập không trùng nhau. Số 1 là ảnh của chữ thấp thị kính tự chuẩn tạo bởi chùm tia phản xạ về từ mặt phản xạ B của lăng kính. Số 2 là ảnh của chữ thập
thị kính tự chuẩn qua thị kính của nó. Số 3 là ảnh chữ thập ống chuẩn trực tạo bởi
chùm tia sau khi phản xạ trên 2 mặt huyền và qua thị kính tự chuẩn. Khi lăng kính thứ hai ở vị trí đúng và quang trục của thị kính tự chuẩn vuông góc với mặt B thì 3 ảnh chữ thập sẽ trùng nhau.
Hình 4.21. Ba ảnh chữ thập không trùng nhau.
Các bước điều chỉnh như sau:
Bước 1: Điều chỉnh thị kính chuẩn trực cho ảnh chữ thập 1 trùng với ảnh 2. Khi đó mặt B sẽ vuông góc với quang trục của thị kính tự chuẩn. Quan sát sau thị kính lúc này chỉ còn hai ảnh chữ thập 2 và 3;
Hình 4.22. Điều chỉnh lăng kính thứ hai.
90
Bước 2: Điều chỉnh lăng kính đưa ảnh 3 trùng với ảnh 2. Khi đó ảnh 1 chuyển dịch khỏi ảnh 2;
Bước 3: Điều chỉnh thị kính tự chuẩn đưa ảnh 2 trùng với ảnh 1, ảnh 3 lại
chuyển dịch khỏi ảnh 2;
Lặp lại các bước cho đến khi lượng chuyển dịch không đáng kể và mắt cảm nhận 3 ảnh đã trùng nhau. Như vậy đã điều chỉnh xong lăng kính thứ hai.
4.2.9 Kiểm tra toàn bộ thiết bị sau khi hiệu chỉnh
Để kiểm tra thiết bị sau khi hiệu chỉnh ta có thể tiến hành theo 2 cách sau đây: – Cách thứ nhất
Trước tiên ta tiến hành quy chính pháo bằng phương pháp dùng bia hiệu chỉnh hoặc điểm ngắm xa, đưa các vạch “0” trên kính ngắm về trùng với vạch mốc. Sau đó giữ nguyên hướng và tầm của pháo. Quay kính ngắm cho vạch “0” của vòng vạch khắc góc hướng và vòng vạch khắc góc cao thấp lệch khỏi vạch mốc của chúng. Quy chính lại kính ngắm và pháo bằng thiết bị, nếu vạch “0” của các vòng vạch khắc về trùng với vạch mốc như ban đầu thì chứng tỏ thiết bị đảm bảo độ chính xác yêu cầu đề ra.
– Cách thứ hai
Cách này áp dụng khi thực hiện bắn đạn thật. Quy chính kính ngắm và pháo bằng thiết bị sau đó thực hiện bắn đạn thật để đánh giá độ trúng, độ chụm của loạt bắn và so sánh với khi quy chính bằng bia hiệu chỉnh hoặc điểm ngắm xa. Nếu độ trúng, độ
chụm tương đương với khi quy chính bằng bia hiệu chỉnh hoặc điểm ngắm xa thì độ
chính xác của thiết bị đảm bảo yêu cầu đề ra.
Kết luận:
Sau khi phân tích hiệu chỉnh từng cụm của thiết bị ta nhận thấy các sai số do gá đặt các linh kiện quang gây sai số đường ngắm không đáng kể so với sai số mắc phải khi quy chính bằng điểm ngắm xa, đồng thời thiết bị có khả năng hiệu chỉnh vì vậy có thể khẳng định thiết bị được thiết kế đảm bảo được yêu cầu đặt ra về độ chính xác.
91
KẾT LUẬN
Với mục đích nghiên cứu, thiết kế thiết bị quy chính kính ngắm quang học và
pháo 85mm D44, tác giả đã tiến hành tìm hiểu tính năng chiến đấu, đặc điểm cấu tạo
và nguyên lý hoạt động của pháo 85mm D44. Trong đó tập trung nghiên cứu, tìm hiểu
về kính ngắm quang học và các phương pháp quy “0”, quy chính truyền thống đang
được áp dụng. Tìm hiểu các phương pháp gá lắp thấu kính và lăng kính lên đồ gá cơ khí. Đặc điểm cấu tạo, tính năng của các loại ống chuẩn trực tự chuẩn…
Trên cơ sở đó đề tài đã đạt được một số kết quả sau:
– Rút ra được các ưu nhược điểm của phương pháp quy chính truyền thống, đề
xuất các phương án mới đáp ứng yêu cầu thực tế. Qua đó phân tích và lựa chọn phương án khả thi để tiến hành tính toán thiết kế.
– Thiết bị phục vụ quy chính có khả năng hiệu chỉnh đồng bộ trục nòng và kính
ngắm quang học trong mọi điều kiện không gian, địa hình và ánh sáng. Giảm các thao tác tháo kim hỏa, căng chỉ đầu nòng và dựng bia hiệu chỉnh cho trắc thủ, rút ngắn đáng kể thời gian quy chính. Đảm bảo độ chính xác so với phương pháp dựng bia hiệu chỉnh và điểm ngắm xa. Kết cấu đủ cứng vững, có thể chế tạo trong nước.
– Đi sâu phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến sai số khi quy chính và sai số ngắm bắn. Trong đó đáng chú ý là các sai số gây ra do độ không song song giữa quang trục
và trục cơ ống chuẩn trực, độ không vuông góc mặt huyền của các lăng kính lập
phương. Tuy nhiên vật kính chuẩn trực và các lăng kính được thiết kế có khả năng hiệu chỉnh vị trí nên các ảnh hưởng này có thể loại bỏ, đảm bảo độ chính xác của thiết bị.
Kết quả của đề tài là tiền đề cho các nghiên cứu tiếp theo nhằm tối ưu kết cấu và phương pháp hiệu chỉnh thiết bị để đưa vào chế tạo và ứng dụng thực tế. Trong tương lai đề tài có thể phát triển theo hướng tích hợp giữa quang – quang điện tử, xử lý ảnh và tin học để đánh giá mức độ trùng nhau của các ảnh chữ thập thay cho mắt nâng cao độ chính xác và giảm thiểu thao tác quy chính.
92
Một lần nữa tôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo, TS. Nguyễn Hùng Vân và
thầy giáo TS. Vũ Toàn Thắng đã tận tình hướng dẫn tôi trong suốt thời gian thực hiện luận văn. Xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong bộ môn Cơ khí Chính xác & Quang học – Đại học Bách khoa Hà Nội, các thầy trong bộ môn Khí tài quang & Quang điện tử – Học viện Kỹ thuật Quân sự cùng toàn thể các bạn đã có những ý kiến đóng góp quý báu giúp tôi hoàn thành luận văn.
93
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Carl Zeiss Group, Calibration and Alignment.
[2]. Hà Nguyên Bình. (1999), Lý thuyết hệ thống quang học, Học viện Kỹ thuật
Quân sự, Hà Nội.
[3]. Hà Nguyên Bình, Nguyễn Hồng Ngọc, Lê Hoàng Hải. (2003), Trang bịđiển hình khí tài quang học, Học Viện Kỹ thuật Quân sự.
[4]. Nguyễn Duy Hiền, Phạm Thanh Quang. (2010), Đồ án tốt nghiệp đại học.
[5]. Nguyễn Hồng Ngọc. (2007), Giáo trình công nghệ gia công quang học,
Học viện Kỹ thuật Quân sự, Hà Nội.
[6]. Phan Nguyên Thiệu, Nguyễn Thái Dũng. (2007), Giáo trình trang bị điển hình pháo mặt đất, Học viện Kỹ thuật Quân sự, Hà Nội.
[7]. Nguyễn Tiến Thọ, Nguyển Thị Xuân Bảy, Nguyễn Thị Cẩm Tú. (2007), Kỹ
thuật đo lường – Kiểm tra trong chế tạo cơ khí, Nhà xuất bản Khoa Học và Kỹ thuật,
Hà Nội.
[8]. Lê Hải Thoại, Hà Nguyên Bình, Triệu Ngọc Hải. (2001), Nguyên lý kết cấu
khí tài quang học, Học viện Kỹ thuật Quân sự, Hà Nội.
[9]. Lê Hải Thoại, Nguyễn Hùng Vân, Triệu Ngọc Hải. (2004), Đo lường quang
học, Học viện Kỹ thuật Quân sự, Hà Nội.
[10]. Ninh Đức Tốn. (2010), Dung sai và lắp ghép, Nhà xuất bản Giáo dục Việt
Nam, Thái Nguyên.
[11]. Trần Định Tường, Hoàng Hồng Hải. (2006), Quang kỹ thuật, Nhà xuất bản
Khoa Học và Kỹ thuật, Hà Nội.
94
[13]. Paul R. Yoder Jr. (2002), Mounting optics Isntrument, Spie Press, Washington USA.