Nghiên cứu thiết kế thiết bị phóng dây mồi mang phao cứu hộ

Đại Học Quốc Gia Tp. Hồ Chí Minh
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
--------------------

LÊ ĐỨC TRÍ

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ THIẾT BỊ PHĨNG DÂY MỒI
MANG PHAO CỨU HỘ
Chuyên ngành : Công nghệ chế tạo máy

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 9 năm 2010


CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH

Cán bộ hướng dẫn khoa học : ................................ ................................ .........
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký)

Cán bộ chấm nhận xét 1 : ................................ ................................ ................
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký)

Cán bộ chấm nhận xét 2 : ................................ ................................ ................
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký)

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN V ĂN
THẠC SĨ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày . . 27. . . tháng . . 8. . năm 2010

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC

Tp. HCM, ngày . . . . tháng . . . . n ăm 20. . .
NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên: Lê Đức Trí................................ .................... Phái: nam .......................
Ngày, tháng, năm sinh: 16.11.1980 ................................ ......... Nơi sinh: Hậu Giang ......
Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy ................................ ... MSHV:00408256 ...........
I- TÊN ĐỀ TÀI: ................................ ................................ ................................ ............
Nghiên cứu thiết kế thiết bị phóng dây mồi mang phao cứu hộ ................................ ........
................................ ................................ ................................ ................................ ........
II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:
- Nghiên cứu tổng quan các vấn đề có liên quan đến thiết bị phóng phao mang dây mồi
cho cứu hộ.
- Nghiên cứu, phân tích lựa chọn mơ h ình thiết kế thiết bị
- Tính tốn thiết kế thiết bị
- Các báo cáo kết quả thực nghiệm
- Báo cáo tổng kết
................................ ................................ ................................ ................................ ........
III- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ (Ngày bắt đầu thực hiện LV ghi trong Quyết định giao
đề tài): 25.01.2010................................ ................................ ................................ ........
IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHI ỆM VỤ:02.7.2010 ................................ ....................
V- CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Ghi rõ học hàm, học vị, họ, tên):................................ ......
PGS TS Nguyễn Thanh Nam................................ ................................ ...........................
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

(Học hàm, học vị, họ tên và chữ ký)

CN BỘ MÔN
QL CHUYÊN NGÀNH

Nội dung và đề cương luận văn thạc sĩ đã được Hội đồng chun ngành thơng qua.
TRƯỞNG PHỊNG ĐT – SĐH

Ngày
tháng
năm
TRƯỞNG KHOA QL NGÀNH


LI CM N

Sau thời gian thực hiện theo quy định, luận văn đà được hoàn thành trong sự nổ lực lớn
của bản thân, bên cạnh đó là sự dạy bảo, hướng dẫn, giúp đỡ của nhiều thầy cô, đồng
nghiệp và bạn bè. Tôi xin chân thành gửi lời cám ơn đến :
Sự hướng dẫn giúp đỡ nhiệt tình của Thầy hướng dẫn trực tiếp PGS TS Nguyễn Thanh
Nam, Giám đốc Phòng thí nghiệm trọng điểm quốc gia Điều khiển số và kỹ thuật hệ
thống.
Sự dạy bảo, xây dựng nên nền tản kiến thức của các quý Thầy cô của Trường ĐHBK
TP.HCM.
Sự giúp đỡ, chia sẽ của các bạn cùng lớp Cơ khí Chế tạo máy K2008, Trường ĐHBK
TP.HCM.
Sự hỗ trợ, tạo điều kiện của Thủ trưởng và các bạn đồng nghiƯp thc Chi nh¸nh phÝa
Nam ViƯn Vị khÝ, Tỉng cơc CNQP.

Lê Đức Trí


TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SỸ
- Luận văn: Nghiên cứu thiết kế thiết bị phóng dây mồi mang phao cứu hộ
- Thực hiện : Lê Đức Trí, Lớp Cơng nghệ chế tạo máy K2008, ĐHBK
TP.HCM
- Hướng dẫn : PGS, TS Nguyễn Thanh Nam

Luận văn là một báo cáo khoa học tổng hợp quá trình nghiên cứu thiết kế một thiết
bị mới: thiết bị phóng và đầu phóng mang phao tự thổi, nhằm phục vụ cho công tác
cứu hộ trên biển, trong đó có ứng dụng nguy ên lý phóng triệt âm. Luận gồm 4
chương và 6 phụ lục, trong đó :
Chương 1- Tổng quan về các vấn đề có liên quan đến thiết bị phóng phao mang dây
mồi cho mục đích cứu hộ : Phân tích các sản phẩm trong và ngồi nước có liên quan
đến thiết bị nghiên cứu, làm rõ nguyên lý phóng tri ệt âm làm cơ sở cho việc lựa
chọn để áp dụng vào thiết kết thiết bị. Từ đó để xác định được mục đích và nội dung
của việc nghiên cứu thiết kế.
Chương 2- Xây dựng mơ hình thiết kế kết cấu thiết bị : Phân tích, lựa chọn xây dựng
mơ hình kết cấu cụ thể cho từng bộ phận tiến đến l à mô hình chung cho thiết bị, từ
đó đề ra được tính năng và các thông s ố kỹ thuật đặc trưng của thiết bị
Chương 3- Tính tốn thiết kế thiết bị : Thực hiện các thiết kế cụ thể dựa tr ên mơ
hình kết cấu đã được xây dựng, từ đó tiến h ành tính tốn, kiểm nghiệm khả năng tin
cậy hoạt động của thiết bị.
Chương 4- Sản phẩm chế thử và kết quả thử nghiệm : Trình bày các thử nghiệm và
kết quả thử nghiệm sản phẩm chế thử của thiết bị đ ã nghiên cứu tính tốn.
Các phụ lục : Các bảng số liệu nhằm minh hoạ l àm rõ nội dung thực hiện của các
chương mục.

6
Mục Lục
Mục Lục ................................ ................................ ................................ ................. 6
Lời nói đầu ................................ ................................ ................................ ............. 8
Chương 1 ................................ ................................ ................................ ................ 9
TỔNG QUAN VỀ CÁC VẤN ĐỀ CÓ LI ÊN QUAN ĐẾN THIẾT BỊ PHÓNG
DÂY MỒI MANG PHAO CỨU HỘ. ................................ ................................ ..... 9
1. 1 Tổng quan về thiết bị nghiên c ứu.................................................................... 9
1. 4 Nguyên lý triệt âm......................................................................................... 15
1.3 Mục đích......................................................................................................... 24
1.4 Nội dung nghiên cứu ...................................................................................... 25
Chương 2 ................................ ................................ ................................ .............. 26
XÂY DỰNG MƠ HÌNH THIẾT KẾ KẾT CẤU THIẾT BỊ ................................ .. 26
2.1 Mơ hình thiết bị phóng ................................................................................... 26
2.2 Mơ hình đầu phóng ........................................................................................ 29
2.3 Dây mồi và hộp chứa dây............................................................................... 33
Chương 3 ................................ ................................ ................................ .............. 35
TÍNH TỐN THIẾT KẾ THIẾT BỊ ................................ ................................ ..... 35
3.1 Đặc trưng cấu tạo của thiết bị phóng v à đầu phóng. ...................................... 35
3.2 Tính tốn thuật phóng trong ........................................................................... 36
3.3 Tính tốn kiểm nghiệm bền buồng đốt ........................................................... 47
3.4 Tính tốn cơ cấu kích hoạt ............................................................................. 61
3.5 Tính tốn thuật phóng ngồi........................................................................... 64
3.6 Kiểm tra độ ổn định của đầu phóng tr ên đường bay ...................................... 70
3.7 Tính tốn cho thiết bị phóng .......................................................................... 75
Chương 4 ................................ ................................ ................................ .............. 80
SẢN PHẨM CHẾ THỬ V À KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM................................ ...... 80
4.1 Sản phẩm chế thử ........................................................................................... 81
4.2 Lập kế hoạch thử nghiệm ............................................................................... 84

7
4.2 Kết quả thử nghiệm [] ...................................................................................... 85
Kết luận ................................ ................................ ................................ ................ 87
Tài liệu tham khảo ................................ ................................ ................................ 88
Phụ lục................................ ................................ ................................ .................. 89
Phụ lục1: Độ to của một số âm thanh ................................................................... 89
Phụ lục 2: Các loại dây mồi ................................................................................. 90
Phụ lục 3: Kết quả bảng tính thuật phóng trong ................................................... 91
Phụ lục 4: Lập kế hoạch s ơ bộ cho thử nghiệm ................................................... 93
Phụ lục 5: Kết quả thử nghiệm tổng hợp .............................................................. 94


8
Lời nói đầu

Việt Nam là quốc gia có bờ biển dài hơn 3000km, các hoạt động kinh tế trên biển
diễn ra thường xuyên. Bên cạnh đó, nước ta cũng nằm trong vùng nhiệt đới gió
mùa, hàng năm, cả nước nói chung, biển Việt Nam nói riêng phải gánh chịu hơn 10
cơn bão lớn nhỏ khác nhau , ảnh hưởng trực tiếp đến tính mạng , tài sản của người và
phương tiện hoạt động trên biển . Do vậy cần phải có thêm nhiều thiết bị bổ trợ g iúp
các lực lượng như: lực lượng cứu hộ cứu nạn tr ên, sơng biển; hải qn, cảnh sát
biển… nhanh chóng tiếp cận mục tiêu trong điều kiện chia cắt do thời tiết địa hình
để thực hiện tốt các nhiệm vụ ứng cứu là cần thiết. Điều này đặt ra tính cấp thiết cần
phải có thiết bị bổ trợ giúp các lực lượng cứu hộ cứu nạn bờ biển thực hiện tốt công
tác cứu hộ, cứu nạn. Thiết bị phóng dây mồi mang phao cứu hộ là một trong những
điển hình.
Ngun lý phóng triệt âm là một nguyên lý phóng có nhiều ưu điểm, chỉ được ứng
dụng ở một số nước tiên tiến trên thế giới, và bước đầu ứng dụng thành công ở nước
ta vào một số thiết bị phóng cho mục đích quân sự . Việc ứng dụng nguyên lý này

vào thiết kế thiết bị phóng đầu phóng dây mồi mang phao cứu hộ là tương đối phù
hợp cả về đặc tính kỹ thuật cũng nh ư yêu cầu sử dụng cho công tác cứu hộ.
Với Luận văn “Nghiên cứu thiết kế thiết bị phóng dây mồi mang phao cứu hộ ”, tác
giả muốn đi vào nghiên cứu ứng dụng nguyên lý triệt âm để thiết kế thiết bị phóng
và đầu phóng mang phao tự thổi phục vụ cơng tác cứu hộ, cứu nạn tr ên sông biển.
Luận văn cũng nhằm đánh giá kết quả hoàn thành nhiệm vụ của học viên sau thời
gian học tập, nghiên cứu tại trường.


9
Chương 1
TỔNG QUAN VỀ CÁC VẤN ĐỀ CÓ LI ÊN QUAN ĐẾN THIẾT BỊ PHÓNG
DÂY MỒI MANG PHAO CỨU HỘ.
1. 1 Tổng quan về thiết bị nghiên cứu
1.1.1 Giới thiệu về thiết bị phóng đầu phóng mang phao tự thổi cho cứu hộ :
Thiết bị phóng đầu phóng mang phao cứu hộ kéo theo dây mồi[1 ] nhằm mục đích:
thực hiện ứng cứu người và phương tiện đang gặp nạn khẩn cấp trên trên sông biển ,
trong điều kiện các phương tiện thơng thường khơng hoặc khó tiếp cận được .
Khi phóng, nó nhanh chóng phóng ra đầu phóng có chứa phao cứu hộ đến mục tiêu
cần cứu cấp, cùng lúc đó dây mồi được kéo theo đầu kéo. Khi đến mục tiêu (người
hoặc phương tiện), nếu đầu phóng chạm nước, phao sẽ tự thổi và nổi trên mặt nước,
khi tiếp cận được với phao, mục tiêu sẽ được ứng cứu bởi các lực lượng phóng đầu
phóng ở xa.
1.1.2 Lịch sử và phát triển :
Thiết bị xuất hiện từ rất lâu . Đầu tiên kể từ khi xuất hiện súng cổ (đại bác), thiết bị
phóng là súng đại bác và đầu phóng đơn giản là một cục kim loại nặng bay kéo the o
dây thừng tương đối lớn. Thiết bị được dùng chủ yếu cho mục đích qn sự (hình
1.1), nhằm ứng cứu, vận chuyển người, phương tiện…tạo điều kiện kết nối , liên lạc
nhanh chóng giữa các khu vực bị chia cắt (hình 1.2).

Hình 1.1: Súng thần cơng bắn dây mồi
1

Tên gọi: đầu phóng phao mang (kéo) dây mồi v à đầu phóng dây mồi mang phao được hiểu là như nhau


10

Hình 1.2: Vận chuyển ở những nơi chia cắt thơng qua thiết bị
Trong thời kỳ hiện đại, nhằm đáp ứng tính thuận tiện cơ động , việc phóng đầu
phóng được thực hiện bởi các súng quân dụng nhỏ (hình 1.3), dây được kéo theo là
dây có kích thước đường kính nhỏ , nó chỉ là dây mồi, trên cơ sở đó ta mới kéo thêm
dây thừng lớn hơn. Đến nay loại hình thức này vẫn được sử dụng trong các lực
lượng hải hải quân, lực lượng cứu hộ ở nhiều nước.

Hình 1.3: Súng qn dụng phóng dây mồi
Ngày nay, với nhiều hoạt động kinh tế trên biển diễn ra rất sôi động như : vận tải; du
lịch; đánh bắt cá…nhu cầu sử dụng thiết bị này càng phổ biến , không giới hạn trong
quân đội hay lực lượng ch ức năng nào. Nó được phát triển thành nhiều kiểu dựa
trên nhiều ngun lý phóng khác nhau như : lị xo; khí nén, động cơ phản lực…và
đầu phóng cũng rất đa dạng như : phóng ra dây mồi; phóng ra phao cứu hộ, phóng ra
đầu móc cho thang leo…(hình 1.4)


11

Hình 1.4 Các đầu phóng khác nhau


12

1.1.3 Phân tích các sản phẩm có liên quan
Trên thế giới, đã có nhiều nước tiến hành nghiên cứu, ứng dụng thành cơng và đưa
vào sử dụng có hiệu quả các thiết bị phóng đầu phóng mang theo dây mồi phục vụ
các nhiệm vụ cứu hộ cứu nạn với các nguyên lý tiêu biểu như sau:

- Nguyên lý phóng bằng súng quân dụng (hình 1.5):
Tận dụng các súng quân dụng được trang bị sẵn có trong các lực lượng quân đội ,
cảnh sát, lực lượng cứu hộ cứu nạn…các nước trên thới giới chế tạo các đầu phóng
lắp trên súng, khi bắn, đầu phóng kéo theo dây mồi đến mục tiêu, trên cơ sở đó có
thể thực hiện triển khai các nhiệm vụ ứng cứu cần thiết. Năng lượng để phóng đầu
phóng thơng qua áp suất khí thuốc do viên đạn hơi, hoặc động năng va chạm của
đạn chiến đấu với đầu phóng tạo ra . Thơng thường, để tầm phóng đạt độ xa cần
thiết, đối với đạn hơi, liều thuốc trong đạn hơi phải lớn hơn so với các đạn h ơn
thơng thường. Ở nước ta, chỉ có các lực lượng chức năng như quân đội , cảnh sát
biển mới được phép sử dụng .


13

Hình 1.5: Tổ hợp phóng dây mồi CG 85 trên súng quân dụng (Mỹ)
- Nguyên lý phóng bằng động cơ phản lực (hình 1.6):
Việc phóng đầu phóng bằng động cơ phản lực được thực hiện bởi năng lượng tạo ra
do khí thuốc cháy trong buồng phản lực , áp suất ban đầu tạo ra khi phóng khơng
cao, nhưng áp suất này được duy trì với thời gian lâu hơn , do vậy vẫn giữ được tầm
phóng ở khoảng cách xa nhất định . Thường thì các thiết bị phóng này là chun
dụng.

Hình 1.6: Thiết bị phóng dây mồi Lange bằng động cơ phản lực (Trung Quốc )

14
- Ngun lý phóng bằng lị xo (hình 1.7):
Năng lượng phóng được tạo ra bởi lị xo được nén chặt và giải phóng tức thì , giúp
đầu phóng được phóng đi. Do vậy, để đạt được tầm phóng lớn cần thiết, đòi hỏi kết
cấu và độ cứng của lò xo tương đối lớn, gây khó khăn cho việc sử dụng , vì vậy
ngun lý này cũng ích được áp dụng rộng rãi.

Hình 1.7: Một điển hình thiết bị phóng dây mồi bằng lị xo
- Ngun lý phóng bằng động cơ khí (hình 1.8):
Khí được nén trong buồng thể tích với áp suất cao, có thể lên đến hàng chục MPa,
khí được dùng thường là khí CO 2. Khi cơ cấu van khí được mở thì áp suất khí nén
lớn của bình khí nhanh chóng được giải phóng, tạo năng l ượng lớn để phóng đầu
phóng đi. Mặc dù năng lượng khí nén là khơng lớn so với các năng lượng dùng hỏa
thuật khác, nhưng nhờ vào tính phổ biến, an tồn, khả năng nạp lại nên nó được áp
dụng khá phổ biến trong một số thiết bị phóng của các n ước trên thế giới.

Hình 1.8: Một điển hình thiết bị phóng dây mồi băng khí nén thơng dụng


15
- Phóng bằng nguyên lý triệt âm:
Ưu điểm lớn nhất của việc phóng bằng đầu phóng n ày là khi phóng khơng có âm
thanh, khói lửa đầu nịng và tầm phóng bởi thiết bị này tương đối lớn. Để làm rõ về
nguyên lý này làm cơ sở cho việc lựa chọn nguy ên lý ứng dụng vào thiết bị nghiên
cứu, tác giả dành một mục riêng phân tích về nguyên lý.
1. 4 Nguyên lý triệt âm
1.4.1 Nguyên lý triệt âm
Trong tác chiến, đối với các loại vũ khí thơng th ường, khi bắn có tiếng nổ, chớp lửa
đầu nịng và sinh khói, nên đối phương dễ phát hiện ra vị trí của xạ thủ, từ đó hỏa
lực của đối phương sẽ tập trung vào vì trí của xạ thủ, làm tiêu hao sinh lực và sức

chiến đấu đáng kể cho các xạ thủ. Do vậy, hệ vũ khí triệt âm ra đời để đáp ứng y êu
cầu khắc phục được các nhược điểm nêu trên, tạo ra yếu tố bí mật, bất ngờ, tính cơ
động cao cho chiến trận.
Tiếng nổ được tạo ra là do sự tăng đột ngột áp suất trong mơi tr ường xung quanh ở
dạng sóng xung kích. Nó cũng k èm theo hiệu ứng âm thanh sinh ra do sự yếu đi của
sóng xung kích và chuyển nó vào dạng sóng âm[2].
Do vậy bản chất của việc triệt âm l à áp suất nhằm tạo năng lượng phóng đầu phóng
được giữ lại trong buồng có độ kín nhất định n ào đó, sau đó nó từ từ giảm xuống do
khí thuốc từ từ thốt ra ngồi.
Để làm được điều này, thông thường người ta dùng cơ cấu dạng piston-xilanh để tạo
buồng giữ áp, theo đó nguy ên lý triệt âm có 3 dạng như sau:
Nguyên lý piston thuận (hình 1.9):

2

Xem thêm trong định nghĩa bản chất của quá tr ình nổ [1]


16

Khi bảo quản

Sau khi phóng

Đầu cơng tác ra khỏi nịng

Hình 1.9: Nguyên lý piston thuận

Khi phát hoả hạt, thuốc phóng trong buồng đốt đ ược mồi cháy, áp suất khí thuốc
trong buồng đốt tăng lên đến khoảng 30 Mpa, piston được cắt đai và trượt hồn tồn

vào nịng xilanh. Khi đó, thuốc phóng vẫn tiếp tục bùng cháy, khí thuốc tiếp tục
được giãn nở, áp suất buồng đốt tiếp tục tăng, piston và cán truyền lực chuyển động
đi lên, đẩy đầu phóng chuyển động theo, đầu phóng tiếp tục chuyển động đi lên đến
khi mặt cơn của piston đóng chặt lại với mặt cơn của xilanh , khí thuốc ngừng giãn
nở, đầu phóng bay ra khỏi nịng. Kể từ thời điểm này, đầu phóng bay như một viên


17
đạn thơng thường, phát bắn được thực hiện khơng có tiếng nổ v à khơng sinh khói,
lửa đầu nịng.

Ngun lý piston ngược (hình 1.10):

Bảo quản

Khi bắn

Khi thuốc phóng
bắt cháy

Khí thuốc
giãn nở

Đạn rời bệ

Hình 1.10: Nguyên lý piston ng ược

Với nguyên lý piston ngược: khi phóng, viên đầu phóng được thả trượt từ trên
xuống, hạt lửa phát hoả, mồi cháy liều liều phóng; áp suất trong buồng đốt tăng l ên
đẩy cơn bịt xuống phía dưới đóng kín buồng đốt lại , áp suất khí thuốc trong buồng

đốt tăng lên đến khoảng 10 Mpa thì tai piston bị cắt, áp suất khí thuốc tiếp tục tăng
và giãn nở; vì piston được tỳ vào đầu cán truyền lực nên đầu phóng chuyển động đi
lên, đầu phóng tiếp tục chuyển động đi lên đến khi mặt cơn của piston đóng chặt lại
với mặt cơn của xilanh khí thuốc ngừng gi ãn nở, đầu phóng bay ra khỏi nịng, kể từ
thời điểm này đầu phóng bay như một viên đạn cối thơng thường.


18
Nguyên lý piston mềm (hình 1.12):

Piston mềm

Buồng thấp áp

Buồng cao áp

Hình 1.12: Nguyên lý piston mềm

Với nguyên lý triệt âm này, khi phóng, mọi thời kỳ của hiện tượng phóng giống như
của hệ thiết bị phóng khí động[3], khí thuốc từ buồng cao áp đột thủng cốc đồng khí
thuốc giãn nở sang buồng thấp áp tác động n ên piston mềm làm piston mềm phồng
nên đẩy đầu phóng chuyển động trong nòng, đến khi piston mềm phồng n ên hết cỡ
lực căng của piston mềm tương đương với áp lực của áp suất khí thuốc lúc đó piston
mềm dừng giãn nở, tồn bộ khí thuốc được lưu giữ trong piston mềm, đầu phóng
tiếp tục chuyển động. Việc phóng được thực hiện khơng có tiếng nổ đầu n ịng,
khơng sinh khói và ngọn lửa đầu nòng. Vật liệu làm piston mềm là loại đặc biệt có
độ dẽo và độ bền dai cao
Đánh giá ưu nhược điểm của các nguyên lý triệt âm
Nguyên lý piston thuận
Ưu điểm:

- Chiều dày và kích thước của xilanh dễ thay đổi để tăng áp suất buồng đốt dẫn
đến cải thiện được tầm phóng, phù hợp với các loại đầu phóng chống tăng .
Nhược điểm:
3

Võ Ngọc Anh, Cơ sở phân tích động lực học vũ khí thơng thường , HVKTQS 1995, trang 237


19
- Cán truyền lực có nhiệm vụ đẩy đầu phóng đi cần khống chế khối lượng
nhưng vẫn phải đảm bảo độ bền, nếu khơng nó sẽ bị cong, dẫn đến dễ bị kẹt.
- Khi tính thuật phóng trong khối lượng đầu phóng phải tính đến cả khối lượng
của cán truyền lực.
- Tốc độ phóng nhỏ.
- Khối lượng tổng thể của hệ khá nặng (khi so sánh với việc phóng đầu phóng
cùng uy lực) gây khó khăn trong mang vác vận chuyển và cơ động.
- Sau mỗi lần phóng đều phải tháo bỏ xilanh, pisto n, cán truyền lực ra khỏi thiết
bị phóng, đây là yếu tố dẫn đến việc phóng bị phức tạp hơn vì lúc đó xilanh
rất nóng do nhiệt độ khí thuốc.
Nguyên lý piston ngược:
Ưu điểm:
- Rất phù hợp với các loại đầu phóng ổn định bằng cánh và ống phóng (đạn cối,
đạn lựu phóng ổn định bằng cánh)
- Cán truyền lực có nhiệm vụ đẩy đầu phóng đi dễ lựa chọn vật liệu có độ bền
cao, với khối lượng riêng khơng địi hỏi phải nhỏ.
- Khi giải bài tốn thuật phóng trong 4 khơng phải tính đến khối lượng của cán
truyền lực.
- Một ưư điểm lớn của nguyên lý này là thao tác phóng đơn giản hơn nhiều
- Tốc độ phóng cao (có thể đạt 25 lần phóng/phút)
- Khối lượng tổng thể của hệ nhỏ, ph ù hợp với việc mang vác vận chuyển v à cơ

động chiến đấu.
Nhược điểm:
- Tầm bắn bị hạn chế hơn vì xilanh khơng thể làm q dày vì ảnh hưởng đến uy
lực phát bắn và tính ổn định của đạn trên đường bay.

4

Nghiên cứu các quy luật của hiện t ượng phóng xảy ra trong hệ thống gồm: n ịng, thuốc phóng và đầu phóng


20
Đối với nguyên lý piston mềm
Ưu điểm:
- Rất phù hợp với các loại đầu phóng được phóng trên các thiết bị phóng ở tư
thế tì vai
- Chỉ cần một piston mềm bằng đồng phồng lên do tác động của khí thuốc đẩy
trực tiếp vào đáy đầu phóng là nó thực hiện được mục đích triệt âm
Nhược điểm:
- Cơng nghệ chế tạo khó
- Tầm phóng hạn chế hơn cho hành trình giãn nở của piston nhỏ
- Tốc độ phóng cũng hạn chế.

1.4.2 Ứng dụng của nguyên lý triệt âm.
Trên thế giới
Nhờ vào các ưu điểm của nguyên lý triệt âm, trong những năm gần đây , các nước
trên thế giới đã nghiên cứu ứng dụng nguyên lý này vào sản xuất và trang bị cho
quân đội các hệ vũ khí triệt âm, nâng cao sức chiến đấu cho ng ười lính.
Năm 1997 Pháp đã sản xuất và đưa vào trang bị hệ cối FLY-K 8111 TN 51mm, âm
thanh phát ra khi bắn là 52 dBA (đo ở khoảng cách 100 m).

21

Cối sát thương

Cối khói

Cối chiếu sáng

Hình 1.13: Hệ cối triệt âm FLY-K 8111 TN 51mm của Pháp

Năm 2002 Georgia đã sản xuất và đưa vào trang bị hệ cối Dellta 60mm âm thanh
phát ra khi bắn: <60 đến 65 dB (đo ở khoảng cách 100m)

Hình 1.14: Hệ cối triệt âm Delta 60mm của Georgia
Năm 2000 Trung Quốc đã sản xuất và đưa vào trang bị hệ cối 50mm, âm thanh phát
ra khi bắn <52 dB đo ở khoảng cách 100m.


22

Hình 1.15: Hệ cối triệt âm 50mm của Trung Quốc
Năm 1991 Israel đã sản xuất và đưa vào trang bị hệ vũ khí chống tăng Malos, âm
thanh phát ra khí bắn <60dB đo ở khoảng cách 100m

Hình 1.16: Hệ rocket triệt âm Malos của Israel
Năm 1996 Nga đã sản xuất và đưa vào trang bị hệ cối triệt âm FG-45/SG-45 âm
thanh phát ra khi bắn: <60 dB

23

Hình 1.16: Hệ cối triệt âm FG-45/SG-45 của Nga
Ngồi một số hệ vũ khí triệt âm ti êu biểu được nêu trên, nguyên lý triệt âm còn
được ứng dụng vào nhiều hệ vũ khí khác như: đạn 40mm triệt âm, các đạn con cho
các súng tiểu liêu, súng ngắn…nhằm tạo yếu tố, bí mật, bất ngờ cho đối ph ương.
Trong nước
Đã có nhiều cơng trình khoa học nhằm nghiên cứu ứng dụng nguyên lý triệt âm sản
xuất các kiểu vũ khí cho các đ ơn vị trong quân đội như: đạn triệt âm kiểu PZAM
bắn trên súng Colt quay, thiết bị phóng thang leo, cối triệt âm…Trong đó, đáng kể
phải nói đến cơng trình nghiên cứu chế tạo đạn cối triệt âm 50mm the o nguyên lý
triệt âm piston ngược, qua các đợt thử nghiệm đ ã đánh giá tính ưu việt, khả năng tin
cậy hoạt động của hệ vũ khí n ày, và nó đang trong giai đo ạn hồn thiện cơng nghệ
để đưa vào sản xuất loạt nhằm trang bị cho quân đội.
Qua phân tích làm rõ, cũng như đánh giá tính ứng dụng phổ biến của nguy ên lý
phóng triệt âm, cho thấy tính hợp lý của việc lựa chọn ứng dụng nguy ên lý vào thiết
bị phóng phao tự thổi của đề t ài.


24
1.3 Mục đích
Luận văn thực hiện nghiên cứu ứng dụng nguyên lý triệt âm để thiết kế thiết bị
phóng và đầu phóng mang phao tự thổi kéo theo dây mồi với một số đặc tính mục
tiêu:
- Thiết bị phóng đảm bảo tính năng triệt âm đúng theo tên gọi của nó
- Thiết bị phóng đảm bảo độ bền , độ tin cậy cần thiết cho việc phóng đầu phóng
- Đầu phóng là phao tự thổi (thổi tự động) trên mặt biển, nước. Khi cần thiết đầu
phóng này có thể được thay thế bởi đầu cứng (đảm bảo tầm xa), hoặc đầu móc
cho dây thang leo (phóng dây thang leo).
- Dây mồi được kéo theo đầu phóng phải đảm bảo độ bền kéo cần thiết để kéo

dây chính và phải đạt tầm xa nhất định để với tới các mục tiêu khó tiếp cận cần
thiết.
- Một số chỉ tiêu kỹ thuật đặt ra cần nghiên cứu (bảng 1.1):
Bảng 1.1: Các chỉ tiêu kỹ thuật đặt ra cho nghiên cứu cần đạt được :
Thơng số kỹ thuật
Thiết bị phóng

Đơn vị tính

giá trị

-

Chun dụng

-

Triệt âm

dB

≤60

Tầm phóng của đầu phóng

m

110÷150

Kết cấu phao cứu hộ

-

Tự thổi

Trọng lượng của đầu phóng

kg

≤0,8

Trọng lượng tồn thiết bị

kg

≤10

Đường kính dây mồi

mm

3÷4

Độ bền kéo dây mồi

KG

≥100

Ngun lý phóng

Cường độ âm thanh

5

Xem phụ lục 1

[5]

Chi chú


25
1.4 Nội dung nghiên cứu
Luận văn sẽ nghiên cứu những nội dung chính sau:
1. Nghiên cứu tổng quan các vấn đề có liên quan đến thiết bị , phân tích và lựa
chọn nguyên lý triệt âm cho thiết bị.
2. Nghiên cứu xây dựng mơ hình kết cấu cho thiết bị .
3. Tính tốn thiết kế
-

Tính tốn thuật phóng trong để tạo năng l ượng phóng ban đầu cho đầu
phóng.

-

Tính tốn kiểm nghiệm bền hoạt động của thiết bị phóng

-

Tính tốn kiểm nghiệm bền cho các c ơ cấu của đầu phóng

-

Tính tốn thuật phóng ngồi để xác quỹ đạo của đầu phóng

-

Tính tốn ổn định của đầu phóng tr ên đường bay

4. Các thử nghiệm phân đoạn và tổng hợp
5. Báo cáo tổng kết kết quả nghiên cứu .