Đánh giá xung lực của một số loại súng tiểu liên cỡ 7,62 mm bằng thực nghiệm

Nội dung text: Đánh giá xung lực của một số loại súng tiểu liên cỡ 7,62 mm bằng thực nghiệm

1. Nghiên cứu khoa học công nghệ ĐÁNH GIÁ XUNG LỰC CỦA MỘT SỐ LOẠI SÚNG TIỂU LIÊN CỠ 7,62 mm BẰNG THỰC NGHIỆM Nguyễn Quang Mạnh 1*, Nguyễn Hồng Lanh2, Phan Văn Chương3 Tóm tắt: Bài báo trình bày kết quả thực nghiệm đo xung lực của một số loại súng tiểu liên cỡ 7,62 mm với một số tham số kết cấu thay đổi như có loa giảm giật, không có loa giảm giật, có giảm va, không có giảm va, Từ đó, nhận thấy các yếu tố ảnh hưởng đến xung lực tác dụng lên súng tiểu liên cỡ 7,62 mm. Kết quả nghiên cứu của bài báo đưa ra các giải pháp kết cấu trong quá trình thiết kế các loại súng tiểu liên cỡ 7,62 mm. Từ khóa: Kết cấu; Súng tiểu liên; Xung lực; Cỡ 7,62 mm. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Xung lực tác dụng lên súng tiểu liên 7,62 mm ảnh hưởng rất lớn đến độ ổn định, độ chính xác bắn của súng. Ngoài việc tính toán lý thuyết, cần phải tiến hành thực nghiệm tạo ra mức độ tin cậy cao trong nghiên cứu thiết kế vũ khí nói chung, súng tiểu liên cỡ 7,62 mm nói riêng. Với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, với trang thiết bị tiên tiến, hiện đại phục vụ đo lường thử nghiệm vũ khí, việc tiến hành thực nghiệm đánh giá xung lực của một số loại súng tiêu liên cỡ 7,62 mm sẽ cho ra những kết quả có độ tin cậy làm cơ sở khoa học để nghiên cứu thiết kế súng 7,62 mm ngày càng hoàn thiện hơn. Trong [5-8] chưa đưa ra vấn đề thực nghiệm đánh giá xung lực. Còn [4] đã thử nghiệm khi kể đến sự thay đổi khối lượng của súng (do có loa đầu nòng), thay đổi kết cấu loa đầu nòng, cỡ nòng, nhưng chưa kể đến các tham số kết cấu khác. Vì vậy, bài báo đánh giá xung lực bằng thực nghiệm với một số tham số kết cấu thay đổi của một số loại súng tiểu liên cỡ 7,62 mm như: STL-GK, AKM-1, Galil Ace 32 và STV. Từ đó, để có cơ sở lựa chọn tham số kết cấu của súng tiểu liên cỡ 7,62 mm đảm bảo giảm xung lực tác dụng lên súng, xạ thủ, giảm góc nảy, tăng độ ổn định, tăng độ chính xác. Đồng thời, đánh giá sự hợp lý, tính tin cậy của phương pháp thực nghiệm và cũng thông qua bài toán thực nghiệm để đánh giá bài toán lý thuyết tính toán xung lực cho súng tiểu liên cỡ 7,62 mm. 2. XUNG LỰC CỦA SÚNG TIỂU LIÊN CỠ 7,62 mm Theo [1, 3] xung lực tác động lên súng có rất nhiều xung nhưng tác động chính lên súng, khi bắn, có các lực và xung theo hướng trục nòng gồm: - Lực áp suất khí thuốc tác dụng vào đáy nòng; - Lực áp suất khí thuốc tác dụng vào thành trước buồng khí; - Lực đàn hồi của lò xo đẩy về khi bệ khóa nòng chuyển động về phía sau và về phía trước; - Lực đàn hồi của lò xo giảm va; - Xung va đập của bệ khóa nòng ở vị trí phía trước. Do thời gian tác dụng của áp lực khí thuốc vào đáy nòng và thành trước buồng khí là rất ngắn nên có thể thay tác động của chúng bằng tải trọng xung; Tác động của bệ khóa nòng vào hộp súng trong thời gian ép lò xo đẩy về cũng được thay thế bởi tải trọng xung, khi cho rằng xung này tác dụng khi khối động (bệ khóa và khóa nòng) đi đến các vị trí tận cùng. Do vậy, chuyển động của súng theo hướng trục nòng sẽ xảy ra dưới tác dụng của các xung và lực như sau: Xung của lực khí thuốc tác dụng vào đáy nòng J1; Xung của lực khí thuốc vào thành trước buồng khí J2; Các xung va đập của bệ khóa nòng ở vị trí phía sau và vị trí phía trước cùng, J3 và J4; Lực đàn hồi của lò xo đẩy về. Nếu lắp loa hãm lùi đầu nòng thì có thêm xung của loa hãm lùi J5. Chúng ta sẽ tiến hành đo tổng xung và lực tác dụng lên súng, để thấy mỗi tham số kết cấu của súng khác nhau sẽ cho các giá trị của xung và lực khác nhau. Từ đó, chúng ta sẽ lựa chọn các tham số kết cấu hợp lý với mục đích giảm xung lực cho súng, tăng độ ổn định, đảm bảo độ chính xác. Tổng xung tác dụng lên súng [2] sẽ là: Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 72, 04 - 2021 125
2. Cơ kỹ thuật & Cơ khí động lực J = J1 – J2 + J3 – J4 – J5 (1) 3. BẮN THỬ NGHIỆM ĐO XUNG LỰC 3.1. Mục đích thử nghiệm Bắn thử nghiệm các loại súng tiểu liên cỡ 7,62 mm để đo xung lực của súng tác dụng lên xạ thủ khi bắn bằng đạn thật để đánh giá sự ảnh hưởng các tham số kết cấu đến xung lực của súng. 3.2. Các điều kiện thử nghiệm 3.2.1. Trang thiết bị thử nghiệm đo lực giật, xung lực Hình 1. Sơ đồ thử nghiệm đo xung lực. Sơ đồ đo lực giật của súng khi bắn được thể hiện trên hình 1. Súng được gá trên giá thử nghiệm hạn chế được 5 bậc tự do, chỉ còn lại 1 bậc tự do là chuyển động của súng theo phương trục nòng súng (phương đo lực). Đầu đo được gắn cố định phía đuôi thân súng đảm bảo cho đầu đo luôn tiếp xúc và tỳ sát với hộp nòng súng (hình 2). Hình 2. Đồ gá, trang bị thử nghiệm đo xung lực. Với các phương tiện thử nghiệm hiện đại, cho phép xác định được giá trị lớn nhất và vẽ được toàn bộ đường cong lực giật một cách chính xác. Từ đường cong lực giật, xác định được xung lực của phát thông qua phần mền chuyên dụng cài đặt trên thiết bị DEWE 3020 (hình 3). Như vậy, thực chất của việc đo xung lực chính là đo xác định đường cong lực giật khi bắn thông qua đầu đo lực (hình 3). Hình 3. Thiết bị đo, xử lý tín hiệu và đầu đo lực. 3.2.2. Trang thiết bị thử nghiệm đo góc nảy Để đo góc nảy, ta tiến hành đo dịch chuyển. Khi đo được dịch chuyển trong mặt phẳng đứng (mặt phẳng bắn), sẽ xác định góc nảy  của súng khi bắn theo công thức:  = arctg((yd – yc)/L) (2) Trong đó: yd - Dịch chuyển của điểm trên đầu nòng so với vị trí ban đầu trong mặt phẳng thẳng đứng; yc - Dịch chuyển của điểm trên đuôi nòng so với vị trí ban đầu trong mặt phẳng thẳng đứng; L - Chiều dài từ điểm đầu nòng tới điểm đuôi nòng. 126 N. Q. Mạnh, N. H. Lanh, P. V. Chương, “Đánh giá xung lực bằng thực nghiệm.”
3. Nghiên cứu khoa học công nghệ Hình 4. Sơ đồ thử nghiệm đo dịch chuyển. Sơ đồ đo thể hiện ở hình 4, súng ở trạng thái tiêu, đầu đo dịch chuyển HT500 được cố định trên giá và không chuyển động khi bắn, 2 tấm phản xạ gắn trên đầu nòng và đuôi nòng chuyển động cùng súng. Tín hiệu đo được đưa đến thiết bị DEWE3020 thông qua cáp dẫn. Từ đó, dẫn đến phương pháp lắp đặt và thử nghiệm ở hình 5. Hình 5. Thử nghiệm đo dịch chuyển. 3.2.3. Súng và đạn thử nghiệm Các loại súng tiểu liên cỡ 7,62 mm: STL-GK, AKM-1, Galil Ace 32 và STV lắp trên giá thử chuyên dụng. Đạn dùng cho thử nghiệm là đạn 7,62x39 mm. Súng AKM-1 có đặc điểm cấu tạo như sau: Hoạt động theo nguyên lý trích khí; cỡ nòng 7,62 mm; bắn đạn 7,62x39; chiều dài nòng 415 mm; chiều dài súng 815 mm; trọng lượng súng 3,4 kG; hộp tiếp đạn chứa 30 viên; ngắm bắn cơ khí bằng thước ngắm, khe ngắm. Súng Galil Ace 32 có đặc điểm cấu tạo như sau: Hoạt động theo nguyên lý trích khí; cỡ nòng 7,62 mm; bắn đạn 7,62x39; chiều dài nòng 318 mm; chiều dài súng (không lê) 892 mm; trọng lượng súng 3,8 kG; hộp tiếp đạn chứa 30 viên; ngắm bắn cơ khí bằng lỗ ngắm. Súng STV có đặc điểm cấu tạo về cơ bản giống khẩu Galil Ace 32 nhưng có một số điểm khác như sau: Nòng súng được chế tạo dài hơn và bằng với chiều dài của súng tiểu liên AK (415 mm); vị trí lỗ trích khí tương tự như vị trí lỗ trích khí trên súng tiểu liên AK; chiều dài của ống dẫn piston dài hơn; tay kéo bệ khóa nòng được chuyển sang bên phải; có thiết kế thêm cơ cấu hỗ trợ gập báng. Súng STL-GK có đặc điểm cấu tạo như sau: Hoạt động theo nguyên lý trích khí; cỡ nòng 7,62 mm; bắn đạn 7,62x39; chiều dài nòng 415 mm; chiều dài súng 963 mm; trọng lượng súng 3,8 kG; hộp tiếp đạn chứa 30 viên; ngắm bắn cơ khí bằng thước ngắm, khe ngắm; máy tự động, báng súng, tay cầm giống Galil Ace 32. 3.3. Kết quả thử nghiệm 3.3.1. Bắn thử nghiệm đo xung lực súng AKM-1, súng Galil ACE 32, súng STL-GK Bắn thử nghiệm đo xung lực 3 loại súng: súng tiểu liên AKM-1, súng tiểu liên Galil ACE 32, súng tiểu liên STL-GK trong cùng một điều kiện đo bằng thiết bị đo DEWE 3020 và đầu đo lực giật C2-5T. Mỗi khẩu bắn 1 nhóm 7 viên. Kết quả của súng tiểu liên AKM-1 (số súng UP8591) như bảng 1, súng tiểu liên Galil ACE 32 (số súng 41162351) như bảng 2 và súng tiểu liên STL- GK như bảng 3. Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 72, 04 - 2021 127
4. Cơ kỹ thuật & Cơ khí động lực Bảng 1. Xung lực của súng AKM-1. TT Lực Max (kG) Xung lực ΣJ (kG.s) Ghi chú 1 302,9 0,574 2 291,5 0,546 3 294,7 0,563 4 293,6 0,556 5 310,4 0,579 6 288,6 0,542 7 275,7 0,515 TB 293,9 0,553 Bảng 2. Xung lực của súng GalilAce 32. TT Có lắp đệm cao su Không lắp đệm cao su Ghi chú Lực Max (kG) ΣJ (kG.s) Lực Max (kG) ΣJ (kG.s) 1 141,8 0,813 322,6 0,736 2 131,0 0,785 343,6 0,784 3 101,8 0,785 338,0 0,750 4 100,9 0,773 331,9 0,721 5 100,2 0,788 338,5 0,759 6 97,9 0,786 334,9 0,768 7 84,2 0,700 338,9 0,738 TB 108,3 0,775 335,5 0,751 Bảng 3. Xung lực của súng STL-GK TT Có lắp đệm cao su Không lắp đệm cao su Ghi chú Lực Max (kG) ΣJ (kG.s) Lực Max (kG) ΣJ (kG.s) 1 100,4 0,590 265,2 0,524 2 94,5 0,578 284,4 0,568 3 90,0 0,539 281,2 0,561 4 96,7 0,592 287,9 0,588 5 97,7 0,599 293,3 0,576 6 88,4 0,547 293,4 0,570 7 89,2 0,558 255,7 0,502 TB 95,0 0,572 280,2 0,555 3.3.2. Bắn thử nghiệm đo xung lực súng súng STL-GK, súng STV Bắn thử nghiệm đo xung lực của súng tiểu liên STL-GK và súng STV trong cùng một điều kiện đo bằng thiết bị đo và đầu đo lực giật C2-5T. Mỗi khẩu bắn 1 nhóm 7 viên. Kết quả thể hiện như bảng 4, 5. Bảng 4. Kết quả đo xung lực của súng STL-GK. Khi súng lắp loa giảm giật, Khi súng lắp loa giảm Khi súng không lắp loa giảm đạn K56 giật, đạn K56 giật, đạn K56 539-84 (Nga) TT 01-2013-13 539-84 (Nga) Lực Max Lực Max Lực Max ΣJ (kG.s) ΣJ (kG.s) ΣJ (kG.s) (kG) (kG) (kG) 1 147,46 0,425 150,00 0,422 173,22 0,523 2 145,58 0,421 148,05 0,422 165,92 0,509 3 143,87 0,415 153,82 0,451 173,12 0,539 128 N. Q. Mạnh, N. H. Lanh, P. V. Chương, “Đánh giá xung lực bằng thực nghiệm.”
5. Nghiên cứu khoa học công nghệ 4 139,35 0,401 153,41 0,455 166,66 0,515 5 144,38 0,418 144,08 0,416 168,06 0,520 6 145,37 0,421 149,52 0,433 168,62 0,523 7 144,56 0,417 143,59 0,421 165,39 0,512 TB 144,37 0,416 148,90 0,431 168,71 0,520 Max 147,46 0,425 153,82 0,455 173,22 0,539 Min 139,35 0,401 143,59 0,416 165,39 0,509 Bảng 5. Kết quả đo xung lực súng STL-GK1 và STV. STL-GK STV STT Đạn K56 01-2013-13 Đạn K56 01-2013-13 Lực Max (kG) ΣJ (kG.s) Lực Max (kG) ΣJ (kG.s) 1 147,46 0,425 172,3 0,638 2 145,58 0,421 166,9 0,624 3 143,87 0,415 163,4 0,614 4 139,35 0,401 167,8 0,625 5 144,38 0,418 170,8 0,638 6 145,37 0,421 - - 7 144,56 0,417 - - TB 144,37 0,416 168,2 0,627 Max 147,46 0,425 172,3 0,638 Min 139,35 0,401 163,4 0,617 3.3.3. Bắn kiểm tra độ nảy của súng Bắn đo góc nảy đầu nòng lớn nhất của 3 loại súng: súng tiểu liên AKM-1, súng tiểu liên Galil ACE 32, súng tiểu liên STL-GK trong cùng một điều kiện đo bằng thiết bị DEWE 3020 và cảm biến dịch chuyển HT-500. Kết quả thử nghiệm thể hiện trong bảng 6. Bảng 6. Kết quả đo góc nảy lớn nhất của súng AKM-1, Galil-Ace 32 và STL-GK. TT AKM-1 số UP8591 Galil Ace 32 số 41162351 STL-GK1 Ghi Góc nảy γAKmax Góc nảy γGamax (độ) Góc nảy γGkmax (độ) chú 1 0,3134 0,4297 0,0979 2 0,2742 0,3255 0,1175 3 0,2644 0,1823 0,2253 4 0,7443 0,2214 0,2155 5 0,5582 0,0260 0,2351 6 0,2155 0,2865 0,0881 7 0,6758 0,0260 0,2742 TB 0,435 0,214 0,179 3.4. Nhận xét kết quả thử nghiệm Lực giật lùi lớn nhất, xung lực tác dụng lên súng, góc nảy lớn nhất của súng tiểu liên STL-GK nhỏ hơn so với lực lớn nhất, xung lực tác dụng lên súng, góc nảy lớn nhất của súng tiểu liên AKM-1, Galil Ace 32 và STV do hiệu quả giảm giật, giảm nảy của loa giảm giật. Súng có xung lực nhỏ thì có góc nảy nhỏ. Khi so sánh độ giảm xung lượng và góc nảy lớn nhất của súng tiểu liên STL-GK với súng tiểu liên Galil Ace 32 như sau: - Độ giảm xung lượng giật tác dụng lên súng khi lắp đệm cao su và không lắp đệm cao su: ∆J = -26,1% Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 72, 04 - 2021 129
6. Cơ kỹ thuật & Cơ khí động lực - Độ giảm góc nảy lớn nhất: ∆γ = - 16,35% 4. KẾT LUẬN Việc đánh giá xung lực của một số loại súng tiểu liên cỡ 7,62 mm là cần thiết. Kết quả thực nghiệm đã khẳng định bài toán tính toán lý thuyết. Việc áp dụng các trang thiết bị hiện đại, độ tin cậy cao và với các phương án thực nghiệm hợp lý đã đánh giá được xung lực của một số loại súng tiểu liên cỡ 7,62 mm. Qua thực nghiệm, đã xác định được với các tham số kết cấu khác nhau thì cho ra các kết quả của xung lực khác nhau, xung lực nhỏ thì góc nảy nhỏ. Từ đó, trên cơ sở giảm xung lực để lựa chọn các tham số kết cấu hợp lý của súng, trong đó có kết cấu của loa hãm lùi. Kết quả thực nghiệm này sẽ làm cơ sở cho phát triển tiếp trong việc thực nghiệm đánh giá xung lực của súng tiểu liên cỡ 7,62 mm, cũng như các loại súng khác với các tham số kết cấu mới nhằm giảm xung lực như áp dụng loa hãm lùi nhiều ngăn, cơ cấu cân bằng đối trọng, giảm va, giảm giật, Với việc kết hợp giữa lý thuyết với phương pháp thực nghiệm đánh giá xung lực sẽ tìm được phương án thiết kế tối ưu cho súng tiểu liên cỡ 7,62 mm có xung lực nhỏ để tăng độ ổn định và độ chính xác. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Bộ môn súng pháo, “Động lực học vũ khí tự động,” Trường Đại học Kỹ thuật quân sự (2002). [2]. Bộ môn súng pháo, “Nguyên lý thiết kế súng tự động tập III,” Trường Đại học Kỹ thuật quân sự (1977). [3]. Khổng Đình Tuy, Nguyễn Viết Trung, Nguyễn Văn Dũng, Đoàn Học Dân, Nguyễn Duy Phồn, “Giáo trình thiết kế giá súng pháo,” NXB Quân đội nhân dân (2012). [4]. Uông Sỹ Quyền, “Nghiên cứu một số biện pháp nâng cao độ chính xác khi bắn của súng tự động cầm tay,” Học viện Kỹ thuật quân sự (2009). [5]. Lê Văn Thao, “Nghiên cứu dao động của súng tự động cầm tay khi bắn loạt ngắn. Các yếu tố ảnh hưởng và biện pháp nâng cao độ chính xác bắn,” Học viện Kỹ thuật quân sự (1995). [6]. Dr.Douglas K. Lindner, William T. Baumann, Wayne A. Scales, “Control Design for an Inertially Stabilized Rifle,” Blackburg, Virginia (2007). [7]. S. Procháka, M. Nová “Effect of Inertia Forces on Function of Automatic Weapon,” Advances in Military Technology (2008). [8]. Б.В. Орлов, “Проектированиe ракетных и стволых систем,” Москва, Машиностроение (1974). ABSTRACT EVALUATION OF THE IMPULSE OF 7.62 MM ASSAULT RIFLES BY EXPERIMENT In this paper, the experimental results of the impulse measurement of 7.62 mm assault rifles with some variable structural parameters such as add and without muzzle device, shock absorbers, etc are presented. Since then, the factors affecting the impulse acting on the 7.62 mm assault rifle are realized. The results of this paper propose the structural solutions in the design process of the 7.62 mm assault rifles. Keywords: Structural; Assault rifle; Impulse; 7.62 mm. Nhận bài ngày 16 tháng 6 năm 2020 Hoàn thiện ngày 10 tháng 3 năm 2021 Chấp nhận đăng ngày 12 tháng 4 năm 2021 Địa chỉ: 1Viện Vũ khí – Tổng cục Công nghiệp Quốc phòng; 2Học viện Kỹ thuật quân sự; 3Viện Khoa học và Công nghệ quân sự. *Email: manhvvk@gmail.com. 130 N. Q. Mạnh, N. H. Lanh, P. V. Chương, “Đánh giá xung lực bằng thực nghiệm.”