ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

ĐẶNG HỮU PHƯỚC

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CHẾ TẠO HỆ THỐNG
MÁY BẮN PHÁO HOA TỰ ĐỘNG

Chuyên ngành: Kĩ Thuật Cơ Khí
Mã số: 60.52.01.03

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP. HỒ CHÍ MINH, 2017


Công trình được hoàn thành tại: Trường Đại học Bách Khoa - ĐHQG-HCM
Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS-TS Phạm Huy Hoàng
Cán
PGS-TS Bùi
ĐặngTrọng
Thiện
Cán bộ
bộ chấm
chấm nhận
nhận
PGS-TS
xét
Ngôn
xét 1:
2:

Hiếu
Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp. HCM
Ngày 06 tháng 01 nãm 2017
Thành phần Hộỉ đồng đảnh giá luận văn thạc sĩ gồm:
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ)
1. PGS-TS Nguyễn Hữu Lộc
2. PGS-TS Đặng Thiện Ngôn
3. PGS-TS Bùi Trọng Hiếu
4. PGS-TS Lira Thanh Tùng
5. TS Trương Quốc Thanh
Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau
khi luận văn đã được sửa chữa (nếu cố).
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

PGS-TS Nguyễn Hữu
Lộc

TRƯỞNG KHOA CƠ KHÍ

PGS-TS Nguyễn Hữu
Lộc


ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHÙ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA


NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên:

Đặng Hữu Phước

MSHV:

1570308

Ngày, tháng, năm sinh:

31/03/1987

Nơi sinh:

Di Linh, Lâm Đồng

Mã số:

60.52.01.03

Chuyên ngành:

Kĩ thuật cư khí

I. TÊN ĐỀ TÀI:
Nghiên cứu thiết kế chế tạo hệ thống máy bắn pháo hoa tự động
II. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:
1. Thiết lập bài toán: Thuật phóng trong phục vụ thiết kế hệ thống (mô hình, phương trình
toán);

2. Giải các bài toán ở trường hợp tổng quát, khảo sát tìm mô hình cho giải pháp và số liệu
đầu vào hợp lý giải quyết được yêu cầu kỹ thuật đặt ra;
3. Chế thử sản phẩm, thử nghiệm sản phẩm đảm bảo tính năng và khả năng hoạt động tự
động của hệ thống.
III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ:

15/08/2016

IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHỆM VỤ: 14/12/2016
V.

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Ghi rõ học hàm, học vị, họ, tên):
PGS-TS Phạm Huy Hoàng
Tp. HCM, ngày 14 tháng 12 năm 2016
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
(Họ tên và chữ ký)
TRƯỞNG KHOA CƠ KHÍ

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO
(Họ tên và chữ ký)
(Họ tên và chữ ký)

PGS-TS Phạm Huy
Hoàng

TS Trần Anh Son
PGS-TS Nguyễn Hữu Lộc


LỜI CÁM ƠN

Lĩnh vực nghiên cứu vũ khí mang tính chất rất đặt thù và đòi hỏi nhiều nguyên tắc
chuyên ngành rất chặt chẽ. Khi thực hiện luận văn này, bản thân học viên thực hiện còn rất
ít kinh nghiệm nghiên cứu cũng như kinh nghiêm thực tế để có thể giải quyết triệt để vấn
đề khoa học đặt ra.
Chính vì thế, khi thực hiện luận văn này, bên cạnh sự nỗ lực của bản thân học viên
thực hiện còn có sự giúp đỡ rất nhiệt tình của rất nhiều cá nhân và đơn vị. Em xin gửi lời
cảm ơn chân thành tới thầy giáo hướng dẫn PGS-TS Phạm Huy Hoàng, Khoa Cơ Khí-Đại
học Bách khoa Tp Hồ Chí Minh và các chuyên gia của Viện Vũ Khí - Tổng Cục CNQP.
Chính nhờ những sự trợ giúp quý báu đó, mà bản thân học viên có thêm kiến thức
chuyên ngành, sự tự tin để hoàn thành luận văn này một cách tốt nhất và ngày càng vững
vàng trong công việc chuyên môn.
Ngày 14 tháng 12 năm 2016
Học viên thực hiện
Đặng Hữu Phước


TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SỸ

Việc tổ chức bắn chủ yếu ở 03 phương pháp: bắn pháo hoa tầm thấp tự động điều
khiển bằng hỏa thuật; bắn pháo hoa tầm cao điều khiển bằng tay và bắn pháo hoa tầm cao
tự động điều khiển theo lập trình. Các phương pháp này vẫn còn tồn tại một số khó khăn
chung như: Trận địa bố trí lớn do nòng chỉ bắn một viên đạn; nhân công và thời gian cho
cuộc bắn nhiều, chi phí lớn...
Điều này đặt ra sự cần thiết cho việc phát triển thêm một phương pháp bắn khác,
khắc phục phần nào các vần đề tồn tại nêu trên. Đe tài “Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo hệ
thống bẳn pháo hoa tự động” ra đời là nhằm mục đích như thế.
Luận văn này xây dựng nguyên lý hoạt động và chỉ tiêu kỹ thuật của hệ thống
nhằm định hướng cho công tác thiết kế. Chế tạo và thử nghiệm mô hình thực nghiệm tỉ lệ
1:2 nhằm đánh giá tính đúng đắn của việc lựa chọn nguyên lý của hệ thống.
MASTER’S THESIS ABSTRACT

The firework shows are mostly launched in three ways: low-attitude automatic
thing system by pyrotechnic, high-attitude manual thing system and high-attitude
automatic firing system by programmable devices. In those methods, there are some
difficulties: setting place is large because each gun barrel fire one fhework; many people,
much time and high cost for a firework show...
These problems establish the necessary for producing a different firing method
that will deal with them. Project “Research, design and produce Automatic Reload
Firing System ” was implemented for fitting with that purpose.
This thesis was build operating principle and technical targets of the system for
design orientation. Produce and experiment model is design with scale 1:2 to verify the
correct result of calculations, designs and production of the system.


LỜI CAM ĐOAN CỦA TÁC GIẢ LUẬN VĂN

Những kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận văn là hoàn toàn trung thực,
là của tôi, không vi phạm bất cứ điều gì trong luật sở hữu trí tuệ và pháp luật Việt Nam.
Neu sai, tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm trước pháp luật.

Tác giả

Đặng Hữu Phước


MỤC LỤC


8

MỞ ĐẦU

Thành phố Hồ Chí Minh nối riêng và cả nước nối chung, bắn pháo hoa vào các dịp
lễ lớn là thường xuyên và phả biến, trở thành món ăn tỉnh thần độc đảo cho quần chứng
nhân dân. Việc tổ chức bắn chủ yếu ở 03 phương pháp: bắn pháo hoa tầm thấp tự động
điều khiển bằng hỏa thuật; bắn pháo hoa tầm cao điều khiển bằng tay và bắn pháo hoa
tầm cao tự động điều khiển theo lập trình. Các phương pháp đều cho độ tin cậy khi bắn
chỉ có khó khăn ở khâu triển khai và thu dọn ngoài thao trường; đòi hỏi nhiều nhân công
và trong điều kiện không thuận 1ỢỈ.ĐỈỠU này đặt ra sự cần thiết cho việc phát triển một
loại thiết bị giải quyết các vần đề tồn tại nêu trên: thao tác chuẩn bị sẵn sàng ở nơi tập
kết, cơ động triển khai sử dụng nhanh chống, hiệu quả, an toàn và thu dọn xử lý nhanh
sau khi bắn.
Sau khi nghiên cứu máy tự động của các loại vũ khí, đặc biệt là đối với các loại vũ
khí cần cố tốc độ bắn cao. Điển hình cho các loại vũ khí này là Mini gun, pháo Vulcan
v.v. Máy tự động của chúng cố khối quay nhiều nòng và nhiều buồng đạn, nạp đạn tự
động bằng cơ cấu cam thùng. Từ mô hình hoạt động của các hệ thống máy tự động của
chứng ta cố thể áp dụng vào các hệ thống tương tự; mà ở đây luận văn chọn ứng dụng
vào xây dụng hệ thống bắn phao hoa tự động nạp đạn bằng cơ cấu cam thùng. Đề tài
“Nghiên cứu thiết ké chế tạo hệ thống mấy bắn phao hoa tự động” ra đời là nhằm mục
đích như thế.
Luận văn này hoàn thành, ngoài sụ nỗ lực của bản thân học vỉên thực hiện còn có
sự giúp đỡ rất nhiệt tình của rất nhiều cá nhân và đơn vị. Em xin gửi lời cảm ơn chân
thành tới thầy giáo hướng dẫn PGS-TS Phạm Huy Hoàng, Khoa Cơ Khí-Đại học Bách
khoa Tp Hồ Chí Mỉnh và các chuyên gia của Viện Vũ Khí - Tổng Cục CNQP. Mọi đỏng
gỗp về cấc vấn đề liên quan đến luận văn xin gửi về <Đặng Hữu Phước - Viện Vũ Khí,
18A Cộng Hoà, Phường 12, Q Tân Bình, Tp Hồ Chí Minh >.
Tp Hồ Chí Minh tháng 12 năm 2016


9

CHƯƠNG I

CÁC VẤN ĐỀ TỒNG QUAN
1.1 Tổng quan nghiên cứu
1.1.1 Các phương pháp bản pháo hoa hiện có
Hiện nay, trong nước nói riêng, trên thế giới nói chung, việc bắn pháo hoa là tương
đối phổ biến, tuy nhiên trong yếu tố phát triển của nó, người ta chủ yếu hướng vào phát
triển kết cấu hỏa thuật của viên đạn cũng như kịch bản bắn hoa theo chương trình nhất
định để đem lại hiệu ứng phong phú khác nhau tốt nhất:
- Có nhiều loại đạn cố kết cấu hỏa thuật rất đặc sắc;
- Khả năng bổ trì hệ thống bắn pháo hoa lỉnh hoạt ở nhiều vị trì khác nhau (trên
nền đất, dưới sông biển, frên các tòa nhà, tòa tháp) với nhiều góc độ bắn khác nhau ;
- Khả năng tự động ở trình độ cao kết hợp với nền nhạc, âm thanh.
Phương pháp bắn pháo hoa vẫn duy trì ở các loại hình cơ bản như sau::
a) Bắn pháo hoa tự động bằng hỏa thuật (pháo hoa tầm thấp)
Đây là phương pháp bắn truyền thống, đạn được lắp sẵn vào từng ống phóng, các
ống phóng được xếp với nhau trong cùng một hộp (thông thường mỗi hộp có 25 ống
phóng), mỗi frận địa bắn có số lượng hộp khác nhau tùy vào số lượng đạn cần bắn. Có
các dây chảy nhanh và đoạn cháy chậm để liên kết giữa các ống phóng với nhau trong
cùng một hộp và liên kết giữa các hộp với nhau trong một trận địa.

Hình ỉ. 1: Sơ đồ bố trí cấc ống phông và mạch nầ trong một hộp pháo hoa tầm thấp


1
0

Một khi ngòi châm cháy của ống đầu tiên được châm lửa (bắt đầu khi bắn) làm đạn
được phóng đi, theo tuần tự đạn trong các ống tiếp theo sẽ được được phóng đi,tiếp đó là
đến đạn frong các ống phóng của các hộp tiếp theo cũng làm việc. Thời gian làm việc của
cả hệ thống phụ thuộc vào thời gian cháy của các dây cháy nhanh và cháy chậm liên kết
giữa các ống phóng và các hộp.

Việc tổ chức bắn pháo hoa tầm thấp phàỉ theo quy trình và quy định của nhà sản
xuất để mạch bắn được tự động theo một kịch bản chương trình và thời gian đặt ra.
Ưu điểm:
- Độ tin cậy cao ;
- Dễ thao tác và triển khai;
- Theo một quy trình khuôn mẫu có sẵn.
Nhược điểm:
- Không gian lắp đặt cho trận địa lớn ;
- Việc liên kết các dây cháy nhanh và cháy chậm giữa các hộp phải hết sức tì
mỉ;
Tất cả các thao tấc phải theo đúng kịch bản chương trình và quy định của nhà sản
xuất.
b) Bắn pháo hoa tầm cao điều khiển bằng tay
Việc triển khai lắp đặt hệ thống tương tự như vỉêc triển khai bắn pháo hoa tầm thấp.
Tuy nhiên, đạn pháo hoa tầm cao được kích hoạt phống lên ười bằng kích hoạt điện (mồi
lửa điện), các mồi lửa điện được đấu vào các thanh cực trung gỉan, sau đó được đấu đến
các bộ điều khiển để được điều khiển bằng tay thông qua các nút bấm.
Hình 1. 2: Sơ đồ điều khiển bẳn pháo hoa tầm cao bằng tay

<
’-ì
Bộ nguồn
k
J

Bảng
điều
khiể
n


f\
Hộp
> đấu
dây
mồi
I

Hộp
* chứa
các
ống
J

k

/


Hình 1.3: Phương pháp bẳn pháo hoa tầm cao điều khiển bằng tay
Kịch bản chương trình và thời gian bắn do nhà sản xuất quy định, nhưng chủ ỵếu
cũng phụ thuộc lớn vào khâu tổ chức lắp đặt và người điều khiển.
Ưu điểm:
- Độ tin cậy cao;
- Dễ thao tác và triển khai;
- Linh hoạt điều khiển.
Nhược điểm:
- Không gian lắp đặt cho trận địa lớn;
- Chi phí cho mỗi cuộc bắn cao : vật tư, cần vụ bắn, vận chuyển, thu dọn;
c) Bắn pháo hoa tầm cao tự động điều khiển theo lập trình.
Việc triển khai lắp đặt hệ thống ống phóng tương tự như vỉêc triển khai bắn pháo hoa

tầm cao điều khiển bằng tay, tuy nhiên các mồi lửa điện để kích hoạt bắn đạn lên ười được
đấu qua các hộp trung gian đến bộ điều khiển trung tâm rồi đến máy tính.
Hệ thống bắn được tự động thông qua kịch bản được thiết lập bởi chương trình điều
khiển trên máy tính.

Máy tính
I J

Hình 1.4 Sơ đồ bẳn pháo hoa tự động bằng điều khiển điện


Hình 1.5: Phương pháp bẳn pháo hoa tầm cao tự đọng điều khiển theo lập trình
ưu điểm:
-

Tự động theo một chương trình máy tính, không bị ảnh hưởng bồi yếu tổ con người;
Nhược điểm:
- Không gian lắp đặt cho ừận địa lớn;
- Chỉ phí cho mỗi cuộc bắn cao: vật tư, cần vụ bắn, vận chuyển, thu dọn;
Hiện nay một số đơn vị trong nước bước đầu ứng dụng phương pháp này do các đơn

vị trong nước sản xuất, tuy nhiên chúng vẫn bộc lộ nhược điểm lán là độ tin cậy chưa cao,
triển khai hệ thống còn cồng kềnh.

Bảng 1.1: So sánh tính năng các phương pháp bẳn pháo hoa hiện có.


3

1,1,2 Tự động bẳn và nạp đạn trong các loại vũ khi.

Đối với các hệ vũ khí bắn tự động, năng lượng phục vụ cho việc bắn và nạp đạn chủ
yếu nhờ vào năng lượng khí thuốc bản thân của viên đạn khỉ bắn hoặc nguồn năng lượng
điện từ bên ngoài cung cấp.
- Nguồn năng lượng từ khí thuốc: tận dụng khí thuốc sinh ra từ bản thân phát bắn,
người ta đã tạo ra nhiều kiểu máy tự động giúp cho vũ khí được bắn tự động như :
+ Máy tự động làm việc theo nguyên lý nòng lùi;
+ Máy tự động làm việc theo nguyên lý khóa nòng lùi;
+ Máy tự động làm việc theo nguyên lý trích khí.
- Nguồn năng lượng từ bên ngoài: Đối với các loại vũ khí cần có tốc độ bắn cao,
người ta làm vũ khí có nhiều nòng và năng lượng để cung cấp cho máy tự động làm việc
không phải bằng khí thuốc cháy mà bằng năng lượng cung cấp từ bên ngoài.


Hình L6: Máy tự đọng của súng Minigun
a. Mặt cắt

b. Khối nòng và dẫn động

Điển hình cho các loại vũ khí này là Mùi gun, pháo Vulcan .v.v. Máy tự động của
chứng có khối quay nhiều nòng và nhiều buồng đạn, chế độ làm việc tự động nhờ động cơ
đỉện. Khối nòng có các nòng được ghép dạng lồng tròn, ứng vái mỗi nòng là một khóa
nòng trượt dọc và cùng quay vớì nòng
Ưu điểm lổn nhất của hệ vũ khí này là tốc độ bắn cao, việc tiếp đạn nhờ vào năng
lượng bên ngoài nên khắc phục được sự cố đạn tịt, đạn không nổ máy tự động vẫn làm
việc bình thường.
Bên cạnh đó, một dạng vũ khí mà đề tài quan tâm là vũ khí bắn tự động chỉ với một
nòng nhưng nhiều buồng đạn, các buồng đạn được lắp trên ổ quay (súng ổ quay). Với loại
vũ khí này, máy tự động cùng lúc thực hiện nhiều thao tác khác nhau : tiếp đạn, rút vỏ
đạn.. .vì vậy mà tốc độ bắn của vũ khí cũng đảm bảo cao.
1.2 Tính cần thiết, phạm vỉ và đối tượng nghiên cứu

7.2.1 Tỉnh cần thiết


Hằng năm, thành phố Hồ Chí Minh tổ chức bắn nhiều đợt bắn pháo hoa chào mừng
các dịp lễ lớn như: Tết cổ truyền; năm mới dương lịch; giải phống miền Nam thống nhất
đất nước.. .trong mỗi dịp lễ lớn như thế thường tổ chức hơn 04 cuộc bắn pháo hoa tầm cao
tại các điểm bắn đặc biệt. Các điểm bắn này cố số lượng phát bắn nhiều hơn, tầm bắn cao
hơn và các hiệu ứng hỏa thuật của các viên đạn cũng đặc sắc hơn, tạo cảm giác thích thứ
phấn khỏi cho nhân dân. Tuy nhiên, công tác tỏ chức bắn và thu dọn sau khi bắn cũng gặp
nhiều vấn đề khó khăn lớn cần nghiên cứu giải quyết như:
- Số lượng nhân công tham gỉa chuẩn bị bố trí súng, đạn cho bắn và tham gia thu
dọn lớn;
- Thời gian cho chuẩn bị trước khi bắn và sau khi bắn là nhiều, trong đó chủ yếu là
thời gian chuẩn bị tạỉ thục địa (chịu nắng, mưa...), điều này quan trọng hơn khi thời gian
vào các dịp lễ tết cổ truyền dân tộc;
- Trận địa bố trí súng đạn lớn vì mỗi sung chỉ bắn được một nòng. Ở thành phố
đông dân như thành phố, việc tìm các địa điểm bắn đáp ứng cho trận địa bắn cũng gặp
nhiều khó khăn;
- Chỉ phí cho mỗi ưận địa bắn cũng được tăng lên theo các tồn tại nêu trên.
1.2.2

Phạm vị nghiên cứu.

Đề tài hướng đến nghiên cứu việc tự động bắn nạp đạn cho pháo hoa tầm cao, vì
pháo hoa tầm cao thường được nhà cung cấp đảm bảo cho từng quả đạn rỉên biệt, còn pháo
hoa tầm thấp thường được nhà cung cấp đảm bảo đồng bộ cả sủng, đạn và có tích hợp cả
hệ thống đỉều khiển tự động bằng hỏa thuật.
1.2.3

Đối tượng nghiên cứu.

Bảng 1.2 Các đạn pháo hoa tầm cao(l)
——

a
1

Theo tài liệu huân luyện kỹ thuật bắn pháo hoa

Trong trận địa bắn pháo hoa tầm cao, sẽ cố nhiều cỡ đạn bắn khác nhau (Bảng 1.2),
do chỉ là bước nghiên cứu đầu tiên, luận văn hướng đến nghiên cứu xây dựng thiết bị bắn
cho đạn số 5, đây cũng là loại đạn được sử dụng nhiều nhất trong một trận địa. Trận đỉa
bắn pháo hoa tổng thể dựa trên sự kết hợp nhiều hệ thống với nhau.
1,3 Ý nghĩa khoa học và khả năng ứng dụng thục tiễn,


1.3.1 Ỷ nghĩa khoa học
Đề tài nghiên cứu một thiết bị bắn pháo hoa tự động nạp đạn, đây là một dạng sản
phẩm mới, ứng dụng tự động hỏa, điều này phù hợp với định hướng phát triển tự động hóa
của chủ trương nhà nước trong phục vụ quốc phòng và dân sinh. Và qua đó cũng góp phần
nâng cao năng lực nghiên cứu chuyên môn của đội ngũ cán bộ khoa học thuộc lĩnh vực
này.
1.3.2 Khả năng ứng dụng thực tiễn
Nếu sản phẩm của đề tài nghiên cứu được thành công, sẽ tạo ra một thiết bị mới, có
thể hình thành một phương pháp bắn pháo hoa tự động mới cỗ các ưu điểm riêng biệt, giúp
các nhà tả chức bắn pháo hoa có thêm sự lựa chọn Ưong việc tổ chức bắn pháo hoa phù
hợp với những điều kiện tổ chức bắn cụ thể.


CHƯƠNG II
NGHIÊN CỨU NHŨNG NGUYÊN LÝ CỦA HỆ THỐNG PHÓNG

2.1 Lựa chọn nguyên lý chung cho thiết kế hệ thống:
Như chúng ta đã biết có rất nhiều nguyên lý để có thể thực hiện tốt việc thiết kế hệ
thống pháo hoa tự động nạp đạn. Và cho dù nguyên lý nào đi nữa tin vẫn phải đảm bảo tốt
cố một buồng đốt kín, đủ bền, một đoạn nòng đủ dài để gia tốc cho đạn trước khi rời mục
tiêu.
Để đảm bảo các thông số kỹ thuật của quả đạn pháo hoa khi rời nòng khi bắn bằng
hệ thống tự động giống như khỉ bắn bằng hệ thống cổ điển. Ta cần cỏ bước khảo sát hệ
thống hiện cỗ để chọn ra phương án thiết kế hợp lý nhất.
2.1.1
Kết quả khảo sát phát băn đạn pháo hoa số 5
Để phục vụ cho công tác nghiên cứu, chứng tôi tiến hành phân tích, đo đạc phát bắn
đạn pháo hoa số 5 (đối tượng nghiên cứu) hiện cố tại Bộ tư lệnh TP Hồ Chí Minh, kết quả
như sau:

TT

Bảng 2.1: Các thông số của phát bẳn đạn số
5
Giá trị
Ghi chú

Thông số
Súng
- Đường kính nòng

115mm

ò
ố


ề
ổ

lì


Hình 2.1 Giá nòng pháo hoa số 5
Ngoài ra, nhằm phục vụ tốt cho công tác nghiên cứu, đối chứng kiểm tra làm tăng
tính khoa học, kinh tế của hệ thống, chúng tôi cũng quan tâm thêm các yếu tố khác khi bắn
trận địa pháo hoa tầm cao:
Bảng 2.2 Thực tiễn bẳn pháo hoa tầm cao tại TP Hồ Chí Minh

LI

Ó

Ù

é

ảẻ

J

L'


- Tài liệu hướng dẫn kỹ thuật bắn pháo hoa tầm thấp do Tổng cục Công nghiệp
quốc phòng năm 2004.
- Tài liệu hướng dẫn kỹ thuật bắn pháo hoa tầm cao do Tổng cục Công nghiệp quốc

phòng năm 2000.
2.1.2
Xây dựng nguyên lý hoạt động và chỉ tiêu kỹ thuật chung của hệ
thống pháo hoa tự động nạp đạn
2.1.2.1 Yêu cầu chung của hệ thống trước khi nghiên cứu thiết kế
Với mục tiêu thay hệ thống bắn pháo hoa tầm cao điều khiển bằng tay, hệ thống bắn
pháo hoa tự động nạp đạn nghiên cứu cần phải đáp ứng các yêu cầu sau:
- Tinh gọn dễ cơ động: Hệ thống tinh gọn giúp giảm được diện tích đặt hệ thống
tại trận địa bắn, đồng thời hệ thống làm việc như một cỗ máy nên phải cỗ tính cơ động cao
giúp triển khai nhanh chống, thuận tiện ở các vị trí địa hình khác nhau;
- Đảm bảo hoạt động tin cậy: Các bộ phận làm việc nhịp nhàng, không cố hiện
tượng hốc tắc xảy ra, trường hợp cố viên đạn tịt thì hệ thống vẫn làm việc bình thường;
- An toàn cao: hệ thống vận hành như một pháo bắn tự động, do vậy đảm bảo hệ
thống được an toàn Ưong quá trinh bắn là yêu cầu không thể thiếu;
- Thay đổi được cấp độ điều khiển: gìứp cho kịch bản bắn pháo hoa thêm phong
phú, linh hoạt;
- Khả năng tích hợp điều khiển: mỗỉ trận địa phải bắn khối lượng lớn đạn pháo
hoa, nên cần sử dụng nhiều hệ thống, do vậy các hệ thống cần được nối kết với nhau thông
qua hệ điều khiển chung, giúp quá trình bắn được linh hoạt;
- Phù hợp vối tiêu chuẩn về kỹ thuật và an toàn đổỉ với các phương pháp bắn pháo
hoa trước đó, điều này đòi hỏi phải cố tính kế thừa trong quá trình nghiên cứu.


Kỉnh tế: giá thành chế tạo các bộ phận cấu thành hệ thống phải rẻ và khi
sửdụng hệ thống thì kinh tế hơn so với sử dụng bắn pháo hoa theo phương pháp truyền
thống. Đièu này cũng đòi hỏi tuổi thọ của hệ thống cao, hệ thống được sử dụng nhiều lần.
2.I.2.2. Aạy dựng các bộ phận cấu thành hệ thống
Hệ thống nghiên cứu cho một loại cỡ viên đạn đỉển hình, lấy viên đạn số 5 với
đường kính 115mm, để thực hiện bắn tự động nạp đạn, hệ thống nghiên cứu cần phải cố
các bộ phận cơ bản như sau:

a) Vỏ đạn
Hiện tại, viên đạn pháo hoa tầm cao được đưa về các đơn vị tổ chức bắn chỉ đơn
thuần là viên đạn có đầu ra của dây mồi lửa điện (Hình 2.2a) để đấu vào các bảng cực điều
khiển. Ngoài ra, độ chính xác về hình dạng và kích thước viên đạn là không cao, nên để
bắn được tự động trên hệ thống pháo hoa tự động nạp đạn, viên đạn cần phải đưa vào vỏ
đạn.

Gng ziL'a

Mẽi lử&
điệr
T ếp í ếm

I

Hình 2.2 Vỏ viên đạn
a. Viên đạn được cung cấp từ nhà máy

b. Viên đạn được đưa vào vỏ đạn

về cơ bản vỏ đạn cố tác dụng như một vỏ liều của viên đạn pháo, việc lựa chọn kết
cấu và thiết kế vỏ đạn cần đáp ứng các điều kiện sau:
- Đủ bền dưới tác dụng của áp suất khí thuốc viên đạn pháo khí bắn;
- Có vị trí tiếp điểm thuận lợi cho việc lắp dây mồi lửa đỉện và kích hoạt mồi lửa
điện từ tiếp điểm cố nguồn;


- Đảm bảo che chắn tốt để viên đạn không được long xóc, cũng như an toàn tránh bị
nổ do các tác động tàn ỉửa từ các phát bắn trước;
- Thuận tiện ưong bảo dưỡng và sử dụng được nhiều lần, đặc biệt là phần tiếp điểm.

Kết cấu sơ bộ (xem Hình 2.2)
Phần kết cấu tiếp điềm trên vỏ đạn cũng rất quan trọng, nố phải tạo điều kiện cho
việc đỏng điện điểm hỏa đạn pháo hoa thật sự tin cậy và thuật tiện. Trong vũ khí, có nhiều
loại được phát hỏa bằng điện khá tin cậy như: tên ỉửa trên máy bay, ngư lôi, súng và đạn
chống tăng SPG9 (Hình 2.3a)...Tuy nhiên, ta có thể chọn kết cấu hai cực đồng tâm đặt
dưới đáy vỏ đạn và trên đầu cò súng là thuận tiện hơn cả (hình 2.3b), dựa trên nguyên tắc :
phần tiệp điểm frên vỏ đạn phải đơn giản, để phần phức tạp của tiếp điển cho cò súng, vì
cố súng chỉ có 01 trong khỉ phải bắn rất nhiều đạn.

Ttíp đĩấm trín
ựệ Jan

Tép đỉ&rtì trẽn
ỂÒ sảng

Hình 2. 3 Kết cẩu
tiếp điện điện
a. Tiếp điện trên
b. Kết cấu tiếp điện trên đạn pháo hoa
đạn PG9
b) Hộp tiếp đạn
Hộp tiếp đạn là nơi chứa các ống chứa viên đạn, thực hiện nạp cho băng chuyền để
chuyển đạn đến bàn tiếp đạn, nghiên cứu kết cấu hộp tiếp đạn sao cho đảm bảo một số yêu
cầu sau:
- Khả năng tiếp đạn cho băng chuyền tin cậy và an toàn;
- Đáp ứng được số lượng đạn theo yêu cầu (tối thiểu 50 viên);
- Đảm bảo phân loại được thứ tự các viên đạn bắn theo kịch bản.
Trên cơ sở các yêu càu ưên, việc lựa chọn kết cấu Hộp tiếp đạn phụ thuộc rất lớn vào
kết cấu của vò đạn và kết cấu chung của hệ thống, chứng tôi đặt ra hai hướng tiếp cận:



- Xem hộp tiếp đạn như hộp tiếp đạn của các loại vũ khí: Có nhiều hộp tiếp đạn chứa
lượng lớn các viên đạn (massive magazine) vốỉ kết cấu băng thẳng hoặc băng tròn, lực tiếp
đạn chủ yếu là lực lò xo hoặc dùng mắc băng.

Hình 2A Một số hộp tiếp đạn chứa khối lượng lởn đạn
a Hộp tiếp đạn dùng lực tiếp bằng lò xo b Cơ cấu tiếp đạn dùng lực kéo là mắc
băng(mỉchỉgun)
Đối với hộp tiếp đạn dùng lực tiếp là lò xo : Với số lượng đạn nhiều, cần hành trình
làm việc của lò xo trong hộp tiếp đạn dài, do vậy lực tiếp đạn ở các viên đạn cuối là yếu,
hoặc muốn lực đủ mạnh để tiếp được thì kết cấu lò xo phải rất lón, nên hộp tiếp đạn dạng
này thường chỉ phù hợp khi chứa các loại đạn nhỏ (Hình2.4a).
Đối vối hộp tiếp đạn dùng lục tiếp đạn là mắc băng (Hình 2,4b) : với kích thước vỏ
đạn lớn, mắc băng sẽ cồng kềnh, gây khó khăn lớn trong việc sử dụng và bảo dưỡng.
- Xem hộp tiếp đạn như cơ cấu cấp phôi liệu (dạng trụ ngắn, xem Hình 2.4) ữong các
dây truyền tự động: Có rất nhiều kết cấu cấp phôi tự động khác nhau, năng lượng cấp phôi
chủ yếu do động cơ điện tạo ra. Trong đỏ, cơ cấu cấp phôi dạng dao động kết hợp với các
ngoại lực cưỡng bức được áp dụng phổ biến.


Hình 2.5 Một số cơ cấu cấp phôi liệu tự động
Qua phân tích tổng hợp nhiều yếu tố, chọn kết cấu hộp tiếp đạn dựa trên nguyên tắc
đạn chuyển động nhờ năng lượng bên ngoài kết hợp dẫn hướng, cụ thể gồm các bộ phận
cơ bản (Hình 2.6):
+ Đàn xoay cùng động cơ để tạo lực tiếp đạn;
+ Dây lò xo xoắn giúp dẫn hướng và phân loại các viên đạn ;
+ Khung ngoài giúp bảo vệ và che chắn vỏ đạn.


HiJ5fag

ttâpđạn viẹ
bẵng diuy&i

Bàn
K®ay

Hình 2.6 Sơ bộ kết cấu hộp tiếp đạn
d) Cơ cấu nòng/khẳi nồng
Đây là bộ phận quan trọng của hệ thống, khối nòng cùng với cơ cấu nạp đạn hoạt
động nhịp nhàng, tạo thành một máy tự động. Cơ sờ yêu cầu cần đáp ứng để xây dựng và
chọn lựa kết cấu của khối nòng:
- Kích thước và khối lượng viên đạn pháo hoa;
- Thời gian cần thiết để phát hỏa mồi lửa điện và thời gian đạn bay ra khỏi nòng;
- Công suất bắn;
- Năng lượng để máy tự động làm việc;
- Làm việc nhịp nhàng cùng cơ cấu tiếp đạn
Trên cơ sở đáp ứng các yêu cầu nêu trên có 2 hướng tiếp cận để lựa chọn cơ cấu
nòng/khối nòng
* Dùng 01 nòng kết hợp cơ cấu nâng được điều khiển bằng piston và dẫn hướng
(Hình 2.7):
Việc lựa chọn kết cấu này có một số ưu điểm như:


- Gỉa công đơn giản ;
- Lựa chọn các thiết bị là tương đối phổ biến trên thị trường ;
- Thực hiện các chế độ điều khiển dễ dàng.
Một số nhược điểm:
- Do chỉ một nòng nên việc nạp và bắn đạn cần phải cố thời gian dừng nhất định,
điều này khó đáp ứng được tốc độ bắn của hệ thống, vì nếu thực hiện chu trình bắn nhanh
trong khỉ thời gian để nòng đi hết hành trình ra khỏi viên đạn là dài, điều này làm ảnh

hường lớn đến yếu tố an toàn cho hệ thống do yếu tố bịt kín khí thuốc không đảm bảo. Đây
có thể coi là nhược điểm lớn nhất;
- Hệ thống chỉ với 01 nòng trong khỉ thục hiện nhiều phát bắn, điều này làm hệ số
tích nhiệt nòng là cao, ảnh hưởng đến bền nòng và an toàn hệ thống.
- Ngoài ra với kết cấu này cần chọn các hệ chấp hành thủy lực hoặc thủy khí sẽ
làm cho hệ thống thêm phức tạp nhiều.
F.ầnh đỊíih

sứng

Hình 2.7 Kết cấu nòng với chỉ một nòng

* Dùng nhiều nòng (06 nòng)
Trong các máy tự động của các loại súng máy tự động, có sử dụng khối nòng quay
(thường là 06) sử dụng năng lượng quay bằng động cơ đỉện nhằm đảm bảo tốc độ bắn cao
đến 6000phát/phứt. Ngoài ra Ưong các hệ thống lắp ráp dây chuyền tự động