Nghiên cứu phối trí khí động phục vụ tính toán cải tiến, thiết kế mới tên lửa điều khiển một kênh tầm gần

Bài viết trình bày phương pháp xác định tham số hình dạng ngoài (phối trí khí động) của tên lửa thỏa mãn đồng thời một số chỉ tiêu yêu cầu của lớp tên lửa điều khiển một kênh chống tăng tầm gần. Các chỉ tiêu này không chỉ phụ thuộc vào các đặc trưng khí động của tên lửa, mà còn phụ thuộc vào các tham số quán tính, động lực học bay của tên lửa.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu phối trí khí động phục vụ tính toán cải tiến, thiết kế mới tên lửa điều khiển một kênh tầm gần Nghiên cứu khoa học công nghệ NGHIÊN CỨU PHỐI TRÍ KHÍ ĐỘNG PHỤC VỤ TÍNH TOÁN CẢI TIẾN, THIẾT KẾ MỚI TÊN LỬA ĐIỀU KHIỂN MỘT KÊNH TẦM GẦN Nguyễn Văn Chúc1*, Phan Văn Chương1, Trần Mạnh Tuân1, Lê Quang Thương1, Trần Phú Hoành1, Lê Đức Hạnh2 Tóm tắt: Bài báo trình bày phương pháp xác định tham số hình dạng ngoài (phối trí khí động) của tên lửa thỏa mãn đồng thời một số chỉ tiêu yêu cầu của lớp tên lửa điều khiển một kênh chống tăng tầm gần. Các chỉ tiêu này không chỉ phụ thuộc vào các đặc trưng khí động của tên lửa, mà còn phụ thuộc vào các tham số quán tính, động lực học bay của tên lửa. Phương án tốt nhất của các tham số thiết kế nhận được từ việc phân tích cơ sở dữ liệu các tham số khí động, động lực học bay trong môi trường MATLAB. So sánh các kết quả phối trí cụm cánh trước tương ứng với 2 phương án trọng tâm. Từ khóa: Phối trí khí động; Hệ số khí động; Tên lửa một kênh; Tên lửa có điều khiển. Ký hiệu và chữ viết tắt cy , cy - Đạo hàm hệ số lực nâng mx , mx x - Đạo hàm của mô men Cren f ML , f zdk - Tần số máy lái, tần số điều ny - Quá tải pháp tuyến khiển fx , fz - Tần số tên lửa trong hệ gắn xT , xF - Tọa độ trọng tâm và tiêu cự liền g - Gia tốc trọng trường  - Mật độ không khí Jz - Mô men quán tính ngang  - Góc lệch cánh Lref , S M - Chiều dài và diện tích đặc  - Góc lái trưng m, V - Khối lượng và vận tốc tên lửa X FT - Độ ổn định tĩnh   mz , m z - Đạo hàm mô men Tangas TLCT - Tên lửa chống tăng 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Tên lửa chống tăng (TLCT) có điều khiển được nhiều nước quan tâm nghiên cứu phát triển, liên tục được cải tiến nâng cấp chứng tỏ tính hiệu quả của loại vũ khí này. Ở Việt Nam, TLCT đặc biệt là tổ hợp TLCT B-72 số lượng còn nhiều, đã được sử dụng hiệu quả trong chiến tranh, và còn được trang bị, tuy nhiên chất lượng ngày càng xuống cấp, tính năng lạc hậu, đang được Quân đội nâng cấp, cải tiến, chế tạo mới đáp ứng yêu cầu chiến tranh hiện đại. Do vậy, song song với việc chuyển giao công nghệ, nâng cấp, cải tiến việc làm chủ thiết kế chế tạo tổ hợp TLCT là một thực tiễn cấp bách. Để làm chủ thiết kế, chế tạo, nhiệm vụ đầu tiên là phải làm chủ thiết kế hệ thống: Tính toán, phối trí khí động, mô phỏng động lực học trên cơ sở đó đặt yêu cầu cho các cụm khối cấu thành. Trong phạm vi bài báo trình bày phương pháp, kết quả tính toán hình dạng ngoài của một tổ hợp TLCT có điều khiển (CTVN) có một số tính năng kỹ thuật cơ bản như sau: - Cự ly bắn: 500÷2500 (m) - Vận tốc bay trung bình: 100÷115 (m/s) - Cỡ đạn: 125 (mm) Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 61, 6 - 2019 11  Tên lửa & Thiết bị bay - Đầu nổ kiểu tan đem, khả năng xuyên thép: 600÷800 (mm) - Khối lượng: 12,6±0,3 (kg) Trên cơ sở phân tích xu hướng cải tiến hình dạng ngoài của tên lửa được biểu diễn trên hình 1: Hình 1. Hình dạng ngoài tên lửa. Bài toán phối trí khí động được phát biểu như sau: Biết trước tham số khối lượng, quán tính, lực đẩy hệ thống động cơ, xác định biên dạng ngoài của tên lửa thông qua tọa độ các điểm Ai ( i = 1 ÷13) và tiêu cự lực khí động F (Hình 1.1) đáp ứng một số chỉ tiêu sau [8]: - Tần số dao động riêng của tên lửa trong kênh dọc trục f z khi bay với vận tốc cực tiểu Vmin phải lớn hơn giá trị tối thiểu f z min : 1 mz Vmin 2 fz  SM Lref  f z min (1) 2 Jz 2 Giá trị f z min phụ thuộc vào chế độ dẫn của đạn. Đối với đạn tên lửa được điều khiển bởi người thì f z min  3 f zdk  1, 5 Hz - Chỉ tiêu của tần số quay quanh trục dọc f x : Tần số quay quanh trục dọc fx không nhỏ hơn 2 lần so với tần số dao động riêng fz trong toàn bộ dải vận tốc của đạn để tránh hiện tượng cộng hưởng tần số: mx  1 mz Vmin 2 f x  2  2 f z  S L (2) mx x  J z 2Vm2ax M ref - Giá trị lớn nhất của fx cần phụ thuộc vào tần số tác động cao nhất của máy lái fML. Cụ thể đối với lớp tên lửa đang nghiên cứu do trong một chu kỳ quay của đạn máy lái tác động 4 lần nên cần có: f x  f ML / 4 (3) - Quá tải pháp tuyến của tên lửa nymin ở vận tốc thấp nhất phải lớn hơn giá trị quá tải tối thiểu nmin 2 Vmin S M  mz    ny min    c y  c y   max  nmin (4) 2 mg  mz  Đối với tên lửa chống tăng quá tải tối thiểu nmin  1,1 - Chỉ tiêu về độ ổn định tĩnh của tên lửa: 12 N. V. Chúc, …, L. Đ. Hạnh, “Nghiên cứu phối trí khí động … một kênh tầm gần.” Nghiên cứu khoa học côn ...