Tài liệu Nghiên cứu ảnh hưởng của một số tham số kết cấu đến tham số động lực học, độ giảm thanh, ổn định chuyển động và độ chụm của đạn cối giảm thanh nguyên lý pít tông ngược

Bé gi¸o dôc vµ §µo t¹o Bé quèc phßng VIÖN KHOA HäC Vµ c«ng nghÖ qu©n sù §ç §×NH LµO NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA MỘT SỐ THAM SỐ KẾT CẤU ĐẾN THAM SỐ ĐỘNG LỰC HỌC, ĐỘ GIẢM THANH, ỔN ĐỊNH CHUYỂN ĐỘNG VÀ ĐỘ CHỤM CỦA ĐẠN CỐI GIẢM THANH NGUYÊN LÝ PÍT TÔNG NGƢỢC LuËn ¸n tiÕn SÜ kü thuËt Hµ Néi - 2019 Bé gi¸o dôc vµ §µo t¹o Bé quèc phßng VIÖN KHOA häc vµ c«ng nghÖ qu©n sù §ç ®×nh lµo NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA MỘT SỐ THAM SỐ KẾT CẤU ĐẾN THAM SỐ ĐỘNG LỰC HỌC, ĐỘ GIẢM THANH, ỔN ĐỊNH CHUYỂN ĐỘNG VÀ ĐỘ CHỤM CỦA ĐẠN CỐI GIẢM THANH NGUYÊN LÝ PÍT TÔNG NGƢỢC Chuyªn ngµnh: C¬ kü thuËt M· sè: 9 52 01 01 LuËn ¸n tiÕn sÜ kü thuËt Ng-êi h-íng dÉn khoa häc: 1. PGS. TS Bïi Ngäc Håi 2. TS §Æng Hång TriÓn Hà Nội - 2019 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả trình bày trong luận án là trung thực và chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác, các dữ liệu tham khảo đƣợc trích dẫn đầy đủ. Tác giả luận án Đỗ Đình Lào ii LỜI CẢM ƠN Tác giả luận án xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành, sâu sắc tới các thầy hƣớng dẫn: - PGS. TS Bùi Ngọc Hồi, Viện Khoa học và Công nghệ quân sự; - TS Đặng Hồng Triển, Trung tâm Nhiệt đới Việt Nga. Đã trực tiếp hƣớng dẫn, tận tình chỉ bảo, tạo mọi điều kiện tốt nhất để tác giả hoàn thành luận án này. Tác giả xin chân thành cảm ơn Thủ trƣởng Viện Khoa học và Công nghệ quân sự, Viện Tên lửa và Phòng Đào tạo đã tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả hoàn thành nhiệm vụ học tập và nghiên cứu trong suốt quá trình làm luận án. Tác giả xin chân thành cảm ơn Đảng ủy, chỉ huy Viện Vũ khí, Trung tâm Đo lƣờng Thử nghiệm vũ khí, Phòng Ngòi, Phòng Đạn nơi tôi đang công tác đã động viên, giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và thực hiện luận án. Tác giả xin chân thành cảm ơn các thầy giáo, các Nhà khoa học trong và ngoài Quân đội, các đồng nghiệp, gia đình và ngƣời thân đã động viên, khích lệ, tận tình giúp đỡ tác giả trong suốt quá trình làm luận án. Tác giả luận án iii MỤC LỤC Trang DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ........................................ vi DANH MỤC CÁC BẢNG ......................................................................................ix DANH MỤC HÌNH VẼ ............................................................................................ x MỞ ĐẦU ................................................................................................................... 1 Chƣơng 1: TỔNG QUAN VỀ VŨ KHÍ GIẢM THANH VÀ ĐẠN CỐI GIẢM THANH ...... 5 1.1. Nguyên nhân sinh ra âm thanh khi bắn và các giải pháp đƣợc ứng dụng để giảm thanh cho hệ vũ khí ..................................................................................... 5 1.1.1. Nguyên nhân sinh ra âm thanh khi bắn .................................................... 5 1.1.2. Các giải pháp đƣợc ứng dụng để giảm thanh .......................................... 6 1.2. Yêu cầu chất lƣợng và cơ sở đánh giá độ giảm thanh, ổn định chuyển động, độ chụm của đạn cối giảm thanh .................................................................................. 12 1.2.1. Yêu cầu và cơ sở đánh giá độ giảm thanh .............................................. 12 1.2.2. Yêu cầu và cơ sở đánh giá ổn định chuyển động của đạn ........................... 13 1.2.3. Yêu cầu và cơ sở đánh giá độ chụm của đạn…………………………..14 1.2.4. Các yêu cầu chất lƣợng khác của đạn………………………………….15 1.3. Tổng quan về tình hình nghiên cứu đạn giảm thanh nguyên lý pít tông thuận và nguyên lý pít tông ngƣợc .............................................................................. 16 1.3.1. Tình hình nghiên cứu ở nƣớc ngoài ....................................................... 16 1.3.2. Tình hình nghiên cứu trong nƣớc .......................................................... 17 1.4. Những vấn đề tồn tại và hƣớng nghiên cứu của luận án ................................... 21 1.4.1. Những vấn đề tồn tại .............................................................................. 21 1.4.2. Hƣớng nghiên cứu của luận án ............................................................... 21 1.5. Kết luận chƣơng 1 .............................................................................................. 22 Chƣơng 2: XÂY DỰNG MÔ HÌNH KẾT CẤU VÀ MÔ HÌNH BÀI TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC CỦA ĐẠN CỐI GIẢM THANH ........................ 23 2.1. Mô hình kết cấu và quá trình động lực học của đạn cối giảm thanh .................. 23 2.1.1. Mô hình kết cấu và nguyên lý làm việc của đạn cối giảm thanh ............ 23 2.1.2. Quá trình động lực học và đặc điểm thuật phóng của đạn cối giảm thanh...... 24 2.2. Xây dựng hệ phƣơng trình vi phân TPT của đạn cối giảm thanh ...................... 29 2.2.1. Các giả thiết khi xây dựng hệ PTVP TPT ........................................................ .29 2.2.2. Phƣơng trình biểu diễn quy luật sinh khí, tốc độ sinh khí và thay đổi bề mặt cháy của thuốc phóng….……………………………………….30 iv 2.2.3. Phƣơng trình trạng thái khí thuốc trong lòng xi lanh ............................... .31 2.2.4. Phƣơng trình cân bằng năng lƣợng ............................................................. .33 2.2.5. Phƣơng trình phụt khí qua khe hở giữa pít tông và xi lanh .................... .34 2.2.6. Phƣơng trình mô tả chuyển động tịnh tiến của xi lanh mang đầu đạn.... 35 2.2.7. Hệ phƣơng trình vi phân TPT của đạn cối giảm thanh ........................... 39 2.2.8. Phƣơng pháp giải hệ phƣơng trình vi phân TPT ................................... 41 2.2.9. Tính toán TPT đạn cối giảm thanh cỡ 50 mm bằng lý thuyết ............... 43 2.3. Xây dựng hệ PTVP chuyển động của đạn có tính đến dao động của trục đạn và đánh giá ổn định chuyển động của đạn cối giảm thanh trên đƣờng bay .............. 45 2.3.1. Xây dựng hệ PTVP chuyển động của đạn có tính đến dao động của trục đạn… ......45 2.3.2. Phƣơng pháp giải hệ PTVP chuyển động của đạn cối giảm thanh có tính đến dao động của trục đạn…...……………………..………...……. 51 2.3.3. Tính toán kiểm chứng mô hình bài toán chuyển động của đạn có tính đến dao động của trục đạn đã đƣợc luận án xây dựng .............................. 55 2.4. Kết luận chƣơng 2 .............................................................................................. 59 Chƣơng 3: KHẢO SÁT ẢNH HƢỞNG CỦA MỘT SỐ THAM SỐ KẾT CẤU ĐẾN THAM SỐ ĐỘNG LỰC HỌC, ĐỘ GIẢM THANH, ỔN ĐỊNH CHUYỂN ĐỘNG VÀ ĐỘ CHỤM CỦA ĐẠN CỐI GIẢM THANH.......... 60 3.1. Khảo sát ảnh hƣởng của một số TSKC đến TSĐLH của đạn cối giảm thanh.......... 60 3.1.1. Ảnh hƣởng khối lƣợng đạn và khối lƣợng pít tông ............................... 61 3.1.2. Ảnh hƣởng của áp suất kéo đứt vành tai pít tông ............................................. 63 3.1.3. Ảnh hƣởng của hành trình chuyển động xi lanh ........................................ 64 3.1.4. Ảnh hƣởng của đƣờng kính trong xi lanh .................................................... 65 3.1.5. Ảnh hƣởng của thể tích buồng đốt ................................................................ 66 3.1.6. Ảnh hƣởng của khe hở lắp ghép giữa pít tông và xi lanh ...................... 67 3.1.7. Ảnh hƣởng tổng hợp các tham số kết cấu của đạn ..................................... 68 3.2. Khảo sát ảnh hƣởng của một số tham số kết cấu đến ổn định chuyển động trong nòng súng và khả năng giảm thanh của đạn cối giảm thanh .................... 72 3.2.1. Trạng thái ứng suất, biến dạng của pít tông, xi lanh............................... 73 3.2.2. Ảnh hƣởng của một số tham số kết cấu đến ổn định chuyển động trong nòng súng và khả năng giảm thanh của đạn cối giảm thanh…….83 3.3. Khảo sát ảnh hƣởng của tham số kết cấu đến ổn định chuyển động trên đƣờng bay và độ chụm của đạn cối giảm thanh ................................................. 88 v 3.3.1. Phƣơng pháp khảo sát dao động và ổn định chuyển động của đạn cối giảm thanh trên đƣờng bay ......................................................................... 88 3.3.2. Ảnh hƣởng của một số tham số kết cấu đến dao động và ổn định chuyển động của đạn cối giảm thanh cỡ 50 mm trên đƣờng bay……....89 3.3.3. Ảnh hƣởng của tham số kết cấu đến độ chụm của đạn cối giảm thanh ............. 97 3.4. Kết luận chƣơng 3 .............................................................................................. 98 Chƣơng 4: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM ...................................................... 99 4.1. Mục đích của nghiên cứu thực nghiệm . ............................................................ 99 4.2. Chế tạo đạn cối giảm thanh cỡ 50 mm cho thực nghiệm và chọn súng thử nghiệm. .. 99 4.2.1. Chế tạo đạn cối giảm thanh cỡ 50 mm và chọn súng thử nghiệm ................ 100 4.2.2. Chế tạo đạn cối giảm thanh cỡ 50 mm chuyên dùng và lựa chọn súng thử nghiệm chuyên dùng ...................................................................... 105 4.3. Thực nghiệm kiểm chứng các mô hình tính toán lý thuyết .............................. 107 4.3.1. Thực nghiệm đo sơ tốc của đạn, biến thiên áp suất khí thuốc theo thời gian trong lòng xi lanh ứng với một số miền khe hở của cặp pít tông-xi lanh… ... 107 4.3.2. Thực nghiệm đo mức âm thanh của đạn cối giảm thanh cỡ 50 mm….117 4.3.3. Thực nghiệm đo tầm bắn và độ chụm của đạn cối giảm thanh cỡ 50 mm…...124 4.4. Kết luận chƣơng 4 ............................................................................................ 128 KẾT LUẬN ............................................................................................................ 129 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC Đà CÔNG BỐ .................... 131 TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................... 132 PHỤ LỤC. vi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT 2e1 - Bề dày cháy của thuốc phóng [m]. B - Mô men quán tính xích đạo, [N.m.s2].  cm - Hệ số khí động của mô men ổn định. cT - Hệ số khí động cản dao động. cx - Hệ số lực cản chính diện. cy - Hệ số khí động lực cản nâng. D - Đƣờng kính trong của xi lanh, [m]. Dpt - Đƣờng kính ngoài của pít tông, [m]. f - Lực thuốc phóng, [J/kg]. fmoi - Lực thuốc mồi, [J/kg]. Ik - Xung lƣợng toàn phần của áp suất khí thuốc trong thời gian thuốc phóng cháy, [MPa.s]. k - Chỉ số mũ đoạn nhiệt. k1, k2 - Các hệ số hiệu chỉnh trong hệ phƣơng trình thuật phóng trong. L - Quãng đƣờng chuyển động của xi lanh tại thời điểm đang xét, [m]. LD - Sai số trung tâm tản mát về tầm, [m]. LH - Sai số trung tâm tản mát về hƣớng, [m]. LD/ X - Độ chụm về tầm. LH/ X - Độ chụm về hƣớng. Lđ - Hành trình chuyển động của xi lanh, [m]. LTC - Chiều dài từ mũi đạn đến tâm cản của viên đạn, [m] LTT - Chiều dài từ mũi đạn đến trọng tâm của viên đạn, [m]. Lvđ - Chiều dài của viên đạn, [m]. m - Khối lƣợng đạn (trừ pít tông), [kg]. mpt - Khối lƣợng pít tông, [kg]. p - Áp suất trung bình thuật phóng, [MPa]. pdt - Áp suất kéo đứt vành tai pít tông, [MPa]. vii pđ - Áp suất khí thuốc tại thời điểm pít tông đóng chặt vào xi lanh, [MPa]. pk - Áp suất tại thời điểm thuốc phóng cháy hết, [MPa]. pmax - Áp suất lớn nhất của khí thuốc, [MPa]. pmoi - Áp suất mồi, [MPa]. R - Hằng số khí S - Diện tích tiết diện mặt cắt ngang lòng trong xi lanh, [m2]. SM - Diện tích tiết diện ngang lớn nhất của đạn (tiết diện Mi đen), [m2]. St - Diện tích tiết diện ngang của khe hở giữa pít tông-xi lanh, [m2]. t - Thời gian chuyển động của đạn tại thời điểm đang xét, [s]. tđ - Thời gian chuyển động của xi lanh trên hành trình, [s]. T - Nhiệt độ của khí thuốc trong buồng đốt tại thời điểm đang xét, [0K]. T1 - Nhiệt độ cháy của thuốc phóng [0K]. Tck - Chu kỳ dao động, [s]. v - Vận tốc của đầu đạn tại thời điểm đang xét, [m/s]. v0 - Vận tốc của đạn khi rời khỏi cán truyền lực (sơ tốc của đạn), [m/s]. vđ - Vận tốc của đạn khi pít tông va chạm và đóng chặt vào xi lanh, [m/s]. W - Thể tích riêng của khí thuốc, [dm3]. W0 - Thể tích buồng đốt, [dm3]. X - Tầm bắn, [m]. z - Bề dày cháy tƣơng đối của thuốc phóng.  - Lƣợng cộng tích của khí thuốc, [m3/kg].  - Góc chƣơng động trong không gian, [độ]. 0 - Góc lắc ban đầu trên mặt phẳng đứng, [độ]. d - Góc chƣơng động trên mặt phẳng đứng, [độ]. n - Góc chƣơng động trên mặt phẳng nghiêng, [độ]. tp - Trọng lƣợng riêng của thuốc phóng, [kg/m3]. rxl - Biến dạng hƣớng kính của xi lanh, [m]. rpt - Biến dạng hƣớng kính của pít tông, [m]. 0 - Tốc độ lắc ban đầu trên mặt phẳng đứng [độ/s]. viii  - Mật độ nhồi của thuốc phóng, [kg/m3]. ε - Số mũ tắt dần của dao động.  - Lƣợng phụt khí tƣơng đối. 0 - Góc phóng ban đầu, [độ]. bs - Chiều dài bƣớc sóng dao động, [m]. , ,  - Các đặc trƣng hình dạng của thuốc phóng. bs - Bƣớc sóng không thứ nguyên.  - Hệ số mũ quy luật tốc độ cháy của thuốc phóng. 0 - Góc lắc ban đầu trên mặt phẳng nghiêng, [độ]. 0 - Tốc độ lắc ban đầu trên mặt phẳng nghiêng, [độ/s].  - Mật độ không khí, [N.s2/m4].  - Diện tích bề mặt cháy tƣơng đối, [m2].  - Nhiệt độ tƣơng đối, [0K].  - Hệ số tính công thứ yếu. 2 - Hệ số tổn thất lƣu lƣợng phụt khí.  - Lƣợng thuốc phóng đã cháy tƣơng đối.  - Tốc độ sinh khí, [m/s].  - Khối lƣợng thuốc phóng, [kg]. ĐLH - Động lực học. NCS - Nghiên cứu sinh. PTVP - Phƣơng trình vi phân. TCCNQP - Tổng cục Công nghiệp quốc phòng. TNCKT - Tính năng chiến kỹ thuật. TPN - Thuật phóng ngoài. TPT - Thuật phóng trong. TSĐLH - Tham số động lực học. TSKC - Tham số kết cấu. ix DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 1.1. Những điểm khác nhau của đạn giảm thanh pít tông thuận và pít tông ngƣợc….......11 Bảng 2.1. Các tham số đầu vào tính toán TPT đạn cối giảm thanh cỡ 50 mm ………..43 Bảng 2.2. Các tham số đầu vào tính toán chuyển động và dao động của đạn cối 82 mm....... 56 Bảng 2.3. Kết quả tính tầm bắn và các tham số dao động của đạn cối 82 mm ............. 58 Bảng 3.1. Kết quả khảo sát ảnh hƣởng khối lƣợng đạn đến TSĐLH ............................ 61 Bảng 3.2. Kết quả khảo sát ảnh hƣởng khối lƣợng pít tông đến vận tốc của đạn ................ .62 Bảng 3.3. Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của áp suất kéo đứt vành tai đến TSĐLH ....... 63 Bảng 3.4. Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của hành trình chuyển động xi lanh đến TSĐLH ..... 64 Bảng 3.5. Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của đƣờng kính trong xi lanh đến TSĐLH ............... 65 Bảng 3.6. Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của thể tích buồng đốt đến TSĐLH .................. 67 Bảng 3.7. Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của khe hở giữa pít tông và xi lanh đến TSĐLH….. 68 Bảng 3.8. Miền giá trị của các TSKC đạn cối giảm thanh cỡ 50 mm đƣợc lựa chọn sơ bộ…69 Bảng 3.9. Điểm cực trị của TSĐLH khi khảo sát ảnh hƣởng tổng hợp của các TSKC…...71 Bảng 3.10. Lựa chọn một số TSKC của đạn cối giảm thanh cỡ 50 mm ............................. 72 Bảng 3.11. Ứng suất tƣơng đƣơng, biến dạng hƣớng kính của xi lanh, pít tông và độ dôi…78 Bảng 3.12. Kết quả khảo sát ứng suất, biến dạng pít tông, xi lanh khi va chạm … .............79 Bảng 3.13. Lực kéo và ứng suất kéo theo góc va chạm của pít tông và xi lanh ………………..83 Bảng 3.14. Các tham số đầu vào để khảo sát dao động của đạn cối giảm thanh cỡ 50 mm .. 89 Bảng 3.15. Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của chiều dài ống ổn định đến tham số dao động .. 90 Bảng 3.16. Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của số lƣợng cánh đến tham số dao động .... 91 Bảng 3.17. Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của chiều dài cánh đến tham số dao động ............... 92 Bảng 3.18. Kết quả tính toán kiểm tra dao động và ổn định của đạn ở các vùng biên ............ 93 Bảng 3.19. Lựa chọn miền giá trị hợp lý của ống ổn định và cánh ổn định..................94 Bảng 3.20. Kết quả tính tầm bắn và các tham số dao động của đạn ứng với =450 và =850 .......96 Bảng 4.1. Thành phần, kích thƣớc và đặc trƣng của thuốc phóng cầu C-LP100.........101 Bảng 4.2. Bộ các TSKC đạn cối giảm thanh cỡ 50 mm dùng cho chế tạo và thực nghiệm..... 103 Bảng 4.3. Kết quả đo sơ tốc của đạn cối giảm thanh cỡ 50 mm ................................. 113 Bảng 4.4. Kết quả đo áp suất khí thuốc lớn nhất trong xi lanh đạn cối giảm thanh cỡ 50 mm 113 Bảng 4.5. So sánh kết quả thực nghiệm và tính toán lý thuyết bài toán TPT .....................115 Bảng 4.6. Kết quả đo mức âm thanh của đạn cối giảm thanh cỡ 50 mm .................... 120 Bảng 4.7. Kết quả đo mức âm thanh của đạn cối 60 mm sát thƣơng ..................................122 Bảng 4.8. Kết quả đo tầm bắn, các sai lệch về tầm, hƣớng của đạn cối giảm thanh cỡ 50 mm.. . 126 x DANH MỤC HÌNH VẼ Trang Hình 1.1. Mô hình kết cấu đạn giảm thanh nguyên lý pít tông thuận ............................. 7 Hình 1.2. Mô hình kết cấu đạn giảm thanh nguyên lý pít tông ngƣợc ............................ 8 Hình 1.3. Đạn giảm thanh SP-4 và súng PSS................................................................ 16 Hình 1.4. Đạn cối giảm thanh cỡ 4560 mm theo nguyên lý pít tông ngƣợc ............... 17 Hình 1.5. Súng cối 82 mm 2Б25 và đạn cối giảm thanh 3BO35 của Nga ................... 17 Hình 1.6. Mô hình cấu tạo súng và đạn giảm thanh siêu nhỏ, bắn gần ......................... 18 Hình 1.7. Kết cấu đạn giảm thanh cỡ 5,6 mm nguyên lý pít tông thuận ....................... 19 Hình 1.8. Súng và đạn cối giảm thanh cỡ 50 mm nguyên lý pít tông ngƣợc ........................20 Hình 2.1. Mô hình kết cấu đạn cối giảm thanh nguyên lý pít tông ngƣợc .................... 23 Hình 2.2. Mô hình hệ súng và đạn cối giảm thanh nguyên lý pít tông ngƣợc khi bắn….…...24 Hình 2.3. Sơ đồ khối quá trình làm việc của đạn cối giảm thanh nguyên lý pít tông ngƣợc...24 Hình 2.4. Đƣờng đặc tính áp suất khí thuốc và vận tốc của đạn cối giảm thanh p(L), v(L) ... 25 Hình 2.5. Vị trí tƣơng đối của cặp pít tông - xi lanh trong thời kỳ thứ nhất……..…….....27 Hình 2.6. Vị trí của pít tông ở cuối hành trình làm việc ................................................. 27 Hình 2.7. Các trạng thái của khí thuốc trong lòng xi lanh ............................................ 32 Hình 2.8. Mô hình pít tông chịu lực dọc trục trong quá trình vành tai bị kéo đứt…...……35 Hình 2.9. Mô hình các lực tác dụng lên đạn cối giảm thanh khi chuyển động trong nòng .... 37 Hình 2.10. Sơ đồ thuật toán giải bài toán TPT của đạn cối giảm thanh ........................ 42 Hình 2.11. Đồ thị vận tốc của đạn theo hành trình và thời gian chuyển động của xi lanh ...44 Hình 2.12. Đồ thị áp suất của khí thuốc theo hành trình và thời gian chuyển động của xi lanh. 44 Hình 2.13. Các lực và mô men tác dụng lên đạn cối giảm thanh trên đƣờng bay......... 45 Hình 2.14. Tọa độ không gian của đạn cối giảm thanh trong hệ tọa độ Đề các 0xyz..........47 Hình 2.15. Tọa độ của khối tâm đạn cối giảm thanh trong mặt phẳng đứng ................ 48 Hình 2.16. Tọa độ của khối tâm đạn cối giảm thanh trong mặt phẳng nghiêng ........... 51 Hình 2.17. Sơ đồ thuật toán giải bài toán chuyển động của đạn cối giảm thanh có tính đến dao động của trục đạn................................................................... 55 Hình 2.18. Đồ thị quỹ đạo của đạn cối 82 mm với góc phóng =450 ........................... 56 Hình 2.19. Đồ thị dao động của trục đạn cối 82 mm trong mặt phẳng thẳng đứng với =450... 56 Hình 2.20. Đồ thị dao động của trục đạn cối 82 mm trong mặt phẳng thẳng nghiêng với =450.. 57 xi Hình 2.21. Đồ thị quỹ đạo của đạn cối 82 mm với góc phóng =850…………...…….……...57 Hình 2.22. Đồ thị dao động của trục đạn cối 82 mm trong mặt phẳng thẳng đứng với =850... 57 Hình 2.23. Đồ thị dao động của trục đạn cối 82 mm trong mặt phẳng thẳng nghiêng với =850.. 57 Hình 2.24. Đồ thị dao động của trục đạn cối 82 mm trong không gian với =450 và =850 ..... 58 Hình 3.1. Đồ thị ảnh hƣởng của khối lƣợng đạn đến TSĐLH ...................................... 61 Hình 3.2. Đồ thị ảnh hƣởng của khối lƣợng pít tông đến vận tốc của đạn ................... 62 Hình 3.3. Đồ thị ảnh hƣởng của áp suất kéo đứt vành tai đến TSĐLH ........................ 63 Hình 3.4. Đồ thị ảnh hƣởng của hành trình chuyển động xi lanh đến TSĐLH ....................... 65 Hình 3.5. Đồ thị ảnh hƣởng của đƣờng kính trong xi lanh đến TSĐLH ....................... 66 Hình 3.6. Đồ thị ảnh hƣởng của thể tích buồng đốt đến TSĐLH ................................. 67 Hình 3.7. Đồ thị ảnh hƣởng của khe hở giữa pít tông và xi lanh đến TSĐLH ........................ 68 Hình 3.8. Sơ đồ thuật toán khảo sát ảnh hƣởng tổng hợp các TSKC đến TSĐLH của đạn…70 Hình 3.9. Mô hình cặp pít tông - xi lanh chịu tải trọng của áp lực khí thuốc khi bắn .. 73 Hình 3.10. Giao diện chƣơng trình tính toán trong phần mềm ANSYS Workbench.... 73 Hình 3.11. Mô hình phần tử hữu hạn của cặp pít tông - xi lanh .................................. 74 Hình 3.12. Kích thƣớc hình học của xi lanh đƣa vào khảo sát ứng suất, biến dạng .... 74 Hình 3.13. Kích thƣớc hình học của pít tông đƣa vào khảo sát ứng suất, biến dạng .... 74 Hình 3.14. Trƣờng ứng suất của xi lanh tại thời điểm áp suất khí thuốc đạt pmax .......... 75 Hình 3.15. Ứng suất tƣơng đƣơng của xi lanh tại vị trí cách mặt đầu xi lanh 5,2 mm.........75 Hình 3.16. Biến dạng hƣớng kính mặt trong xi lanh tại vị trí cách mặt đầu xi lanh 5,2 mm .. 76 Hình 3.17. Biến dạng hƣớng kính của mặt trong xi lanh trên toàn bộ hành trình chuyển động .... 76 Hình 3.18. Trƣờng ứng suất pít tông tại thời điểm áp suất khí thuốc đạt pmax .............. 76 Hình 3.19. Ứng suất tƣơng đƣơng của pít tông tại thời điểm áp suất khí thuốc đạt pmax .....77 Hình 3.20. Biến dạng hƣớng kính của mặt ngoài pít tông tại thời điểm áp suất khí thuốc đạt pmax .... 77 Hình 3.21. Biến dạng hƣớng kính mặt ngoài của pít tông trên toàn bộ hành trình chuyển động tƣơng đối của cặp pít tông - xi lanh. ...................................... 77 Hình 3.22. Mô hình cặp pít tông - xi lanh chịu tải trọng khi va chạm .......................... 78 Hình 3.23. Mô hình phần tử hữu hạn của cặp pít tông - xi lanh khi va chạm .............. 78 Hình 3.24. Đồ thị ứng suất, biến dạng của pít tông theo góc va chạm ......................... 80 Hình 3.25. Đồ thị ứng suất, biến dạng của xi lanh theo góc va chạm ........................... 80 Hình 3.26. Trƣờng ứng suất, biến dạng của pít tông ứng với góc va chạm 200....................... 81 xii Hình 3.27. Trƣờng ứng suất, biến dạng của xi lanh ứng với góc va chạm 200 .................... 81 Hình 3.28. Kết cấu đáy xi lanh kiểu gờ chặn vuông ......................................................... 85 Hình 3.29. Kết cấu đáy xi lanh kiểu côn ....................................................................... 86 Hình 3.30. Đồ thị ảnh hƣởng của chiều dài ống ổn định đến tham số dao động ..................... 90 Hình 3.31. Đồ thị ảnh hƣởng của số lƣợng cánh đến tham số dao động............................. 91 Hình 3.32. Đồ thị ảnh hƣởng của chiều dài cánh đến tham số dao động ............................ 92 Hình 3.33. Đồ thị quỹ đạo của đạn cối giảm thanh cỡ 50 mm ứng với =450 và =850 ...... 94 Hình 3.34. Đồ thị dao động của trục đạn cối giảm thanh cỡ 50 mm trong mặt phẳng thẳng đứng với =450 ................................................................................... 95 Hình 3.35. Đồ thị dao động của trục đạn cối giảm thanh cỡ 50 mm trong mặt phẳng thẳng đứng với =850 ................................................................................... 95 Hình 3.36. Đồ thị dao động của trục đạn cối giảm thanh cỡ 50 mm trong mặt phẳng nghiêng .... 95 Hình 3.37. Đồ thị dao động của trục đạn cối giảm thanh cỡ 50 mm trong không gian .......... 96 Hình 4.1. Kết cấu của pít tông, liều phóng và bộ phận phát hỏa ..... ………………..100 Hình 4.2. Kết cấu hệ thống cánh ổn định .............................................................. ….102 Hình 4.3. Đạn cối giảm thanh cỡ 50 mm đƣợc luận án chế tạo để thực nghiệm ................ 104 Hình 4.4. Súng cối giảm thanh STA-50 ....................................................................................104 Hình 4.5. Súng và đạn cối giảm thanh cỡ 50 mm chuyên dùng đo áp suất khí thuốc . 105 Hình 4.6. Đạn cối giảm thanh cỡ 50 mm chuyên dùng đo áp suất khí thuốc ............. 105 Hình 4.7. Đạn cối giảm thanh cỡ 50 mm chuyên dùng đƣợc luận án chế tạo để thực nghiệm..107 Hình 4.8. Sơ đồ đo vận tốc trung bình của đầu đạn ......................................................... 108 Hình 4.9. Hệ thống súng và bia đứt dây đo vận tốc của đạn cối giảm thanh cỡ 50 mm ...... 108 Hình 4.10. Sơ đồ đo biến thiên áp suất khí thuốc bằng cảm biến kiểu Piezo ............. 110 Hình 4.11. Hệ thống súng và cảm biến Piezo đo áp suất khí thuốc trong lòng xi lanh ......110 Hình 4.12. Hệ thống đo và phân tích thuật phóng BA04SE ....................................... 112 Hình 4.13. Đồ thị biến thiên áp suất khí thuốc trong xi lanh theo thời gian ............... 114 Hình 4.14. Sơ đồ đo mức âm thanh đạn cối giảm thanh cỡ 50 mm ............................ 118 Hình 4.15. Hệ thống thiết bị đo âm thanh đa kênh PULSE 3560C ............................. 119 Hình 4.16. Đồ thị âm thanh theo thời gian và theo tần số của đạn cối giảm thanh cỡ 50 mm….122 Hình 4.17. Đồ thị âm thanh theo thời gian và theo tần số của đạn cối 60 mm sát thƣơng...122 1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Hệ súng và đạn cối giảm thanh đã đƣợc nhiều nƣớc trên thế giới nghiên cứu thiết kế, chế tạo và đƣa vào trang bị cho những lực lƣợng đặc biệt nhƣ đặc công, đặc nhiệm. Ƣu điểm nổi bật của hệ vũ khí này so với vũ khí thông thƣờng là giảm đến mức tối đa tiếng nổ, lửa và khói ở đầu nòng súng, đảm bảo tính bí mật, bất ngờ, đồng thời có kết cấu gọn nhẹ, tính cơ động cao, thao tác dễ dàng. Do vậy hệ vũ khí này rất phù hợp để trang bị cho cá nhân của bộ đội đặc công Quân đội ta. Do đặc thù về quân sự, tính bí mật thông tin kỹ thuật quân sự nên các tài liệu nghiên cứu sâu về hệ súng và đạn cối giảm thanh hầu nhƣ không đƣợc phổ biến, không đƣợc tiếp cận; các tài liệu hiện tham khảo đƣợc về chúng đều ở dạng nguyên lý chung, mang tính quảng bá, chào hàng sản phẩm để bán, chủ yếu là giới thiệu các tính năng sản phẩm. Việc mua loại hệ vũ khí này từ nƣớc ngoài để trang bị cho bộ đội đặc công đến nay chƣa thực hiện đƣợc. Vì vậy, việc nghiên cứu thiết kế, chế tạo hệ súng và đạn cối giảm thanh đáp ứng tính năng chiến kỹ thuật đề ra có ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn quan trọng và có tính cấp thiết đối với Quân đội ta. Xuất phát từ yêu cầu của quân đội, trong những năm qua, Nghiên cứu sinh (NCS) cùng với nhóm nghiên cứu của Viện Vũ khí đã thực hiện một số công trình nghiên cứu về hệ cối giảm thanh nguyên lý pít tông ngƣợc. Các công trình nghiên cứu này đã đạt đƣợc kết quả nhất định về lý thuyết và nguyên lý kết cấu, cũng nhƣ đạt đƣợc một số tính năng của sản phẩm. Tuy nhiên, cũng còn một số vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu để bổ sung và hoàn thiện nhƣ: nghiên cứu xây dựng và hoàn thiện bài toán chuyển động trong nòng súng và trên đƣờng bay của đạn, khảo sát ảnh hƣởng một số tham số kết cấu (TSKC) đến tham số động lực học của đạn (TSĐLH), ảnh hƣởng của ứng suất và biến dạng đến quá trình chuyển động tƣơng đối của cặp pít tông- xi lanh, ảnh hƣởng của một số TSKC đến TSĐLH, độ giảm thanh, ổn định chuyển động và độ chụm của đạn cối giảm thanh. Để góp phần bổ sung, hoàn thiện những vấn đề còn tồn tại nêu trên phục vụ trực tiếp cho tính toán, thiết kế, chế tạo đạn cối giảm thanh nguyên lý pít tông ngƣợc, NCS lựa chọn đề tài luận án: “Nghiên cứu ảnh hưởng của một số tham số kết cấu đến tham số động lực học, độ giảm thanh, ổn định chuyển động và độ chụm của đạn cối giảm thanh nguyên lý pít tông ngược”. 2 2. Mục tiêu nghiên cứu - Xây dựng đƣợc mô hình bài toán thuật phóng trong và bài toán chuyển động của đạn cối giảm thanh nguyên lý pít tông ngƣợc trên đƣờng bay phù hợp với kết cấu của đạn, phản ánh đúng bản chất quá trình động lực học. - Xây dựng đƣợc cơ sở khoa học cho việc lựa chọn hợp lý các TSKC của đạn cối giảm thanh đáp ứng các yêu cầu về độ giảm thanh, ổn định chuyển động và độ chụm của đạn. 3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu a) Đối tượng nghiên cứu: Là đạn cối giảm thanh hoạt động theo nguyên lý pít tông ngƣợc, trong đó tập trung khảo sát cụ thể đối với cỡ đạn 50 mm. b) Phạm vi nghiên cứu: - Tập trung nghiên cứu xây dựng mô hình bài toán chuyển động của đạn cối giảm thanh trong nòng súng. Đối với bài toán chuyển động của đạn ngoài nòng súng, luận án chỉ xây dựng mô hình bài toán chuyển động của đạn có tính đến dao động của trục đạn nhằm tính toán quỹ đạo, xác định tầm bắn lớn nhất và đánh giá khả năng ổn định chuyển động của đạn trên đƣờng bay, không nghiên cứu các yếu tố ảnh hƣởng đến chuyển động và tản mát của đạn cối giảm thanh. - Tập trung khảo sát ảnh hƣởng của nhóm yếu tố liên quan đến kết cấu của đạn cối giảm thanh (khối lƣợng đạn, khối lƣợng pít tông, áp suất kéo đứt vành tai pít tông, hành trình chuyển động của xi lanh, đƣờng kính trong của xi lanh, khe hở giữa pít tông và xi lanh, thể tích buồng đốt, chiều dài ống ổn định, chiều dài và số lƣợng cánh) đến TSĐLH, độ giảm thanh, ổn định chuyển động của đạn cối giảm thanh cỡ 50 mm. Đối với nhóm yếu tố liên quan đến điều kiện nhồi (loại thuốc phóng, khối lƣợng thuốc phóng, mật độ nhồi, xung lƣợng toàn phần của áp suất khí thuốc trong thời gian cháy của thuốc phóng,…), luận án không tiến hành khảo sát mà dựa vào kết quả nghiên cứu của các công trình [15], [16] để lựa chọn một loại thuốc phóng hiện có đáp ứng đƣợc các yêu cầu tính năng kỹ thuật của đạn cối giảm thanh cỡ 50 mm (thuốc phóng cầu C-LP100). 3 4. Nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu tổng quan về vũ khí giảm thanh, đạn giảm thanh nguyên lý pít tông thuận và đạn giảm thanh nguyên lý pít tông ngƣợc. - Nghiên cứu xây dựng và hoàn thiện mô hình kết cấu, mô hình bài toán động lực học của đạn cối giảm thanh trong nòng súng và trên đƣờng bay. - Khảo sát trạng thái ứng suất, biến dạng của pít tông, xi lanh trong quá trình chuyển động và khi va chạm vào nhau ở cuối hành trình chuyển động. - Nghiên cứu ảnh hƣởng của một số TSKC đến TSĐLH, độ giảm thanh, ổn định chuyển động và độ chụm của đạn cối giảm thanh. - Nghiên cứu chế tạo đạn và bắn thực nghiệm xác định và đánh giá ảnh hƣởng một số TSKC đến TSĐLH, độ giảm thanh, ổn định chuyển động và độ chụm của đạn cối giảm thanh. 5. Phƣơng pháp nghiên cứu Kết hợp giữa nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm. - Vận dụng lý thuyết cơ bản về thuật phóng trong (TPT) và thuật phóng ngoài của súng pháo và súng cối thông thƣờng để xây dựng và hoàn thiện mô hình bài toán TPT và mô hình bài toán chuyển động của đạn trên đƣờng bay phù hợp với đặc điểm kết cấu và quá trình động lực học của đạn cối giảm thanh nguyên lý pít tông ngƣợc. Sử dụng phần mềm Matlab để lập trình giải các bài toán TPT, bài toán chuyển động của đạn trên đƣờng bay đã đƣợc luận án xây dựng, khảo sát ảnh hƣởng riêng rẽ và tổng hợp của một số TSKC đến TSĐLH làm cơ sở cho việc lựa chọn hợp lý bộ TSKC của đạn cối giảm thanh. Sử dụng phần mềm Ansys để khảo sát trạng thái ứng suất, biến dạng của cặp pít tông-xi lanh khi bắn nhằm kiểm tra, đánh giá ổn định chuyển động của đạn trong nòng súng và độ giảm thanh của đạn. - Xây dựng phƣơng pháp thực nghiệm đo mức âm thanh, sơ tốc của đạn, áp suất khí thuốc, tầm bắn và độ chụm của đạn phù hợp với đặc điểm kết cấu, nguyên lý làm việc của đạn cối giảm thanh cỡ 50 mm. Kết quả thực nghiệm là cơ sở để kiểm chứng, đánh giá sự phù hợp của các mô hình bài toán lý thuyết đã đƣợc luận án xây dựng, đồng thời đánh giá ảnh hƣởng của khe hở lắp ghép giữa pít tông và xi lanh đến độ giảm thanh của đạn cối giảm thanh mà phƣơng pháp lý thuyết hiện tại chƣa giải quyết đƣợc. 4 6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án a) Ý nghĩa khoa học: - Xây dựng và hoàn thiện mô hình kết cấu và các mô hình toán phản ánh đúng bản chất quá trình ĐLH của đạn cối giảm thanh. - Xây dựng đƣợc cơ sở khoa học lựa chọn các tham số thiết kế kết cấu hợp lý đáp ứng yêu cầu tính năng chiến kỹ thuật (TNCKT) của đạn cối giảm thanh. b) Ý nghĩa thực tiễn: Giải quyết những vấn đề về cơ sở lý thuyết tính toán, thiết kế đạn cối giảm thanh mà Quân đội ta đang có nhu cầu trang bị cho bộ đội đặc công và đặc nhiệm. Cơ sở khoa học đƣợc nghiên cứu hoàn thiện giúp cho các nhà thiết kế định hƣớng trong công tác thiết kế đạn cối giảm thanh theo yêu cầu TNCKT của cơ quan đặt hàng, cũng nhƣ giải quyết những vấn đề vƣớng mắc phát sinh trong khai thác, sử dụng đạn cối giảm thanh khi đƣợc đƣa vào trang bị cho Quân đội ta. Mô hình kết cấu đạn cối giảm thanh cỡ 50 mm và các mô hình toán đƣợc luận án xây dựng có thể áp dụng cho tính toán, thiết kế đạn giảm thanh nguyên lý pít tông ngƣợc có kích thƣớc và cỡ đạn khác nhau. 7. Bố cục của luận án Luận án gồm phần mở đầu, phần kết luận và 4 chƣơng: Chƣơng 1. Tổng quan về vũ khí giảm thanh và đạn cối giảm thanh; Chƣơng 2. Xây dựng mô hình kết cấu và mô hình bài toán động lực học của đạn cối giảm thanh; Chƣơng 3. Khảo sát ảnh hƣởng của một số tham số kết cấu đến tham số động lực học, độ giảm thanh, ổn định chuyển động và độ chụm của đạn cối giảm thanh; Chƣơng 4. Nghiên cứu thực nghiệm. Toàn bộ nội dung của luận án đƣợc trình bày trong 130 trang khổ giấy A4, trong đó có 86 hình vẽ, 32 bảng biểu, các công trình đã công bố của tác giả, tài liệu tham khảo và các phụ lục. 5 Chƣơng 1 TỔNG QUAN VỀ VŨ KHÍ GIẢM THANH VÀ ĐẠN CỐI GIẢM THANH Trong quá trình phát triển của hệ vũ khí - đạn, nỗ lực làm giảm tiếng nổ đầu nòng súng (giảm âm thanh khi bắn) đƣợc các nhà khoa học trên thế giới dành nhiều thời gian, công sức nghiên cứu. Bên cạnh giải pháp giảm thanh bằng ống giảm thanh, việc giảm thanh bằng đạn cũng đƣợc quan tâm và đầu tƣ nghiên cứu. Đạn giảm thanh đƣợc nghiên cứu phát triển sau ống giảm thanh. Quá trình giảm thanh hoàn toàn do kết cấu của đạn đảm nhiệm, không phụ thuộc vào súng; súng chỉ có tác dụng phát hỏa và định hƣớng chuyển động của đạn. Chính vì vậy, vũ khí đồng bộ với đạn có kết cấu nhỏ gọn, dùng để tiêu diệt đối phƣơng tầm gần, đặc biệt là hoạt động độc lập, bí mật. Trong chƣơng này, luận án trình bày tổng quan về nguyên nhân sinh ra âm thanh khi bắn và các giải pháp đƣợc ứng dụng để giảm thanh; các yêu cầu chất lƣợng của đạn cối giảm thanh; tổng quan tình hình nghiên cứu trong và ngoài nƣớc về đạn giảm thanh, trọng tâm là đạn giảm thanh nguyên lý pít tông ngƣợc làm cơ sở cho việc định hƣớng các nội dung cần tập trung nghiên cứu của luận án. 1.1. Nguyên nhân sinh ra âm thanh khi bắn và các giải pháp đƣợc ứng dụng để giảm thanh cho hệ vũ khí 1.1.1. Nguyên nhân sinh ra âm thanh khi bắn Trong quá trình làm việc của súng pháo, đầu đạn chuyển động đƣợc là nhờ vào quá trình cháy của thuốc phóng tạo ra khí thuốc có nhiệt độ và áp suất cao, giãn nỡ trong buồng đốt có thể tích nhỏ sinh công tạo lực đẩy, đẩy đầu đạn chuyển động. Khi đầu đạn bay ra khỏi nòng súng lập tức sẽ gây ra tiếng nổ. Tiếng nổ đầu nòng súng pháo khi bắn chủ yếu đƣợc sinh ra bởi các nguyên nhân sau [20]: - Khí thuốc có áp suất và nhiệt độ cao phụt ra khỏi miệng nòng súng, giãn nở tạo thành “sóng va” chuyển động trong không khí với vận tốc trên âm. Sóng va lan rộng, yếu dần và chuyển thành sóng âm, tiếp tục truyền đi trong môi trƣờng. Ngƣời ta đã chứng minh đƣợc rằng, sự chênh lệch áp suất giữa dòng khí thuốc phụt ra từ nòng súng và áp suất không khí ngoài môi trƣờng càng lớn thì tiếng nổ càng to; - Khi đầu đạn bay ra khỏi miệng nòng súng chuyển động với vận tốc lớn hơn 6 vận tốc âm thanh sẽ tạo nên “mặt nhảy vọt nén” trong không khí tạo nên âm thanh. Ngoài ra, âm thanh khi bắn còn là do sự va chạm của đầu đạn với không khí (gây ra tiếng rít), do va chạm cơ khí của các cơ cấu, chi tiết của súng khi bắn. Quá trình làm việc của súng pháo còn tạo ra lửa và khói sau mỗi phát bắn. Tiếng nổ, lửa và khói đầu nòng là những vấn đề không có lợi về mặt chiến thuật tác chiến, nhất là những vũ khí sử dụng để tiêu diệt đối phƣơng ở tầm gần hoặc những chỗ đông ngƣời đòi hỏi tính bí mật, bất ngờ. Chính vì vậy, việc nghiên cứu giảm thanh cho hệ vũ khí đánh gần có ý nghĩa quan trọng trong tác chiến. 1.1.2. Các giải pháp được ứng dụng để giảm thanh Các giải pháp đƣợc ứng dụng để giảm thanh cho các loại vũ khí nhiệt động kín dùng áp suất khí thuốc làm lực đẩy đầu đạn, hiện nay có 3 giải pháp chủ yếu [33]: - Giảm nhỏ sự giãn nở, va đập của khí thuốc vào môi trƣờng không khí (giảm sự chênh lệch áp suất) thông qua kết cấu vũ khí lắp thêm ống giảm thanh. Ống giảm thanh có tác dụng tăng thể tích buồng chứa khí thuốc trƣớc khi đạn chuyển động ra khỏi miệng nòng súng hoặc giảm nhiệt độ khí thuốc (khi sử dụng bộ hấp thụ nhiệt bên trong có bột kim loại dễ hấp thụ nhiệt), nhờ đó, đã làm giảm áp suất khí thuốc va đập với môi trƣờng không khí nên có tác dụng giảm thanh cho hệ vũ khí. - Giảm áp suất khí thuốc và lƣợng khí thuốc phụt ra khỏi miệng nòng súng thông qua việc điều chỉnh thuốc phóng và khối lƣợng đầu đạn. Mô hình kết cấu loại đạn giảm thanh này giống nhƣ đạn chiến đấu thông thƣờng nhƣng có một số đặc điểm khác cơ bản sau: sử dụng loại thuốc phóng có xung áp lớn, tốc độ cháy nhanh để vị trí đạt áp suất khí thuốc lớn nhất dịch về phía đáy nòng, áp suất khí thuốc tại miệng nòng súng nhỏ hơn áp suất khí thuốc tại miệng nòng súng của đạn thông thƣờng; đầu đạn nặng hơn đầu đạn bình thƣờng cùng cỡ để đáp ứng yêu cầu động năng sát thƣơng tại mục tiêu (do sơ tốc của loại đạn này nhỏ hơn đạn thông thƣờng). Nhƣợc điểm của loại đạn này là: chỉ giảm tiếng nổ đầu nòng một phần, nếu muốn tăng hiệu quả giảm thanh thì khi bắn vẫn phải lắp thêm ống giảm thanh; trong quá trình quản lý và sử dụng dễ nhầm lẫn với đạn chiến đấu thông thƣờng. - Ngăn cách phần lớn khí thuốc giãn nở, va đập vào môi trƣờng không khí