Tài liệu Giải pháp thay thế khối con quay trong hệ thống ổn định tháp pháo xe tăng họ T54B/T55: Nghiên cứu khoa học công nghệ
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 40, 12 - 2015 157
GIẢI PHÁP THAY THẾ KHỐI CON QUAY TRONG HỆ THỐNG
ỔN ĐỊNH THÁP PHÁO XE TĂNG HỌ T54B/T55
Vũ Thế Trung Giáp1*, Lê Thanh Hải2
Tóm tắt: Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống ổn định tháp pháo xe
tăng họ T54B/T55 được khảo sát. Trên cơ sở tính năng của khối con quay vi cơ thế
hệ mới, một giải pháp thay thế khối con quay trong hệ thống ổn định tháp pháo xe
tăng họ T54B/T55 được nghiên cứu và đề xuất. Giải pháp đề xuất cho thấy sự phù
hợp và có thể phát triển áp dụng cho thực tế.
Từ khóa: Hệ thống ổn định, Xe tăng, Con quay vi cơ.
1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Trong tình hình thế giới hiện nay, việc tác chiến bộ binh có sử dụng xe tăng vẫn giữ
một vai trò hết sức quan trọng. Xe tăng họ T54B/T55 hiện vẫn giữ vai trò chủ chốt trong
tác chiến của Quân đội Nhân dân Việt Nam. Qua thời gian sử dụng, khối con quay trong
hệ thống ổn định tháp pháo hỏng hóc, hoạt động không chính xác. Tuy nhiên, do th...
7 trang |
Chia sẻ: quangot475 | Lượt xem: 917 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem nội dung tài liệu Giải pháp thay thế khối con quay trong hệ thống ổn định tháp pháo xe tăng họ T54B/T55, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Nghiên cứu khoa học công nghệ
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 40, 12 - 2015 157
GIẢI PHÁP THAY THẾ KHỐI CON QUAY TRONG HỆ THỐNG
ỔN ĐỊNH THÁP PHÁO XE TĂNG HỌ T54B/T55
Vũ Thế Trung Giáp1*, Lê Thanh Hải2
Tóm tắt: Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống ổn định tháp pháo xe
tăng họ T54B/T55 được khảo sát. Trên cơ sở tính năng của khối con quay vi cơ thế
hệ mới, một giải pháp thay thế khối con quay trong hệ thống ổn định tháp pháo xe
tăng họ T54B/T55 được nghiên cứu và đề xuất. Giải pháp đề xuất cho thấy sự phù
hợp và có thể phát triển áp dụng cho thực tế.
Từ khóa: Hệ thống ổn định, Xe tăng, Con quay vi cơ.
1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Trong tình hình thế giới hiện nay, việc tác chiến bộ binh có sử dụng xe tăng vẫn giữ
một vai trò hết sức quan trọng. Xe tăng họ T54B/T55 hiện vẫn giữ vai trò chủ chốt trong
tác chiến của Quân đội Nhân dân Việt Nam. Qua thời gian sử dụng, khối con quay trong
hệ thống ổn định tháp pháo hỏng hóc, hoạt động không chính xác. Tuy nhiên, do thế hệ xe
tăng họ T54B/T55 đã cũ rất khó khăn trong vấn đề tìm kiếm linh kiện thay thế do không
còn sản xuất. Do đó, hướng nghiên giải pháp thay thế khối con quay trong hệ thống ổn
định tháp pháo xe tăng họ T54B/T55 là thực tế và cấp thiết.
Các công trình khoa học nghiên cứu nâng cấp hệ thống ổn định tháp pháo trên xe tăng
họ T54B/T55 có ở nhiều nước trên thế giới, đã thành công và có sản phẩm thương mại.
Tuy nhiên vì đây là hướng nghiên cứu đặc thù quân sự nên không có công bố cụ thể. Về
hướng nghiên cứu hệ thống ổn định tháp pháo trên xe tăng họ T54B/T55, hiện tại trong
nước chưa có đơn vị nào công bố nghiên cứu về giải pháp thay thế khối con quay trong hệ
thống ổn định tháp pháo xe tăng họ T54B/T55.
Bài viết này đi sâu tìm hiểu về cấu tạo và nguyên lý hoạt động hệ thống ổn định tháp
pháo xe tăng họ T54B/T55. Đồng thời, khảo sát hoạt động của khối con quay vi cơ thế hệ
mới, từ đó đề xuất một giải pháp đồng nhất để có thể thay thế khối con quay trong hệ
thống ổn định tháp pháo xe tăng họ T54B/T55.
2. HỆ THỐNG ỔN ĐỊNH THÁP PHÁO XE TĂNG HỌ T54B/T55
2.1. Cấu tạo
Hệ thống ổn định tháp pháo xe tăng họ T54B/T55 là một hệ thống điện-thủy lực gồm
những cụm máy sau: khối con quay, khối khuếch đại điện tử, máy biến điện, máy khuếch
đại thủy lực với động cơ dẫn động và xi lanh, máy khuếch đại điện từ, động cơ chấp hành,
hộp điều khiển, bộ hạn chế góc, hộp bảo hiểm tự động, hộp phân phối, hộp dầu bổ trợ;
toàn bộ lắp ráp điện và thủy lực [1].
Sơ đồ khối hệ thống ổn định tháp pháo xe tăng họ T54B/T55 được thể hiện trên hình 1.
Trạm điều khiển (TĐK) có nhiệm vụ biến góc quay của pháo thủ thành tín hiệu điều
khiển (Uđk). Cảm biến góc (CBG) gồm cơ cấu điện từ ngắm (ĐTN), con quay ba bậc tự do
(CQ-3) và biến áp xoay không tiếp điểm (BAX). Cảm biến góc có nhiệm vụ xác định góc
bắn yêu cầu yc, so sánh góc quay thực tế của pháo p với góc bắn yêu cầu yc để tạo thành
góc sai lệch = yc - p và biến đổi góc sai lệch thành điện áp UG nhờ BAX. Khâu
khuếch đại (KĐ) có nhiệm vụ khuếch đại U về công suất và biến đổi thành điện áp một
chiều để điều khiển phần tử chấp hành (PTCH). Khâu khuếch đại bao gồm khuếch đại sơ
bộ, khuếch đại đèn điện tử, khuếch đại máy điện... Phần tử chấp hành (PTCH) có nhiệm
vụ biến đổi điện năng (U) thành cơ năng (M) để quay pháo. PTCH có thể là động cơ điện 1
Cơ kỹ thuật & Cơ khí động lực
V.T.T. Giáp, L.T. Hải, “Giải pháp thay thế khối con quay xe tăng họ T54B/T55.” 158
chiều, xilanh lực... Cảm biến tốc độ (CBTĐ) gồm con quay hai bậc tự do (CQ-2) và BAX,
nó có nhiệm vụ tạo ra tín hiệu UTĐ tỉ lệ với sự biến thiên của góc quay p (UTĐ dp/dt).
Cảm biến tốc độ đóng vai trò là phản hồi âm mềm theo góc quay nhằm tăng tính tác động
nhanh và giảm dao động của pháo dưới tác động của momen nhiễu (Mn) [2].
Hình 1. Sơ đồ khối hệ thống ổn định tháp pháo xe tăng họ T54B/T55.
TĐK - trạm điều khiển, KĐ - khâu khuếch đại,
ĐTN - cơ cấu điều khiển ngắm, PTCH - phần tử chấp hành,
CQ-3 - con quay 3 bậc tự do, CQ-2 - con quay 2 bậc tự do,
CBG – cảm biến góc, CBTĐ – cảm biến tốc độ,
BAX - biến áp xoay.
2.2. Nguyên lý hoạt động
Hệ thống ổn định tháp pháo xe tăng được chia làm hai hệ ổn định gồm: ổn định của
phần tháp pháo và ổn định phần pháo bắn [3].
2.2.1. Nguyên lý hoạt động của hệ ổn định pháo
Đại lượng được điều chỉnh của hệ là góc tầm của pháo p. Cảm biến góc bao gồm cơ
cấu điện từ ngắm, con quay ba bậc tự do và biến áp xoay không tiếp điểm. Cảm biến góc
có nhiệm vụ xác định góc bắn yêu cầu yc, so sánh góc quay thực tế của pháo p với góc
bắn yêu cầu yc để tạo thành góc sai lệch = yc - p và biến đổi góc sai lệch thành điện
áp UG nhờ biến áp xoay:
0 0 . .( .)G G yc p GU K sin t K sin t , (1)
trong đó: KG - hệ số điều chỉnh của cảm biến góc, 0 = 2f0 - tốc độ góc của điện áp
nguồn nuôi. Tín hiệu đầu ra của biến áp xoay trong cảm biến tốc độ cũng là điện áp xoay
chiều với tần số f0 và có biên độ phụ thuộc vào tốc độ góc tuyệt đối của pháo, còn pha sẽ
thay đổi 180o khi dấu của tốc độ góc thay đổi:
0 . .
t
TĐ TĐ pU K s
H
C
in t , (2)
trong đó: KTĐ - hệ số điều chỉnh của cảm biến tốc độ, H = JR.R - momen động lượng của
con quay, Ct - độ cứng của lò xo thanh.
Hệ thống ổn định pháo có thể làm việc trong hai chế độ: chế độ ngắm bắn và chế độ ổn
định.
Nghiên cứu khoa học công nghệ
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 40, 12 - 2015 159
Chế độ ngắm bắn: Khi điều khiển ngắm bắn, pháo thủ thay đổi vị trí tay quay xác định
góc bắn yêu cầu yc, rô-to của biến áp xoay sẽ quay đi một góc so với sta-to của nó. Vì vậy
ở đầu ra biến áp xoay của cảm biến góc độ sẽ tạo ra điện áp UG tỉ lệ với góc sai lệch UG =
KG..sin0t. Đồng thời ở đầu ra biến áp xoay của cảm biến tốc độ cũng xuất hiện điện áp
UTĐ tỉ lệ với tốc độ góc tuyệt đối UTĐ dp/dt = p. Cả hai tín hiệu UG và UTĐ được
khuếch đại qua khâu khuếch đại điện tử và được đưa tới truyền động thủy lực. Xilanh lực
của truyền động thủy lực tạo ra momen làm quay pháo theo hướng giảm góc sai lệch. Khi
p đạt yc (p = yc) thì pháo dừng lại, kết thúc quá trình ngắm bắn. Khi trả tay quay của
trạm điều khiển về vị trí "0" thì mô men My tác động lên khung trong con quay ba bậc tự
do bằng 0 và quá trình ngắm bắn dừng lại.
Chế độ ổn định: Khi góc tầm của pháo bằng góc yêu cầu p = yc và hướng của trục
nòng pháo không thay đổi trong không gian, tức là pháo đã ổn định thì các tín hiệu UG = 0,
UTĐ = 0 và xilanh lực không tạo ra momen, pháo đứng yên. Nếu dưới tác động của momen
nhiễu, pháo bị lệch khỏi góc tầm yêu cầu pyc thì sta-to của biến áp xoay trong cảm biến
góc sẽ lệch đi so với rô-to của nó. Ở đầu ra của biến áp xoay có điện áp UG tỉ lệ với góc sai
lệch ( = yc - p). Đồng thời ở đầu ra biến áp xoay của cảm biến tốc độ có tín hiệu UTĐ
tỉ lệ với tốc độ góc của pháo UTĐ dp/dt = p. Các tín hiệu UG và UTĐ được cộng lại trong
mạch cộng và được đưa đến đầu vào của khâu khuếch đại điện tử. Dưới tác động của
momen cơ cấu điều khiển, xilanh lực của truyền động thủy lực sẽ tạo ra momen ổn định
pháo chống lại momen nhiễu và làm giảm góc sai lệch [2].
2.2.2. Nguyên lý hoạt động của hệ thống ổn định tháp
Đại lượng cần điều chỉnh là góc hướng t - góc quay của tháp cùng với pháo trong mặt
phẳng nằm ngang. Các chế độ ổn định và ngắm bắn của hệ ổn định tháp cũng tương tự như
các chế độ làm việc của hệ ổn định pháo. Các hệ thống ổn định pháo và ổn định tháp tuy
độc lập với nhau về chức năng, nhưng khi đặt trên xe tăng thì chúng liên kết với nhau
thành một tổ hợp kết cấu thống nhất tạo nên hệ ổn định vũ khí trong hai mặt phẳng.
2.3. Khảo sát hoạt động của khối con quay
Tiến hành thực nghiệm khảo sát hoạt động của khối con quay trong hệ thống ổn định
tháp pháo của xe tăng họ T54/T55 tại Phòng kiểm định sửa chữa – Phân xưởng Chuyên
ngành – Nhà máy Z153 – TCKT – BQP. Dụng cụ thực nghiệm là giá thử con quay tổng
hợp 12ГЗ-028 bao gồm: khối con quay, máy ô-xy-lô hoặc đồng hồ đo điện áp đầu ra, giá
thử con quay tổng hợp, nguồn điện một chiều (24V-28V, 20A) dùng để nuôi biến tần của
giá thử, máy biến tần có nhiệm vụ cung cấp điện áp 36V xoay chiều, f=400Hz cho khối
cảm biến con quay, thiết bị đo tốc độ vòng quay, các giắc cắm vào ra.
Khảo sát từng con quay trong khối con quay với các thiết bị trên: với trường hợp tĩnh
thì tín hiệu đầu ra của cảm biến góc độ không thay đổi tức là bằng 0. Tín hiệu đầu ra ở đây
chính là tín hiệu điện áp được lấy ra từ biến áp xoay, đó là tín hiệu điện áp xoay chiều hình
sin có tần số f=400Hz. Góc lệch tới hạn của cảm biến góc độ là ±45 độ, tương ứng với
biên độ của tín hiệu ra là từ 0V đến 15V. Tốc độ góc quay tới hạn của cảm biên tốc độ
góc là ±5 độ, tương ứng với biên độ của tín hiệu điện áp ra từ 0V đến 5V.
Giá trị thực nghiệm đo được khi cho cảm biến góc độ lệch đi một góc 270 thu được kết
quả như sau: tần số hoạt động f=409.8Hz, biên độ của tín hiệu ra là 9.20V. Như vậy kết
quả thực nghiệm đã đúng với những gì đã phân tích ở trên.
3. GIẢI PHÁP THAY THẾ KHỐI CON QUAY TRONG HỆ THỐNG ỔN ĐỊNH
T54B/T55 BẰNG KHỐI CON QUAY VI CƠ
3.1. Khối con quay vi cơ
Cơ kỹ thuật & Cơ khí động lực
V.T.T. Giáp, L.T. Hải, “Giải pháp thay thế khối con quay xe tăng họ T54B/T55.” 160
Khối con quay vi cơ là một thiết bị điện tử được dùng để đo các giá trị vận tốc, góc
lệch, gia tốc của một đối tượng chuyển động [4]. Cấu trúc của khối con quay vi cơ thường
bao gồm một khối với 3 cảm biến gia tốc và 3 cảm biến gyro. Các cảm biến gia tốc được
đặt sao cho các trục đo của chúng trực giao với nhau. Các cảm biến gyro cũng được đặt
trong hệ trực giao tương tự, đo vị trí góc quay có tham chiếu đến những hệ thống phối hợp
đã được chọn. Cảm biến gia tốc có đặc điểm là rất nhạy với các nhiễu từ bên ngoài tác
động vào. Nhưng bù lại góc tính từ cảm biến gia tốc sẽ không bị trôi. Còn cảm biến gyro
có một điểm yếu là khi để cảm biến nằm yên một vị trí cố định thì gyro vẫn bị thay đổi.
Đấy là do hiện tượng trôi của cảm biến gyro [5]. Vì thế cần kết hợp cả cảm biến gia tốc và
gyro để đưa ra góc chính xác nhất, khắc phục được lỗi của hai cảm biến trên.
Khối con quay vi cơ thế hệ mới còn có rất nhiều ưu điểm như về kích cỡ, khả năng
thích nghi với các môi trường khắc nghiệt, tích hợp cả cảm biến đo góc và đo tốc độ trên
cùng một khối. Đặc biệt là sẽ tiết kiệm được rất nhiều năng lượng cho việc duy trì hoạt
động của hệ thống ổn định. Nghiên cứu sử dụng khối con quay vi cơ MPU6050 của hãng
InvenSense để thực hiện mô phỏng (hình 2).
Hình 2. Sơ đồ nguyên lý cấu tạo khối con quay vi cơ MPU6050.
3.2. Mô phỏng lấy tín hiệu từ khối con quay vi cơ
Cảm biến MPU6050 có thể kết nối với các thiết bị theo chuẩn I2C, SPI. Kết nối giữa vi
điều khiển ATmega8 với cảm biến MPU6050 theo chuẩn kết nối I2C đã được chọn để đọc
tín hiệu đưa về từ cảm biến MPU6050 (hình3). Trên vi điều khiển ATmega8, có hỗ trợ giao
tiếp cứng chuẩn I2C. Chân 28 (PC5) đóng vai trò là chân phát xung nhịp giao tiếp, nối chân
28 với chân số 23 của cảm biến MPU6050. Chân số 27 (SDA) đóng vai trò là chân kết nối
đường truyền dữ liệu giao tiếp, tức là dữ liệu được truyền và nhận trên đường này:
Hình 3. Sơ đồ kết nối khối cảm biến MPU6050 chuẩn I2C.
Để khắc phục được lỗi của hai cảm biến gyro và cảm biến gia tốc, ta tính toán góc
nghiêng kết hợp từ tín hiệu của cả hai cảm biến, sau đó đưa vào bộ lọc Kalman kết hợp cả
tín hiệu từ cảm biến gia tốc và cảm biến gyro để tìm ra giá trị gần nhất với giá trị thực, đưa
MPU6050
Vi Điều Khiển
ATmega8 23
24
13
18
10
SCL
SDA
VDD
GND
REGOUT
Nghiên cứu khoa học công nghệ
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 40, 12 - 2015 161
ra góc chính xác nhất, ổn định và đáng tin cậy hơn để dùng trong điều khiển hoạt động của
hệ thống.
Với các tín hiệu thu được, qua biến đổi và mã hõa để truyền lên máy tính qua cổng
COM, bằng modul truyền thông nối tiếp UART của vi điều khiển ATmega8 theo chuẩn
giao tiếp RS-232 thu được kết quả mô phỏng trên hình 4, trong đó: 1, 2, 3, 4 - đồ thị thể
hiện sự thay đổi của góc và vận tốc góc theo thời gian của 2 trục tọa độ X và Y; 5 - bảng
thông số thể hiện giá trị của vận tốc góc theo 2 trục X và Y; 6 - bảng thông số thể hiện giá
trị của góc lệch so với các trục tọa độ; 7 - mô phỏng 3D khi cảm biến chuyển động trong
không gian; 8 - bảng thông số thể hiện các giá trị góc và vận tốc góc của cảm biến đó được
sau khi đưa qua bộ lọc để đạt được giá trị đúng nhất.
Hình 4. Mô phỏng kết quả tín hiệu của cảm biến MPU6050.
3.3. Giải pháp thay thế khối con quay
Từ kết quả khảo sát hoạt động của khối con quay trong hệ thống ổn định tháp pháo xe
tăng họ T54/T55 (mục 2.3)và phần khảo sát hoạt động của khối cảm biến MPU6050 thấy
rằng có thể đưa ra giải pháp thay thế khối con quay trong hệ thống ổn định của xe tăng họ
T54B/T55 bằng khối con quay vi cơ thế hệ mới. Giải pháp đồng bộ khối con quay cũ và
con quay vi cơ gồm đồng bộ về gá đặt khối cảm biến vi cơ và đồng bộ về tín hiệu.
3.3.1. Giải pháp đồng bộ về gá đặt khối con quay vi cơ
Đối với hệ ổn định của pháo, khối con quay vi cơ được bố trí sao cho trục y-y song
song với trục tai máng, còn trục x-x song song với trục nòng pháo. Với việc bố trí như trên
đã đồng bộ về mặt hình học khi đo sai lệch của pháo trong mặt phẳng tầm. Đối với hệ
thống cũ góc lệch là góc xoay quanh trục x-x so với vị trí ban đầu, còn đối với hệ thống
mới góc lệch là góc xoay quanh trục y-y. Đối với hệ thống ổn định tháp, khối con quay vi
cơ được bố trí sao cho trục x-x vuông góc với trục nòng pháo và song song với trục tai
máng, còn trục y-y song song với trục nòng phao: đối với hệ thống cũ góc lệch là góc xoay
quanh trục x-x so với vị trí ban đầu, và hệ thống mới góc lệch là góc xoay quanh trục z-z.
Tất cả các khối cảm biến con quay của ổn định tầm và ổn định hướng đều được bố trí
trong hộp cảm biến con quay. Hộp con quay cố định vào máng pháo ở phía dưới bằng ba
vít trên đệm giảm chấn riêng.
Hệ thống ổn định của xe tăng họ T54B/T55, có hai chế độ làm việc cơ bản, đó là: chế
độ ngắm bắn và chế độ ổn định. Trong chế độ ngắm bắn, pháo thủ điều khiển sự di chuyển
Cơ kỹ thuật & Cơ khí động lực
V.T.T. Giáp, L.T. Hải, “Giải pháp thay thế khối con quay xe tăng họ T54B/T55.” 162
của pháo và tháp pháo bằng tay. Đối với con quay vi cơ, không có khung ngoài để tạo ra
góc lệch trực tiếp bên trong con quay giúp pháo thủ đưa pháo (hoặc tháp pháo) đến vị trí
yêu cầu. Do đó, cần đưa thêm một giải pháp cơ khí để khi đồng bộ khối con quay vi cơ, hệ
ổn định vẫn hoạt động được trong chế độ ngắm bắn. Trong hệ ổn định tầm bố trí thêm cơ
cấu cơ khí một bậc tự do, có thể quay khối con quay vi cơ trong mặt phẳng tầm, tức là có
thể quay quanh trục y-y. Khi pháo thủ muốn đưa pháo đến vị trí mong muốn, tín hiệu từ
trạm điều khiển sẽ tác động vào cơ cấu cơ khí này làm cho cả khối con quay vi cơ quay đi
một góc, góc này có giá trị và chiều đúng bằng sự dịch chuyển của nòng pháo. Sự sai lệch
về góc độ này, sẽ được chuyển đổi về thành tín hiệu điện áp một chiều, để đưa pháo đến vị
trí mà pháo thủ mong muốn. Đối với hệ ổn định hướng cũng bố trí một cơ cấu cơ khí
tương tự như trên. Cơ cấu cơ khí này sẽ quay quanh trục z-z.
3.3.2. Giải pháp đồng bộ về mặt tín hiệu
Tín hiệu ra khối cảm biến vi cơ cho hai giá trị góc lệch và vận tốc góc theo dạng số.
Còn giá trị đầu ra của khối cảm biến con quay cũ là tín hiệu điện áp, có biên độ tỉ lệ với
thay đổi về góc lệch và vận tốc góc. Để thay thế được khối cảm biến con quay cũ bằng
khối cảm biến vi cơ phải đồng nhất được hai tín hiệu đầu ra dạng số của khối cảm biến vi
cơ về dạng tín hiệu ra là điện áp xoay chiều, có biên độ tỉ lệ với sai lệch của góc và vận tốc
góc và tần số f=400Hz.
Hình 5. Sơ đồ khối chuyển đổi tín hiệu đầu ra của cảm biến MPU6050.
Theo sơ đồ trên hình 5, trước tiên sử dụng một tín hiệu xoay chiều hình sin, có tần số
f=400Hz và biên độ 7.5V đối với cảm biến góc độ. Cho tín hiệu này đi qua bộ chuyển đổi
từ tín hiệu điện áp xoay chiều sang một chiều để được tín hiệu một chiều biến thiên có giá
trị thay đổi từ 0 ÷ 15V. Tiếp tục cho tín hiệu này đi qua bộ ADC thu được hiệu Z. Tín hiệu
này và giá trị góc của khối cảm biến vi cơ đưa qua bộ nhân có dấu nhận được tín hiệu góc
điều biên ở dạng số A = Z.α.Sgn(α).Kα, trong đó, Sgn(α) là hàm dấu phát hiện ra chiều
quay của góc lệch α, Kα là một hệ số tỉ lệ chọn sao cho phù hợp với sự thay đổi của góc
lệch α. Bộ nhân có dấu ở đây nghĩa là: tín hiệu sau khi nhân được có dấu ‘+’ thì tín hiệu ra
sẽ đồng với tín hiệu chuẩn, còn nếu tín hiệu ra có dấu ‘-’ thì tín hiệu ra có pha ngược 1800
so với tín hiệu chuẩn. Tín hiệu A tiếp tục đưa qua bộ DAC có dấu, sẽ được tín hiệu góc ở
dạng tương tự C = Kα.α.Sin(ω0t), tín hiệu C là tín hiệu xoay chiều, có biên độ Kα.α phụ
thuộc vào góc lệch α, và có tần số f = 400Hz. Làm tương tự với giá trị vận tốc góc sẽ được
tín hiệu D = Kω.ωp.Sin(ωo.t), trong đó, ωp là tốc độ quay của nòng pháo, Kω là một hệ số tỉ
lệ chọn sao cho phù hợp với sự thay đổi của vận tốc góc ωp [5].
Nghiên cứu khoa học công nghệ
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 40, 12 - 2015 163
Qua phân tích ở trên đã chuyển đổi được tín hiệu ra của cảm biến vi cơ MPU6050 từ
dạng số về dạng tương tự theo chuẩn của công thức trên phù hợp với việc ghép nối tín hiệu
ra của cảm biến MPU6050 vào hệ thống ổn định của xe tăng họ T54B/T55.
4. KẾT LUẬN
Bài báo đã phân tích cấu tạo, nguyên lý hoạt động của khối con quay trong hệ thống ổn
định tháp pháo xe tăng họ T54B/T55, đi sâu phân tích cụ thể hoạt động của từng cảm biến
con quay trong hệ ổn định tầm và hướng. Đồng thời, thực nghiệm khảo sát quá trình hoạt
động thực tế khối con quay trong hệ thống ổn định tháp pháo xe tăng họ T54B/T55. Khảo
sát hoạt động của khối con quay vi cơ thế hệ mới, giải mã và mô phỏng được tín hiệu góc
nghiêng và vận tốc góc từ khối con quay vi cơ thế hệ mới. Trên cơ sở đó đã đề xuất một giải
pháp giải pháp đồng bộ về mặt cơ khí và tín hiệu khi thay thế khối cảm biến con quay cũ
bằng khối cảm biến vi cơ thế hệ mới trong hệ thống ổn định xe tăng họ T54B/T55. Để đưa
được vào thưc tế, còn cần nhiều thực nghiệm đánh giá trên xe tăng trong các điều kiện cụ
thể, để hiệu chỉnh các sai số cũng như có được giải pháp phù hợp thực tế nhất về mặt cơ khí
và đồng bộ tín hiệu. Đây cũng chính là hướng mở của nghiên cứu để các nghiên cứu sau tiếp
tục phát triển, hoàn thiện và đưa vào áp dụng đáp ứng tình hình đảm bảo trang bị thực tế.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. “Руководство по материальной части и эксплуатации танкa Т55”, Москва,
1969.
[2]. Vũ Xuân Thái, “Các hệ thống tự động điều khiển vũ khí”, Học viện Kỹ thuật Quân sự
(2008).
[3]. Bùi Ngọc Hồi, Lê Văn Hoàng, Nguyễn Văn Tuyến, “Phương trình chuyển động của
con quay hai bậc tự do đo tốc độ góc có tính đến ảnh hưởng của các yếu tố kết cấu và
động lực” TC. Nghiên cứu KHCNQS. Số 33 (2014), tr. 3-8.
[4]. Boxenhorn B., “Planar inertial sensor” United States Patent N 4,598,585. July 8,
1986. International Class: G01P 015/02.
[5]. Vũ Thế Trung Giáp, “Sai số con quay vi cơ do rung góc chân đế”. TC. Nghiên cứu
KHCNQS. Số 29 (2014), tr. 139-146.
ABSTRACT
A SOLUTION FOR REPLACING GYROSCOPE BLOCK IN STABILIZATION
SYSTEM FOR TANK TURRET T54B/T55
In this paper, the research results on gyroscopes block in stabilization system of
the tank turret T54B/T55 are presented. The structure and operation principle of
gyroscopes block are investigated in detail. After abservation of principle of
micromechanical gyroscopes the synchronous solution to replace gyroscopes block
in stabilization system for tank turret T54B/T55 is proposed. With proposed
structure, the output parameters of stabilization system can be compared to that of
the tank turret T54B/T55.
Keywords: Stabilization system, Tank, Micromechanical Gyroscope.
Nhận bài ngày 23 tháng 10 năm 2015
Hoàn thiện ngày 14 tháng 12 năm 2015
Chấp nhận đăng ngày 25 tháng 12 năm 2015
Địa chỉ: 1 Học viện Kỹ thuật quân sự;
2 Viện Điện tử, Viện Khoa học Công nghệ quân sự.
*Email: vuthetrunggiap@mta.edu.vn
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- 22_giap_3792_2150092.pdf