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