B
Ộ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ QUỐC PHÒNG
VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ QUÂN SỰ
NGUYỄN HANH HOÀN
KHẢO SÁT HIỆU QUẢ
CỦA CÁC DẠNG CƠ ĐỘNG TÊN LỬA ĐỐI HẢI
ĐỂ VƯỢT HỎA LỰC PHÁO PHÒNG KHÔNG TRÊN TÀU
Chuyên ngành: Kỹ thuật cơ khí động lực
Mã số: 62 52 01 16
TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT
Hà Nội, 2017
CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI
VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ QUÂN SỰ-BỘ QUỐC PHÒNG
Người hướng dẫn khoa học:
1. TS. Lê Kỳ Biên
2. PGS. TS. Phạm Đức Hùng
Phản biện 1: PGS. TS. Lê Minh Thái
Học viện Kỹ thuật quân sự
Phản biện 2: PGS. TS. Nguyễn Văn Chúc
Viện Khoa học và Công nghệ quân sự
Phản biện 3: PGS. TS. Thái Doãn Tường
Viện Kỹ thuật quân sự Phòng không - Không quân
Luận án được bảo vệ tại hội đồng chấm luận án tiến sĩ và họp tại
Viện Khoa học và Công nghệ quân sự vào hồi .....giờ, ngày....
tháng.....năm .....
Có thể tìm hiểu luận án tại:
- Thư viện Viện Khoa học và Công nghệ quân sự
- Thư viện Quốc gia Việt Nam
1
MỞ ĐẦU
Tính cấp thiết của đề tài: nâng cao tính năng chiến kỹ thuật của vũ
khí trang bị kỹ thuật nói chung và tên lửa đối hải (TLĐH) nói riêng nhằm
đáp ứng yêu cầu bảo đảm sẵn sàng chiến đấu luôn là nhiệm vụ quan trọng
đặt ra cho quân đội. Đối với các TLĐH, khả năng vượt hỏa lực phòng
không (HLPK) của tàu địch là một trong các yêu cầu chiến kỹ thuật chính.
Việc nghiên cứu các biện pháp vượt HLPK của TLĐH luôn được quân đội
các nước trên thế giới quan tâm và đã được áp dụng trong thiết kế và chế
tạo nhiều loại tên lửa. Một trong các giải pháp được cho là hiệu quả, ít tốn
kém và tương đối phù hợp là sử dụng các quỹ đạo cơ động phức tạp cho
TLĐH nhằm vượt hỏa lực của hệ thống pháo phòng không tự động
(PPKTĐ) trên tàu địch. Tuy nhiên, do lĩnh vực nghiên cứu mang tính đặc
thù quân sự cao, nên các nghiên cứu về phương pháp vượt hỏa lực PPKTĐ
của TLĐH thường không được công bố.
Xuất phát từ các lý do đã nêu, đề tài “Khảo sát hiệu quả của các
dạng cơ động tên lửa đối hải để vượt hỏa lực pháo phòng không trên
tàu” được đặt ra nghiên cứu là rất cần thiết và có tính thời sự.
Mục đích nghiên cứu: đánh giá hiệu quả của các dạng cơ động
TLĐH để vượt hoả lực PPKTĐ trên tàu; đề xuất một số khuyến nghị về
tính năng chiến kỹ thuật cho các tổ hợp TLĐH trong quá trình thiết kế sơ
bộ để nâng cao hiệu quả chiến đấu.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu: TLĐH và tổ hợp PPKTĐ trên
tàu. Tương tác hai chiều giữa TLĐH và PPKTĐ khi tên lửa bắn đơn và bắn
loạt. Phạm vi nghiên cứu là tình huống tác chiến “một đối một”, tức là một
TLĐH hoặc một loạt TLĐH tấn công một tàu địch có một tổ hợp PPKTĐ
bảo vệ.
Nội dung chính của luận án: tổng quan về các biện pháp nâng cao
khả năng vượt hỏa lực pháo phòng không trên tàu của TLĐH; xây dựng mô
hình động học mô tả cơ động của tên lửa đối hải trong giai đoạn tiếp cận
mục tiêu và cơ sở bài toán tương tác bắn; xây dựng mô hình toán học đánh
giá tương tác hai chiều giữa TLĐH và tổ hợp PPKTĐ trên tàu; đánh giá
hiệu quả của các dạng cơ động TLĐH để vượt hoả lực PPKTĐ trên tàu.
Phương pháp nghiên cứu: nghiên cứu lý thuyết kết hợp với mô
phỏng “bắn thử nghiệm” trên máy tính nhằm đánh giá định lượng hiệu quả
các dạng cơ động TLĐH để vượt hỏa lực pháo phòng không trên tàu.
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án:
- Xây dựng được mô hình toán học đánh giá tương tác hai chiều giữa
TLĐH và tổ hợp PPKTĐ trên tàu có xét đến các phương án cơ động phức
tạp của tên lửa. Lập chương trình mô phỏng số đánh giá định lượng hiệu
quả vượt hỏa lực của PPKTĐ của các dạng cơ động TLĐH.
2
- Trong quá trình thiết kế, nghiên cứu cải tiến các TLĐH có thể sử
dụng phương pháp dẫn kết hợp, lập trình cho máy tính trên khoang của tên
lửa, điều khiển tên lửa cơ động phức tạp ở giai đoạn tiếp cận tàu địch
(khoảng 1÷3 chu kỳ cơ động) sẽ tăng đáng kể xác suất vượt hỏa lực của
PPKTĐ, nâng cao hiệu quả bắn cho tên lửa. Thiết lập công cụ hữu ích trợ
giúp trong thiết kế sơ bộ các loại TLĐH.
Kết quả nghiên cứu đáp ứng việc thực hiện nhiệm vụ đánh giá hiệu
quả chiến đấu của tên lửa, phục vụ trực tiếp cho công tác nghiên cứu thiết
kế, chế tạo tên lửa trong nước.
Luận án gồm phần mở đầu, kết luận và 4 chương được trình bày
trong 126 trang đánh máy khổ A4, 53 hình vẽ, đồ thị và 22 bảng, ngoài ra
còn có phần phụ lục trình bày code chương trình.
Chương 1. TỔNG QUAN
VỀ CÁC BIỆN PHÁP NÂNG CAO KHẢ NĂNG VƯỢT HỎA LỰC
PHÁO PHÒNG KHÔNG TRÊN TÀU CỦA TÊN LỬA ĐỐI HẢI
Cho đến nay, các nghiên cứu được công bố trong và ngoài nước về
các biện pháp nâng cao hiệu quả vượt HLPK trên tàu địch cho TLĐH chưa
nhiều. Các công trình chủ yếu đi sâu vào đánh giá hiệu quả vượt hỏa lực
của lớp tên lửa phòng không tầm thấp (TLPKTT).
Ở cự ly gần (cách tàu 2÷7km), PPKTĐ có hiệu quả cao hơn so với
TLPKTT trong việc chế áp TLĐH. Với tốc độ bắn lớn (hơn 4000
viên/phút), thời gian chuẩn bị ngắn (2÷4s) nhiều tổ hợp PPKTĐ có xác suất
bắn trúng TLĐH dưới âm rất cao (gần bằng 1). Do vậy, để nâng cao hiệu
quả chiến đấu của tên lửa, các nhà thiết kế cần tìm ra các biện pháp nhằm
tăng khả năng vượt hỏa lực pháo phòng không trên tàu cho TLĐH.
Qua phân tích tài liệu, biện pháp sử dụng các quỹ đạo cơ động phức
tạp cho TLĐH là phương án khả thi và thích hợp đối với điều kiện của
nước ta hiện nay. Các quỹ đạo cơ động của TLĐH có hiệu quả cao trong
việc tránh hỏa lực PPKTĐ gồm: cơ động con rắn trong một mặt phẳng và
cơ động xoắn ốc trong không gian. Cơ động xoắn ốc là dạng cơ động con
rắn của tên lửa đồng thời trong hai mặt phẳng.
Nếu chỉ sử dụng các phương pháp dẫn thông thường, thì tên lửa khó
có thể thực hiện các quỹ đạo cơ động phức tạp. Vì vậy, luận án đề xuất
phương pháp “dẫn kết hợp” trên cơ sở phương pháp dẫn tiếp cận tỷ lệ cổ
điển. Yêu cầu khi cơ động, tên lửa phải đảm bảo tự dẫn tới mục tiêu.
Để đánh giá hiệu quả bắn, thường sử dụng các phương pháp sau: bắn
thử nghiệm trên thực địa, nghiên cứu lý thuyết (phương pháp giải tích và
phương pháp mô phỏng thực nghiệm Monte-Carlo). Phương pháp mô
phỏng Monte-Carlo cho phép tính tới hầu hết các yếu tố ảnh hưởng đến quá
3
trình bắn gần sát với thực tế, phương pháp này phù hợp với điều kiện
nghiên cứu ở Việt Nam và được lựa chọn sử dụng trong luận án.
Về cơ bản các loại TLĐH trên thế giới được chia làm ba lớp tương
ứng với ba loại đường kính đặc trưng là: 0,2m (tên lửa chiến thuật), 0,4m
(tên lửa chiến dịch - chiến thuật), 0,7m (tên lửa chiến dịch) và dải vận tốc
bay hành trình: từ 100 m/s đến 1000 m/s. Những thông số này được dùng
làm số liệu giả định phục vụ nghiên cứu khảo sát.
Từ ưu nhược điểm, tính năng chiến kỹ thuật của các tổ hợp PPKTĐ,
lựa chọn hai tổ hợp PPKTĐ phục vụ cho khảo sát của luận án là: tổ hợp
Goalkeeper và tổ hợp Vunkal - Phalanx.
Việc đánh giá kiểm chứng thuật toán đã xây dựng trong luận án được
thực hiện qua việc so sánh kết quả mô phỏng số với thông số về hiệu quả
tiêu diệt TLĐH của các tổ hợp PPKTĐ đã được công bố.
Kết luận chương 1
Chương 1 phân tích những vấn đề tổng quan, qua đó khẳng định
được tính mới, tính cần thiết và làm rõ mục đích, ý nghĩa, đối tượng, phạm
vi nghiên cứu của luận án. Qua đó thấy rằng:
- TLĐH hiện đại buộc phải cơ động một cách hợp lí ở giai đoạn tiếp
cận mục tiêu, nếu không sẽ bị tiêu diệt bởi hệ thống PPKTĐ với xác suất
rất cao. Cơ động càng phức tạp với điều kiện đảm bảo các thông số cho
phép của tên lửa, thì càng mang lại hiệu quả cao, đặc biệt là kiểu cơ động
xoắn ốc trong không gian. Tuy nhiên phải có cơ sở khoa học và nền tảng
công nghệ vững chắc để hiện thực hóa các kiểu cơ động này.
- Trên cơ sở phân tích các phương pháp đánh giá hiệu quả bắn, lựa
chọn phương pháp mô phỏng thực nghiệm Monte-Carlo để khảo sát tương
tác giữa TLĐH và PPKTĐ trên tàu, từ đó đưa ra những đánh giá định lượng
về hiệu quả vượt hỏa lực PPKTĐ trên tàu của các dạng cơ động TLĐH.
- Để tiến hành so sánh, đánh giá hiệu quả của các dạng cơ động
TLĐH, cần xây dựng các mô hình toán học mô tả tương tác hai chiều giữa
tổ hợp PPKTĐ và TLĐH khi tên lửa bắn đơn và bắn loạt.
Đây là các nội dung chính sẽ được tiến hành ở các chương tiếp theo
của luận án.
Chương 2. XÂY DỰNG MÔ HÌNH ĐỘNG HỌC
MÔ TẢ CƠ ĐỘNG CỦA TÊN LỬA ĐỐI HẢI TRONG GIAI ĐOẠN
TIẾP CẬN MỤC TIÊU VÀ CƠ SỞ BÀI TOÁN TƯƠNG TÁC BẮN
2.1. Cơ sở xây dựng các mô hình động học
Trường hợp tổng quát, nghiên cứu xây dựng mô hình động học mô tả
cơ động xoắn ốc của tên lửa, cơ động con rắn là trường hợp riêng khi một
trong hai gia tốc tạo cơ động theo phương ngang hoặc đứng bằng không.