Tiếp cận kỹ thuật phóng tên lửa đẩy tầm thấp bằng mô hình vật lý dựa trên cơ sở mẫu tên lửa thử nghiệm TV-01

Chi tiết

Được đăng ngày Thứ hai, 10 Tháng 10 2016 14:51

Yêu cầu khai thác, làm chủ công nghệ vệ tinh nhỏ cho các mục đích quan trắc trái đất và viễn thông là một trong các mục tiêu cơ bản của Chương trình Khoa học công nghệ vũ trụ giai đoạn 2012-2015. Để nghiên cứu không gian vũ trụ, phóng vệ tinh lên quỹ đạo, phương tiện duy nhất là tên lửa đẩy; tuy nhiên đây là kỹ thuật phức tạp, yêu cầu công nghệ cao và chỉ một vài nước trên thế giới có thể làm chủ. Ở nước ta, Chiến lược nghiên cứu và ứng dụng công nghệ vũ trụ đến năm 2020 được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt tháng 6/2006 đã đề cập đến nhiệm vụ nghiên cứu phát triển về công nghệ tên lửa đẩy, nhưng cho đến nay mới chỉ có một số nghiên cứu sơ bộ ban đầu, hoàn toàn mang tính chất lý thuyết.

Nhằm đạt được mục tiêu đề ra trong Chiến lược của Chính phủ nói chung và mục tiêu của Chương trình KHCN vũ trụ giai đoạn 2012-2015 nói riêng, nhóm các nhà khoa học thuộc Học viện Kỹ thuật Quân sự, Viện Khoa học và Công nghệ Quân sự, Hội Hàng không Vũ trụ Việt Nam, Trung tâm Vệ tinh Quốc gia đã triển khai thực hiện đề tài VT/TLĐ/14-15 “Tiếp cận kỹ thuật phóng tên lửa đẩy tầm thấp bằng mô hình vật lý dựa trên cơ sở mẫu tên lửa thử nghiệm TV-01” do PGS.TS Vũ Thanh Hải chủ trì với mục tiêu triển khai thực hiện những nghiên cứu sâu hơn về tên lửa đẩy, theo đó kết hợp chặt chẽ lý thuyết với thử nghiệm mô hình, theo hướng tên lửa thăm dò, cho phép kiểm nghiệm, đánh giá, so sánh thực tế về kỹ thuật và công nghệ trong lĩnh vực này.

Các nội dung khoa học chính đã được đề tài thực hiện bao gồm:

Nghiên cứu và đề xuất các yêu cầu về kỹ thuật, công nghệ, an toàn trong quá trình thiết kế, chế tạo, tích hợp các bộ phận và thử nghiệm tên lửa mô phỏng quá trình phóng tên lửa đẩy tầm thấp trên cơ sở tận dụng tối đa năng lực hiện có, trong đó chú trọng một số nội dung có tính đặc thù như: Kỹ thuật và công nghệ tạo ra tổ hợp động cơ tên lửa nhiên liệu rắn; Kỹ thuật thiết kế bệ phóng; Kỹ thuật phóng thẳng đứng và ổn định tên lửa khi bay; Kỹ thuật điều khiển bẻ nghiêng góc quỹ đạo bay của tên lửa; Kỹ thuật tách tầng; Kỹ thuật tách hộp vệ tinh ra khỏi tên lửa mang.

Thiết kế, chế tạo tên lửa thử nghiệm TV-01 để mô phỏng trên thực địa quá trình phóng tên lửa đẩy mang vệ tinh lên quỹ đạo, bao gồm: Nghiên cứu lập nhiệm vụ kỹ thuật của tên lửa như phân tích các chỉ tiêu của mô hình vật lý và trên cơ sở năng lực kỹ thuật và công nghệ hiện có, tiến hành xây dựng các phương án kỹ thuật chung đối với tên lửa mô phỏng và hình thành nhiệm vụ kỹ thuật đối với việc thiết kế chế tạo tên lửa thử nghiệm TV-01; Nghiên cứu thiết kế hệ thống, thực hiện các nội dung của việc thiết kế sơ bộ đối với tên lửa thử nghiệm TV-01; Nghiên cứu thiết kế chế tạo hệ thống động cơ: Thực hiện các thử nghiệm phân đoạn cần thiết; tính toán và thiết kế, lập các bản vẽ chế tạo và điều kiện kỹ thuật đối với hệ thống động cơ; Nghiên cứu công nghệ và tiến hành chế thử, thử nghiệm đối với toàn bộ hệ thống động cơ tên lửa thử nghiệm TV-01. Nghiên cứu thiết kế chế tạo thân cánh, hệ thống tách và truyền động lái: Tiến hành tính toán, thiết kế, lập bộ bản vẽ chế tạo và điều kiện kỹ thuật, nghiên cứu công nghệ và thực hiện chế tạo, thử nghiệm các mẫu sản phẩm. Thiết kế chế tạo và thử nghiệm hệ thống điện, điều khiển: chọn lựa các thiết bị phần cứng phù hợp (các cảm biến MEMS, máy tính, máy lái), phát triển phần mềm, tích hợp hệ thống và thử nghiệm.

Lắp ráp tên lửa TV-01 để thử nghiệm bắn bay

Mẫu tên lửa thử nghiệm TV-01 khởi động trên bệ phóng

Tên lửa thử nghiệm TV-01 có kết cấu 2 tầng động cơ (động cơ phóng, động cơ hành trình) và 1 tầng công tác mang "hộp vệ tinh" đến vị trí xác định trong không gian. Tên lửa thử nghiệm TV-01 đã bay lên được độ cao hơn 4000m, tầm xa hơn 3000m, thực hiện được các quá trình tách tầng, bung dù thu hồi "hộp vệ tinh". Hầu hết các hệ thống, thiết bị trên tổ hợp tên lửa thử nghiệm TV-01 (trừ 1 số linh kiện, thiết bị của phần điều khiển) được chế tạo hoàn toàn bằng công nghệ và nguồn vật liệu, nhiên liệu trong nước.

Bên cạnh đó, nhóm tác giả cũng đã thiết kế, chế tạo tên lửa mô hình, là dạng tên lửa đẩy có kích thước nhỏ, mục đích sử dụng chủ yếu cho nghiên cứu và thử nghiệm mô hình khí động học; phóng và thử nghiệm mô hình vệ tinh (ví dụ CanSat) hoặc các thiết bị không gian cỡ rất nhỏ lên độ cao vài trăm mét. Kết quả thu được là tên lửa mô hình đã phóng lên đạt được độ cao vài trăm mét, tách (thả) mô hình vệ tinh (CanSat) và sau đó được thu hồi bằng dù.

Tên lửa mô hình

Thử bay (phóng thử nghiệm) tại hiện trường tên lửa thử nghiệm TV-01 và tên lửa mô hình cũng đã được thực hiện với mục đích xác định các tham số quỹ đạo chuyển động và vận tốc của tên lửa; Xác định các thời điểm bẻ nghiêng quỹ đạo, tách tầng, tách hộp vệ tinh từ đó phân tích các số liệu và hình ảnh thu được do hệ thống viễn trắc và hệ thống quan sát tự động ghi được trong quá trình thử nghiệm, tìm nguyên nhân trục trặc kỹ thuật và đề xuất các biện pháp khắc phục, hoàn thiện thiết kế và công nghệ chế tạo các sản phẩm. Trong phóng thử bay cần chuẩn bị các mẫu của tên lửa cho các cuộc thử nghiệm và chuẩn bị các hệ thống thiết bị khác để phóng thử nghiệm tên lửa tại trường bắn.

Hội đồng nghiệm thu kỹ thuật đánh giá kết quả phóng thử nghiệm tại hiện trường

Bên cạnh các kết quả nghiên cứu khoa học, đề tài đã tổ chức 03 hội thảo, trong đó có 01 hội thảo xác định nghiên cứu lựa chọn thông số, phương án kỹ thuật thiết kế chế tạo tên lửa thử nghiệm TV-01, 02 hội thảo đánh giá kết quả phân đoạn và 01 hội thảo đánh giá kết quả thử nghiệm bắn bay.

Đề tài đã công bố 20 bài báo tại các Hội nghị khoa học toàn quốc, 02 bài đăng trên Tạp chí Khoa học và Kỹ thuật, đã đăng ký 01 sáng chế tại Cục Sở hữu trí tuệ Việt Nam. Các nội dung khoa học của đề tài cũng đã góp phần đào tạo thành công 03 thạc sĩ và đang đào tạo 01 tiến sĩ.

Hội đồng Khoa học và Công nghệ cấp Nhà nước tổ chức đánh giá nghiệm thu kết quả đề tài

Ngày 26/9/2016, đề tài được Hội đồng Khoa học và Công nghệ cấp Nhà nước tổ chức đánh giá nghiệm thu. Hội đồng nghiệm thu đánh giá cao kết quả của đề tài, đặc biệt là tính cấp thiết, tính thực tiễn và ý nghĩa khoa học cũng như sự quyết tâm, nỗ lực, tinh thần trách nhiệm cao của nhóm đề tài trong suốt quá trình thực hiện. Hội đồng nghiệm thu đã đánh giá đề tài đạt loại Khá, và kiến nghị cơ quan quản lý các cấp cho triển khai các nghiên cứu tiếp theo để hoàn thiện, nâng cao các chỉ tiêu của tên lửa thử nghiệm TV-01 nói riêng cũng như tiếp tục hướng nghiên cứu về lĩnh vực tên lửa đẩy nói chung.

Chủ nhiệm đề tài: PGS.TS.Vũ Thanh Hải
Mã số: VT/TLĐ/14-15