CHƯƠNG 1. Lßch sử hình thành và phát trißn cÿa nß lõm Nh° đã trình bày ç phÁn mç đÁu, thi¿t bá nã lõm đ°ÿc đánh nghĩa là mát khßi thußc nã hình trā, lõm ç đáy phía đßi dián vãi ngòi nã [3]. N¿u phÁn lõm căa khßi thußc nã không chąa lãp lót, nó đ°ÿc gãi là nã lõm rßng. N¿u phÁn lõm chąa mát lãp lót đ°ÿc làm từ kim lo¿i, hÿp kim, thăy tinh, gßm, gß ho¿c vÃt liáu khác, thi¿t bá đ°ÿc gãi là thi¿t bá nã lõm đánh hình (sau đây gãi tÅt là thi¿t bá nã lõm).
Hình d¿ng căa lãp lót có thể là hình phßu (nón), hình chỏm cÁu, hình parabol ho¿c b¿t kỳ hình cung nào. Lách sÿ phát minh và phát triển thi¿t bá nã lõm chß bÅt đÁu sau khi Alfred Nobel phát minh ra thußc nã vào năm 1867. Nhāng thí nghiám căa Charles Munroe, mát kỹ s° căa HÁi quân Hoa Kỳ vào năm 1888 đã đáng phát hián ra hián t°ÿng nã lõm. Ông dùng mát khßi thußc nã hình trā, m¿t đßi dián vãi ngòi nã ông khÅc 3 chā cái USN (United States Navy) [4].
Khi cho nã khßi thußc nã trên bề m¿t thép, ông nhÃn th¿y trên bề m¿t thép in hình chā USN từ khßi thußc nã. Sau đó ông còn quan sát th¿y, n¿u khßi thußc nã hình trā đ°ÿc khoét lõm ç đÁu phía đßi dián ngòi nã, chiều sâu xuyên vào thép tăng lên. Từ đó ông đ°a ra k¿t luÃn, thép bá xuyên do khßi thußc nã đã tÃp trung năng l°ÿng theo h°ãng lõm căa khßi thußc nã. Mát thí nghiám đ°ÿc coi là d¿ng nã lõm có phßu lót đÁu tiên cũng do Munroe thực hián.
Ông l¿y mát vỏ đá háp, bỏ mát đáy, ßp thußc nã xung quanh đá háp và phía trên đá háp. Đáy rßng đ°ÿc h°ãng xußng phía d°ãi có đ¿t t¿m thép. Khi nã, thi¿t bá t¿o ra lß xuyên trên t¿p thép lót. Sau đó, ngay từ đÁu nhāng năm 1910s các thi¿t bá nã lõm t°¢ng tự đ°ÿc đăng ký sáng ch¿ t¿i Đąc, V°¢ng qußc Anh.
Trong đó đáng chú ý là t¿i Đąc, năm 1914 Neumann đã t¿o ra thi¿t bá nã lõm không phßu lót, có thể xuyên sâu vào thép [5]. Từ đó, hiáu ąng Munroe đ°ÿc công nhÃn t¿i Hoa Kỳ và V°¢ng qußc Anh nh° là nguyên lý căa nã lõm, trong khi t¿i Đąc ng°åi ta cho rằng, nã lõm dựa trên hiáu ąng Neumann. Dựa trên nguyên lý này, năm 1941 t¿i Đąc đã t¿o ra thi¿t bá nã lõm t°¢ng đßi hoàn chßnh vãi khßi thußc nã hình trā, lõm ç đáy đßi dián vãi ngòi nã, đ°ÿc lót bằng phßu lót ch¿ t¿o từ thép, đ¿t ç mát khoÁng cách nh¿t đinh so vãi bia thép [6]. Thußc nã có thành phÁn 50% là thußc nã TNT 5 và 50% là thußc nã cyclonite.
Khi kích nã, thi¿t bá đã t¿o ra lß xuyên vào thép. Bằng thực nghiám, đã tìm ra sự phā thuác căa chiều sâu xuyên vãi khoÁng cách từ m¿t đáy phßu lót tãi bia thép. Ti¿p theo viác phát hián ra hiáu ąng nã lõm, r¿t nhiều nghiên cąu đã đ°ÿc thực hián để phát triển và hoàn thián nhằm đ°a vào ąng dāng. T¿i V°¢ng qußc Anh, nhiều nhà nghiên cąu đã đóng góp vào sự phát triển căa thi¿t bá nã lõm nh° Evans, Ubbelohde, Taylor, Tuck, Mott, Hill, Pack, và nhiều ng°åi khác [7].
T¿i Hoa Kỳ là Watson, Wood, Eichelberger. đã có nhāng đóng góp to lãn vào sự phát triển căa nã lõm. Trong đó, Wood từ Tr°ång Đ¿i hãc Johns Hopkins là ng°åi đÁu tiên đã miêu tÁ sự hình thành dòng xuyên từ sự bi¿n d¿ng căa phßu lót [6]. Sự phát triển các lo¿i vũ khí dựa trên hiáu ąng nã lõm đ°ÿc đ¿y m¿nh trong thåi gian tr°ãc và trong chi¿n tranh th¿ giãi thą II.
T¿i Đąc, Franz Rudolf Thomanek đã nghiên cąu nhằm ąng dāng ch¿ t¿o vũ khí ngay từ năm 1938 [6]. Ông cũng là ng°åi đÁu tiên đ°a ra ý t°çng ch¿ t¿o vũ khí chßng tăng cá nhân dựa trên hiáu ąng nã lõm. T¿i Hoa Kỳ, Mohaupt đã nghiên cąu hiáu ąng nã lõm và đăng ký nhiều sáng ch¿ về v¿n đề này từ nhāng năm 1930 và đ°ÿc các c¢ quan sáng ch¿ căa Thāy Sĩ, V°¢ng qußc Anh công nhÃn. Th¿y đ°ÿc tiềm năng căa nã lõm, V°¢ng qußc Anh đã mua bÁn quyền, ch¿ t¿o vũ khí dựa trên hiáu ąng này.
Năm 1940, V°¢ng qußc Anh đã trang bá vũ khí chßng tăng đÁu tiên trên th¿ giãi vãi tên gãi mìn chßng tăng 68 [8]. Ti¿p theo, Hoa Kỳ cũng nhanh chóng mua bÁn quyền từ Mohaupt và ch¿ t¿o các lo¿i vũ khí chßng tăng 75-100 mm vào năm 1941 [6]. Sau đó, các lo¿i mìn chßng tăng đ°ÿc cÁi ti¿n, lÅp thêm c¢ c¿u phóng để ng°åi lính có thể bÅn đi, trç thành lo¿i súng chßng tăng vãi tên gãi Bazooka huyền tho¿i. Lo¿i súng này đ°ÿc ng°åi Anh sÿ dāng lÁn đÁu tiên vào năm 1941 t¿i BÅc Phi.
Nhāng nghiên cąu về nã lõm ç Đąc đ°ÿc đ¿y m¿nh vào cußi chi¿n tranh th¿ giãi II. T¿i Đąc đã phát triển ra ph°¢ng pháp chāp X quang siêu nhanh, bÅt đ°ÿc sự hình thành dòng kim lo¿i từ sự bi¿n d¿ng căa phßu lót. Ngoài viác nghiên cąu cÁi ti¿n thußc nã, các nhà khoa hãc Đąc đi sâu nghiên cąu về vÃt liáu phßu lót bằng thép, sÅt thiêu k¿t, đáng, nhôm và kgm. Các nghiên cąu này đã đi đ¿n k¿t luÃn, kim lo¿i đáng cho chiều sâu xuyên lãn nh¿t.
Ngoài viác nghiên cąu phát triển đ¿n chßng tăng theo nguyên lý nã lõm, ng°åi Đąc còn phát triển bom nã lõm để tiêu diát tàu chi¿n và māc tiêu trên đ¿t liền. 6 T¿i Hoa Kỳ, viác nghiên cąu phát triển đ¿n nã lõm đ°ÿc ti¿p tāc bçi các công ty DuPont, Hunter, Dobbins , Hercules Powder, Atlas Powder, và Corning Glass. K¿t quÁ là các lo¿i súng chßng tăng ký hiáu M1, M2A3, M3, M3A ra đåi vào năm 1942. Bằng viác nghiên cąu sự bi¿n d¿ng căa phßu lót nhå ph°¢ng pháp chāp X quang, các nhà khoa hãc Hoa Kỳ đã có nhāng hiểu bi¿t sâu về nguyên lý nã lõm, nguyên lý hình thành dòng xuyên [6].
Lý thuy¿t về nã lõm đ°ÿc ti¿p tāc phát triển nhanh chóng trong nhāng năm 1950s, đ¿c biát trong chi¿n tranh Triều Tiên [6]. Nhāng năm 1960s, các kỹ thuÃt mãi phāc vā nghiên cąu quá trình nã lõm đ°ÿc phát triển và hoàn thián nh°: kỹ thuÃt ghi hình tßc đá cao, kỹ thuÃt chāp X quang tßc đá cao. Chính nhå nhāng kỹ thuÃt này đã cho phép hiểu t°¢ng đßi rõ đ°ÿc bÁn ch¿t căa nã lõm, sự bi¿n d¿ng căa phßu lót. Vì vÃy, đã nâng cao đ°ÿc chiều sâu xuyên, phát triển đ°ÿc nhiều lo¿i đ¿n có khÁ năng xuyên sâu h¢n.
T¿i Nga, giáo s° Sukharevsky là ng°åi đÁu tiên nghiên cąu về hián t°ÿng nã lõm ngay từ nhāng năm 1925–1926 [6]. Ông đã chß ra tính hÿp lí viác sÿ dāng nã lõm là ph°¢ng tián phá nã hiáu quÁ và thi¿t lÃp mßi quan há giāa tác dāng xuyên căa liều xuyên lõm không có phßu lót vào hình d¿ng căa hßc nã lõm nh° mát y¿u tß c¢ bÁn quy¿t đánh tác dāng phá hăy. Trong các công trình căa Sukharevsky, lÁn đÁu tiên đã đ°a ra nhāng tiên đoán về bÁn ch¿t vÃt lý căa hiáu ąng xuyên lõm, chúng sau này là c¢ sç lý thuy¿t trong các công trình căa A. Beliaev khi nghiên cąu hiáu ąng va ch¿m trong không gian căa các sóng xung kích và căa G.
Pokrop, ng°åi đã thi¿t lÃp nhāng công thąc giÁi tích c¢ bÁn xác đánh ra mßi t°¢ng giao giāa các thông sß căa các dòng khí xuyên lõm [9]. Các k¿t quÁ nghiên cąu thực nghiám và lý thuy¿t hián t°ÿng xuyên lõm cho phép ch¿ t¿o ra các mÁu trang bá kỹ thuÃt quân sự trong nhāng năm chi¿n tranh Vá qußc vĩ đ¿i. Các nhà khoa hãc xô vi¿t M. Pokrovxki là nhāng nhà quán quân trong viác xây dựng nên lý thuy¿t khí đáng lực hãc nã lõm.
Vào năm 1942, đã xu¿t hián đ¿n pháo xuyên lõm 76,2 mm sÁn xu¿t trong n°ãc, còn năm 1944 đã đ°a vào trang bá lựu đ¿n chßng tăng xuyên lõm uy lực m¿nh (RPG - 6) (đá xuyên thép 100 mm) và đ¿n pháo chßng tăng xuyên lõm 122 mm (đá xuyên thép 100 – 120 mm) [10]. 7 Ngày nay, đ¿n lõm đ°ÿc sÿ dāng ráng rãi trong các súng và tên lÿa chßng tăng, cho phép xuyên thép vãi chiều dày lên tãi h¢n 1000 mm. Nguyên lý nã lõm còn đ°ÿc ąng dāng trong ng° lôi chßng tàu ngÁm, tàu m¿t n°ãc, trong đ¿n chßng máy bay, tên lÿa. T¿i Viát Nam, nguyên lý nã lõm đ°ÿc GS.
TrÁn Đ¿i Nghĩa ąng dāng để ch¿ t¿o súng Bazooka Viát Nam năm 1947, tąc là chß sau 6 năm khi lo¿i súng này đ°ÿc Anh, Hoa Kỳ phát triển. Nhå đó, Quân đái Nhân dân Viát Nam đã có lo¿i vũ khí hián đ¿i để đánh thÅng thực dân Pháp. Sau này, chúng ta còn sÁn xu¿t đ°ÿc súng và đ¿n chßng tăng B40, B41 nãi ti¿ng trong thåi kỳ chßng Mỹ. CÁu t¿o, nguyên lý ho¿t động cÿa thi¿t bß nß lõm 1.
Cấu t¿o thiết bị nổ lõm Hình 1.1 là s¢ đá c¿u t¿o mát thi¿t bá nã lõm, bao gám 4 chi ti¿t chính: (1) nón xuyên, (2) thußc nã, (3) vỏ và (4) kíp nã. Trong đó, nón xuyên có nhiều hình d¿ng khác nhau, tùy thuác vào māc đích nh°: hình nón (để xuyên thép), hình chỏm cÁu (t¿o lß ráng) ho¿c hình loa kèn (t¿o ßng). T¿i Viát Nam, thi¿t bá nã lõm đ°ÿc ąng dāng chă y¿u trong quân sự làm đ¿n chßng tăng B40 và B41. Nón xuyên căa các lo¿i đ¿n này có hình nón để t¿o hiáu ąng xuyên sâu vào thép.
Nguyên lý ho¿t động 1. Sự hình thành dòng kim loại khi nổ lõm Khi kích ho¿t thi¿t bá nã lõm, sóng nã sg lan truyền trong thußc nã qua thåi gian t1, t2, t3&đ¿n các m¿t cÅt t°¢ng ąng I, II, III & vãi vÃn tßc có thể đ¿t tãi từ 5,0 – 8,0 km/giây, tùy thuác lo¿i thußc nã [11]. Càng xa kíp nã, m¿t sóng nã càng đ°ÿc nÅn thẳng và trç nên phẳng h¢n (hình 1. S¢ đá lan truyền sóng nã trong thi¿t bá nã lõm [6] 1- Kíp nã; 2- Thußc nã; 3- Nón xuyên kim lo¿i.
Sóng nã t¿o áp lực vãi đá lãn trong khoÁng từ 20 đ¿n 2000 GPa lên bề m¿t nón xuyên, đ°ÿc coi nh° áp lực căa mát ch¿t lỏng không dãn nç, không nhãt lên nón xuyên [12]. Áp lực này làm cho nón xuyên bá bi¿n d¿ng vãi vÃn tßc khoÁng từ 5km. D°ãi tác đáng căa sóng nã, nón xuyên bÅt đÁu bá bi¿n d¿ng từ đßnh nón h°ãng đ¿n đáy nón xuyên, hình thành dòng kim lo¿i xuyên.3 minh hãa sự bi¿n d¿ng căa nón xuyên và sự hình thành dòng xuyên khi thi¿t bá nã lõm đ°ÿc kích nã.