ТРЕНАЖЕР ДЛЯ ПОДГОТОВКИ РАСЧЕТА САМОХОДНОЙ АРТИЛЛЕРИЙСКОЙ ГАУБИЦЫ

Предлагаемая полезная модель относится к техническим средствам обучения и может быть использована для тренировки расчета, состоящего из командира, наводчика и заряжающего, самоходных артиллерийских гаубиц при имитации стрельбы как с закрытых огневых позиций, так и прямой наводкой.
Известен тренажер расчета 152-мм самоходной гаубицы 2СЗМ, содержащий рабочие места наводчика, командира и заряжающего с имитаторами штатной пультовой аппаратуры, соединенных посредством кабелей с рабочим местом инструктора и с пультом для управления и контроля за действиями расчета (см., например, тренажер 2Х26 расчета самоходной артиллерийской гаубицы 2С3М, 2Х26.00.00.000 ТО и ИЭ, разработчик ЦНИИ «Буревестник» г.Нижний Новгород, 1983 г., а.с. СССР №№114151; 211050; 223956; 253750).
Однако указанный тренажер обладает низкими функциональными возможностями, значительными массо-габаритными характеристиками, требует размещения его только в полевых стационарных условиях и не обеспечивает привития навыков работы с автоматической системой управления наведением орудия (АСУНО).
Наиболее близким к заявленному тренажеру является тренажер для подготовки операторов комплекса вооружения, расположенного на подвижном носителе, содержащий рабочее место наводчика с имитаторами телевизионного прицела наведения, указателя азимута, механизмов закрытия люка и стопора башни и видеосмотровым устройством, рабочее место командира с имитаторами телевизионного прицела наведения, механизмов стопора орудия и
закрытия люка и видеосмотровым устройством, рабочее место инструктора и аппаратно-программный комплекс с вычислителями для управления процессом обучения и имитации изображений, формируемых телевизионными прицелами наведения наводчика и командира (см., например, патент на полезную модель №63095, кл. G09B 9/08, 2007 г.).
Указанный тренажер также обладает низкими функциональными возможностями и не обеспечивает обучаемым артиллерийским расчетам привития навыков работы и обращения с аппаратурой АСУНО.
Перед авторами стояла задача создания конкурентоспособного тренажера с широкими функциональными возможностями использования как для перспективных, так и для модернизируемых и стоящих на вооружении, самоходных артиллерийских систем.
Поставленная задача решена за счет введения в тренажер дополнительных устройств, их связей между собой и с известными блоками.
Конкретно задача решена за счет того, что в тренажере для подготовки расчета самоходной артиллерийской гаубицы, содержащем рабочее место наводчика с имитаторами прицела наведения, указателя азимута, механизма поворота башни, привода вертикального наведения орудия и пульта управления, рабочее место командира с имитаторами прибора наблюдения, привода командирской башенки и щитка командира, имитаторы пультовой аппаратуры рабочего места заряжающего, рабочее место инструктора и аппаратно-программный комплекс с вычислителем для управления процессом обучения, подключенными к нему клавиатурой, манипулятором «мышь» и видеомонитором, установленными на рабочем месте инструктора, и вторым вычислителем, подключенным через блок сопряжения к имитаторам пультовой аппаратуры рабочих мест наводчика, командира и заряжающего; рабочее место командира дополнительно снабжено имитатором автоматической системы управления наведением орудия в составе блока коммутации, имитатора блока клавишного ввода и имитатора системы ГЛОНАСС, подключенных через блок коммутации к блоку сопряжения имитаторов пультовой аппаратуры рабочих мест наводчика, командира и заряжающего, дополнительно снабженных
имитаторами пультов отображения информации, при этом в аппаратно-программный комплекс дополнительно введен третий вычислитель и второй видеомонитор, установленный на рабочем месте инструктора и своим входом подключенный к одному из выходов третьего вычислителя и входу имитатора пульта отображения информации командира, второй, третий и четвертый выходы третьего вычислителя подключены соответственно к входу имитатора пульта отображения информации наводчика, входу имитатора ГЛОНАСС и входу имитатора пульта отображения информации заряжающего.
Имитаторы пультов отображения информации наводчика, командира, заряжающего и имитатор ГЛОНАСС дополнительно снабжены дисплеями для отображения информации АСУНО.
Имитатор прибора наблюдения и имитатор привода командирской башенки рабочего места командира дополнительно снабжены дисплеями для отображения синтезированной фоно-целевой обстановки при обучении, а в аппаратно-программный комплекс дополнительно введен четвертый вычислитель и третий видеомонитор, установленный на рабочем месте инструктора, своим входом подключенный к дисплею имитатора прибора наблюдения командира и к первому выходу четвертого вычислителя, второй выход которого подключен к дисплею имитатора привода командирской башенки.
Имитатор указателя азимута и имитатор прицела наведения наводчика дополнительно снабжены соответственно дисплеем для отображения углов поворота башни относительно корпуса гаубицы и тремя дисплеями для отображения шкал углов прицеливания, фоно-целевой обстановки при стрельбе прямой наводкой и информации при стрельбе с закрытых позиций с использованием панорамы, а в аппаратно-программный комплекс дополнительно введен пятый вычислитель и четвертый, пятый и шестой видеомониторы, установленные на рабочем месте инструктора и своими входами подключенные соответственно к первому, второму и третьему выходам пятого вычислителя и к входам первого, второго и третьего дисплеев имитатора прицела наведения наводчика, при этом четвертый выход пятого
вычислителя подключен к входу дисплея имитатора указателя азимута.
Все вычислители аппаратно-программного комплекса тренажера объединены в единую локальную сеть посредством сетевого концентратора.
Имитаторы механизмов углов прицеливания, углов места цели, угломера панорамы, отражателя панорамы и прямой наводки имитатора прицела наведения наводчика, а также имитаторы механизмов поворота башни и привода вертикальной наводки орудия выполнены на базе многооборотных датчиков углового положения.
Предлагаемый тренажер обладает совокупностью существенных признаков, неизвестных из уровня технических средств подобного назначения, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «новизна» для полезной модели.
Сущность полезной модели поясняется с помощью чертежей, где:
- на фиг.1 представлена структурная схема тренажера;
- на фиг.2 - структурная схема имитатора прицела наведения наводчика;
- на фиг.3 - электрическая схема формирователя сигналов импульсного датчика углового положения (энкодера);
- на фиг.4 - общий вид тренажера (имитатора боевого отделения гаубицы);
- на фиг.5 - общий вид рабочих мест наводчика и командира;
- на фиг.6 - рабочее место инструктора.
Тренажер (фиг.1) содержит рабочее место 1 наводчика с имитаторами прицела 2 наведения, указателя 3 азимута, механизма 4 поворота башни, привода 5 вертикального наведения орудия, пульта 6 управления и пульта 7 отображения информации АСУНО наводчика, рабочее место 8 командира с имитаторами прибора 9 наблюдения, привода 10 командирской башенки, щитка 11 командира и автоматической системы 12 управления наведением орудия в составе блока 13 коммутации, имитатора блока 14 клавишного ввода, имитатора системы 15 ГЛОНАСС и имитаторов пультов 7 и 16 отображения командной и контролируемой информации наводчика и командира в знако-цифровом и графическом виде, рабочее место 17 инструктора с установленными на нем первым, вторым, третьим, четвертым, пятым и шестым
видеомониторами 18, 19, 20, 21, 22 и 23 соответственно из состава аппаратно-программного комплекса, а также манипулятором 24 «мышь» и клавиатурой 25. Аппаратно-программный комплекс 26 включает также первый, второй, третий, четвертый и пятый вычислители 27, 28, 29, 30 и 31 соответственно, а также сетевой концентратор 32. Рабочее место 33 заряжающего включает в себя имитаторы 34 пультовой аппаратуры и имитатор пульта 35 отображения знако-цифровой и графической информации для заряжающего, как, например, тип снаряда, вид взрывателя и др. Имитаторы пультовой аппаратуры наводчика, командира и заряжающего через блок 36 сопряжения подключены к входам второго вычислителя 28 аппаратно-программного комплекса 26. Имитаторы указателя 3 азимута, пультов 7, 16 и 35 отображения информации, прибора 9 наблюдения, привода 10 командирской башенки выполнены с использованием 3-х, 5-ти и 6-ти дюймовых малогабаритных ЖК-дисплеев с разрешением 640×480 элементов, например, типа Sharp или TFT. Имитация наведения гаубицы на цель производится в тренажере с помощью имитатора прицела 2 (фиг.2) наведения наводчика, который содержит первый, второй и третий дисплеи 37, 38 и 39 для отображения соответственно шкал углов прицеливания, фоно-целевой обстановки при наведении орудия прямой наводкой и информации при стрельбе с закрытых позиций с помощью панорамы, имитаторы механизмов 40 и 41 горизонтирования соответственно продольного и поперечного уровня панорамы прицела с соответствующими узлами 42 и 43 преобразования сигналов и светодиодными шкальными индикаторами 44 и 45 уровней, имитаторы механизма 46 углов прицеливания, механизма 47 углов места цели, механизма 48 угломера панорамы и механизма 49 отражателя панорамы с соответствующими интерфейсами 50, 51, 52 и 53, узел 54 управления, узел 55 светодиодной индикации, а также имитатор механизма 56 прямой наводки с формирователем 57 импульсов.
В качестве имитаторов механизмов 46, 47, 48 и 49 в тренажере использованы многооборотные абсолютные энкодеры, формирующие посредством соответствующих интерфейсов 50, 51, 52 и 53 цифровую кодовую последовательность импульсов (см., например, абсолютные энкодеры типа ЛИР
производства ОАО «СКБ ИС» г.Санкт-Петербург), а в качестве имитаторов механизма 4 поворота башни, механизма привода 5 вертикального наведения орудия и механизма 56 прямой наводки - малогабаритные инкрементальные энкодеры, например, типа ЕNА фирмы BOURNS.
На фиг.3 представлена электрическая схема формирователя 57 сигналов инкрементального энкодера. Формирователь 57 управляется сигналами «А» и «В» с энкодера и включает в себя согласующие логические элементы «НЕ» 58, 59 и 60, D-триггер 61 для формирования направления вращения рукоятки энкодера в виде «Лог.0» по часовой стрелке или «Лог.1» - против часовой (принято условно), двоичный счетчик 62 для подсчета импульсов за один оборот вращения энкодера и коммутатор 63 для выбора необходимого коэффициента деления и цены лимба шкал имитаторов механизмов 4, 5 и 56. Сигналы «А» и «В» имеют постоянный фазовый сдвиг друг относительно друга на 90° и различное опережение при изменении направления вращения энкодера. Установка счетчика 62 в исходное состояние осуществляется внешним сигналом «Сброс».
Принцип действия тренажера основан на моделировании работы самоходной артиллерийской гаубицы и отработке действий расчета при переводе гаубицы из походного положения в боевое и обратно, при ориентировании орудия в основное направление стрельбы, при стрельбе прямой наводкой по подвижным и неподвижным целям, при стрельбе с закрытых огневых позиций с АСУНО и без АСУНО.
Информационное подобие тренажера по зрительному восприятию реальной обстановки обеспечивается формированием в цифровых вычислителях и выводом на экраны видеомониторов обучаемого расчета и инструктора фоно-целевой информации, аналогичной информации, наблюдаемой номерами расчета в реальных условиях. Моделирование фоно-целевой обстановки в полях зрения обучаемых и на видеомониторах инструктора осуществляется посредством трехмерной машинной графики.
Динамическое подобие тренажера обеспечивается решением в цифровых вычислителях дифференциальных уравнений движения снарядов и
целей в реальном масштабе времени и воспроизведением алгоритмов работы номеров расчета и циклограмм функционирования систем самоходной артиллерийской гаубицы. В качестве вычислителей 27...31 в тренажере могут быть использованы, например, цифровые вычислители IPC-610-ATM и их модификации ЗАО «НПФ «Доломант» г. Москва.
Выбор и запуск учебных задач, ввод текстовой информации и управление работой тренажера в целом осуществляется инструктором с помощью клавиатуры 25 и манипулятора 24 «мышь» в соответствии с программой, установленной в цифровом вычислителе 27, и информацией, отображаемой на видеомониторе 18.
С помощью имитатора указателя 3 азимута в тренажере осуществляется измерение углов поворота башни гаубицы относительно корпуса машины, а также измерение горизонтальных углов наведения при имитации стрельбы с закрытых позиций. Имитатор указателя 3 азимута посредством вычислителей 31, 28, сетевого концентратора 32 и блока 36 сопряжения связан с имитатором механизма 4 поворота башни.
Имитатор щитка 11 командира предназначен для имитации подключения электроэнергии к пультовой аппаратуре, расположенной в боевом отделении.
С помощью имитатора привода 10 командирской башенки обеспечивается круговой обзор командиром фоно-целевой обстановки. формируемой на дисплее имитатора прибора 9 наблюдения.
Имитатор прибора 9 наблюдения жестко связан с вращающимся погоном (на чертеже условно не показан). Имитация ведения командиром прицельной стрельбы из пулемета осуществляется в тренажере при помощи дальномерной шкалы, формируемой вычислителем 30 на дисплее имитатора прибора 9 наблюдения и видеомониторе 20.
Имитатор пульта 6 управления предназначен для управления приводами горизонтального (ГН) и вертикального (ВН) наведения гаубицей и включает в себя, не показанные на чертеже, тумблеры включения питания приводов, переменные резисторы ГН и ВН, светодиодную индикацию и пусковую кнопку.
Имитатор аппаратуры 12 АСУНО является программно-управляемой системой и предназначен для имитации:
- автоматизированного обмена информацией по радио или проводам со средствами управления артиллерийскими орудиями;
- автономного решения задач навигации и ориентирования гаубицы при смене огневой позиции;
- расчета установок прицела с закрытой огневой позиции;
- управления наводкой орудия и восстановлением наводки гаубицы после выстрела по бесприцельной схеме;
- информационного обеспечения членов экипажа в процессе подготовки, выполнения и контроля выполнения огневой задачи.
В состав имитатора 12 АСУНО входят только приборы, обеспечивающие взаимодействие членов экипажа гаубицы с аппаратурой. Имитатор блока 14 клавишного ввода предназначен для ввода цифровой управляющей информации через имитатор пульта 16 отображения информации командира и представляет собой набор цифровых, знаковых, функциональных клавиш и клавиш управления курсом.
Имитатор системы 15 ГЛОНАСС предназначен для имитации проведения навигационно-временных измерений по сигналам спутниковых систем ГЛОНАСС и (или) GPS и конструктивно выполнен в виде блока с встроенным в него табло, функции которого выполняет дисплей.
При обучении стрельбе всеми видами наводок (прямой, полупрямой, непрямой с АСУНО и без АСУНО) обучаемый расчет проводит на тренажере все подготовительные операции по приведению гаубицы в боевое положение в соответствии с курсом стрельб (см., например, книгу «Правила стрельбы и управления огнем артиллерии» ПС и УО-96, Москва, Воениздат, 2001 г., Управление ракетных войск и артиллерии ВС РФ).
Прямая наводка осуществляется с использованием дисплея 38 имитатора прицела 2 наведения, на котором формируется фоно-целевая обстановка, а наведение гаубицы обучаемым наводчиком осуществляется непосредственным визированием оптической оси имитатора прицела 2 на цель
в горизонтальной и вертикальной плоскостях с помощью имитатора механизма 4 поворота башни и имитатора привода 5 вертикального наведения орудия.
При непрямой наводке наведение орудия в вертикальной плоскости осуществляется по заранее заданному углу прицеливания, установленному по шкале дисплея 37 путем вращения ручки имитатора механизма 46 углов прицеливания, а горизонтальную наводку обучаемый осуществляет непосредственным визированием оптической оси имитатора прицела 2 путем поворота ручки имитатора механизма 56 прямой наводки.
Контроль инструктором действий обучаемого при стрельбе прямой и полупрямой наводкой с открытых огневых позиций осуществляется с использованием видеомониторов 21 и 22.
Прямая наводка гаубицы с использованием панорамного дисплея 39 имитатора прицела 2 при стрельбе с открытой огневой позиции осуществляется в следующей последовательности:
- на шкале дисплея 37 вращением рукоятки имитатора механизма 46 установить заданный командиром угол прицеливания;
- вращением ручки имитатора механизма 47 установить угол места цели 0-00;
- вращением ручки имитатора механизма 48 - угломер 30-00, ручкой имитатора 49 - отражатель 0-00;
- ручкой имитатора механизма 41 по светодиодному индикатору 45 установить поперечный уровень панорамы в среднее положение;
- действуя имитатором механизма 4 поворота башни и ручкой имитатора механизма 40 продольного уровня панорамы, совместить вершину центрального угольника сетки панорамы на дисплее 39 с целью;
- действуя имитатором привода 5 вертикального наведения, привести ствол гаубицы в согласованное с прицелом положение по совмещению одинаково оцифрованных штрихов на дисплее 37. Окончательное согласование гаубицы с прицелом контролируется по загоранию сигнальных индикаторов узла 55.
Непрямая наводка гаубицы с помощью имитатора прицела 2 при
стрельбе с закрытой огневой позиции (без АСУНО) осуществляется в следующей последовательности:
- установить по шкале дисплея 37 заданный командиром угол прицеливания, вращая ручку имитатора механизма 46;
- установить по шкале имитатора механизма 47 заданный угол места цели, вращая ручку указанного механизма;
- привести панораму имитатора прицела 2 в вертикальное положение имитаторами механизмов 40 и 41 продольного и поперечного уровня, установив их в среднее положение по загоранию соответствующих шкальных индикаторов 44 и 45;
- установить по шкале имитатора механизма 48 заданный угломер, вращая ручку указанного механизма;
- действуя имитатором привода 5 вертикального наведения привести ствол гаубицы в согласованное с имитатором прицела 2 положение, наблюдая при этом по шкалам на дисплее 37 подход к согласованному положению до момента совмещения одинаково оцифрованных штрихов;
- действуя имитатором привода 4 и вращением ручки имитатора механизма 49 отражателя панорамы, совместить вершину центрального угольника сетки панорамы по дисплею 39 с заранее выбранной на виртуальной местности точкой наводки;
- проверить по индикаторам 44 и 45 положение поперечного и продольного уровня панорамы, а также наводку гаубицы, сделав необходимые поправки соответствующими имитаторами механизмов;
- проконтролировать окончательное согласование гаубицы с прицелом по сигнальным индикаторам узла 55.
При работе с имитатором системы 12 АСУНО выбор ее режимов и управление их реализацией осуществляется с помощью органов управления на имитаторе блока 14 клавишного ввода и экрана дисплея имитатора пульта 16 отображения информации командира в соответствии с программой, установленной в вычислителе 29.
При этом имитация решения топогеодезических задач в тренажере
осуществляется также в соответствии с программой вычислителя 29 и с учетом показаний имитатора указателя 3 азимута, а отображение текущих координат и дирекционного угла продольной оси гаубицы производится на дисплее имитатора системы 15 ГЛОНАСС.
Установки для наведения и управления наводкой гаубицы при стрельбе с закрытой огневой позиции с АСУНО выполняется двумя способами: по бесприцельной схеме наведения и с использованием имитатора прицела 2.
При управлении наводкой по бесприцельной схеме инструктором производится выбор соответствующей программы, а информация о значениях заданных углов наводки, текущих углов положения ствола гаубицы и величин рассогласования углов наводки по вертикали и горизонтали в горизонтальной системе координат в цифровом и графическом виде выводится на дисплей имитатора пульта 7 отображения информации наводчика. Аналогичная информация выводится на дисплей имитатора пульта 16 отображения информации командира для контроля за наводкой, наводка при этом выполняется наводчиком с помощью имитатора механизма 4 поворота башни и имитатора привода 5 вертикального наведения.
При обучении и имитации наводки гаубицы с использованием имитатора прицела 2 на имитаторах пультов 7 и 16 отображается информация в цифровом виде, а на имитаторе пульта 7 дополнительно и в графическом виде требуемых углов прицеливания для установки их на имитаторе прицела 2.
На дисплее имитатора пульта 35 заряжающего при работе с АСУНО отображается информация, необходимая для заряжания орудия и производства пуска.
Контроль за действиями обучаемого расчета при всех режимах работы на тренажере осуществляется с помощью видеомониторов, установленных на рабочем месте инструктора. Результаты выполнения расчетом действий по приведению гаубицы в боевое положение, наводке орудия и производству пуска записываются в базу данных для последующей оценки и ведения статистики процесса обучения.
По сравнению с известными предлагаемый тренажер обладает
широкими функциональными и методическими возможностями, характеризуется простотой конструктивного исполнения, позволяет проводить отработку навыков боевой работы как индивидуальных действий наводчика, командира и заряжающего, так и группового их взаимодействия с возможностью всестороннего и объективного контроля.
Тренажер позволяет усложнять и наращивать программное обеспечение для модернизируемых и перспективных артиллерийских комплексов с автоматизированными системами управления наведением орудия при незначительных конструктивных доработках самого тренажера.