Унифицированный электронный тренажер пзрк типа “игла”

1 Изобретение относится к военной технике,в частности к малогабаритным электронным учебно-тренировочным комплексам с использованием имитационного моделирования на ЭВМ. Известен тренажер наводчиков-операторов установок пуска ракет или стрельбы из орудий и пулеметов [1], содержащий ЭВМ с подключенными к ее входу устройствами управления ЭВМ и устройствами сопряжения с ЭВМ и подключенными к ее выходу монитором инструктора тренажера и телевизионным индикатором обучаемого. В состав тренажера введены штатное или учебное устройство пуска ракеты или стрельбы, содержащие оптический прибор наведения, органы управления наводкой и устройство пуска ракеты или выстрела и датчик координат оптической оси прибора наведения с дистанционным приемником сигналов. При этом датчики установлены снаружи устройства пуска ракеты или стрельбы без доработки этого устройства, а выводы этих датчиков подключены к устройствам сопряжения с ЭВМ. Кроме того,введено оптическое устройство, общее для непосредственного наблюдения обучаемым местности и целей обоими глазами и через оптический прибор наведения, который расположен между телевизионным индикатором обучаемого и обучаемым с оптическим прибором наведения. Однако наличие только одного телевизионного индикатора ограничивает наблюдаемое пространство телесным углом, создаваемым телевизионным индикатором, что не способствует приобретению наводчиками-операторами навыков, таких как поиск и обнаружение целей в пространстве вокруг него по азимуту 0360 и по углу места -10+90. Наиболее близким по технической сущности и решаемой задаче является универсальный комплексный тренажер стрелков-зенитчиков переносного зенитного ракетного комплекса(ПЗРК) типа "Игла" [2], содержащий ЭВМ, макет комплекса с индикатором точного совмещения линии прицеливания с направлением на цель и штатными органами управления и индикации, соединенными посредством устройства сопряжения с ЭВМ, средства визуализации в виде проекционного и экранного комплексов. Принцип действия данного тренажера заключается в следующем. На конический экран,окружающий стрелка-зенитчика по азимуту 192 и по углу места от 0 до 60, проецируется четырьмя проекторами трехмерное изображение окружающей визуальной обстановки, соответствующее выбранному сценарию тренировки. На фоне этой обстановки воспроизводятся полеты различных летательных аппаратов, соответствующие выбранному сценарию тренировки,представляющие цели. Траектории полета целей запрограммированы ЭВМ, т.е. в любой момент времени известны параметры движения целей координаты, скорость, ракурс, размеры и т.п. 2 Тренирующийся стрелок-зенитчик с имитатором боевых средств комплекса на плече производит полный цикл операций по обстрелу выбранной воздушной цели. При достаточно точном совмещении линии прицеливания с изображением цели на экране ЭВМ фиксирует захват цели головкой самонаведения, являющийся основанием для передачи на имитатор боевых средств комплекса светового и звукового сигналов, которые соответствуют сигналам реального боевого комплекса. После пуска ракеты траектория ее полета также воспроизводится на экране. Аудиосистема тренажера обеспечивает воспроизведение звуковых эффектов целей, работы ПЗРК в предпусковой период,при старте ракеты и во время ее полета. Временные параметры работы стрелка-зенитчика документируются аппаратно-программным комплексом с целью оценки его действий и выявления ошибок. В тренажере имеется возможность воспроизведения цикла тренировки. Основными недостатками данного тренажера являются: ограниченный сектор отображаемого пространства (по азимуту 192, по углу места 060), что ограничивает приобретение стрелками-зенитчиками таких навыков, как поиск и обнаружение целей в пространстве вокруг него по азимуту 0360 и по углу места -10+90; большие габариты помещения для развертывания тренажера (10 х 7 х 4,3 м); отсутствие возможности тренировки более одного стрелка-зенитчика; незначительное число одновременно имитируемых целей (до 4-х); низкие маневренные возможности тренажера (время развертывания - свертывания не менее 7 ч); отсутствие режима Обучение. Задачей изобретения является разработка мобильного тренажера для обучения и тренировки стрелков-зенитчиков ПЗРК типа Игла,обеспечивающего более широкие возможности за счет расширения сектора обзора по азимуту и углу места, мобильной смены сценария тренировки, увеличения числа одновременно обучаемых стрелков-зенитчиков, повышения информативности и достоверности результатов тренировки. Поставленная задача достигается тем, что в унифицированном электронном тренажере стрелков-зенитчиков ПЗРК типа Игла, содержащем ЭВМ с подключенными к ее входу устройствами управления ЭВМ, макет комплекса,включающий органы управления, подключенные через устройство сопряжения к первому информационному входу ЭВМ, и датчик углового положения линии прицеливания, подключенный к второму информационному входу ЭВМ, а также средство визуализации, включающее электронный проектор, подключенный 3 к первому видеовыходу ЭВМ. Новым является то, что датчик углового положения линии прицеливания выполнен в виде электронного компаса, а средство визуализации дополнительно содержит подключенную ко второму видеовыходу ЭВМ индивидуальную видеосистему с встроенным датчиком углового положения продольной оси видеосистемы, подключенным к третьему информационному входу ЭВМ. Индивидуальная видеосистема может быть выполнена в виде головного шлема с встроенными стереодисплеем, подключенным к второму видеовыходу ЭВМ, стереотелефонами, подключенными к аудиовыходу ЭВМ, и датчиком углового положения продольной оси шлема,подключенным к третьему информационному входу ЭВМ. Такое построение позволяет отображать на стереодисплее шлема трехмерное изображение окружающей стрелка-зенитчика визуальной обстановки в направлении продольной оси шлема. При перемещении продольной оси шлема, в том числе и при повороте шлема относительно этой оси, соответственно изменяется отображаемая обстановка. Электронный компас, включающий электронный модуль с датчиками трех угловых координат оси шлема - азимута, наклона и крена,подключен к второму информационному входу ЭВМ. Такое подключение позволяет отображать средствами визуализации переднюю часть макета комплекса с механическим прицелом в направлении, определяемом угловыми координатами, поступающими на ЭВМ с электронного компаса. Применение индивидуальной видеосистемы с встроенным датчиком углового положения оси шлема, макета ПЗРК с встроенными датчиками состояния органов управления комплексом с устройством сопряжения, датчиком углового положения линии прицеливания и специального программного обеспечения, реализованного на ЭВМ, объединенных в локальную вычислительную сеть, позволяет отображать окружающую стрелка-зенитчика обстановку в полусфере по азимуту 0360, по углу места -10+90, с достаточной точностью моделировать весь цикл боевой работы на комплексе и существенно снизить требования к рабочей площади помещения (учебного класса). Для развертывания тренажера требуется помещение с минимальной площадью 15 м 2. Сущность изобретения поясняется чертежом. На фигуре изображена структурная схема унифицированного электронного тренажера ПЗРК Игла, включающая следующие элементы: макет переносного зенитного ракетного комплекса типа Игла 1, содержащий штатные органы управления комплексом 2, плату интерфейса 3, преобразующую сигналы с органов управления в цифровой код, и датчик углового 4 пространственного положения линии прицеливания 4; индивидуальную видеосистему 5, содержащую собственно шлем 6 с датчиком углового положения продольной оси шлема 7, стереодисплеем 8 и стереотелефонами 9, блок управления шлемом 10 и блок питания шлема 11; вычислительную систему с общесистемным и специализированным программным обеспечением, состоящую, в частном случае, из двух ЭВМ -рабочей 12 и управляющей 13, объединенных локальной сетью. В общем случае количество рабочих ЭВМ определяется числом одновременно тренирующихся стрелковзенитчиков; систему коммутации сигналов между макетом комплекса, индивидуальной видеосистемой и ЭВМ; систему электропитания тренажера 14. Принцип действия тренажера заключается в следующем. Инструктором с помощью управляющей ЭВМ 13 выбирается определенный сценарий тренировки, который в общем случае включает: вид наземной обстановки (для определенных климатических условий); вид фоновой обстановки (время суток, облачность, метеоусловия и т.п.); определенные воздушную и помеховую обстановки (типы и количество целей и помех,параметры их движения и излучения). Сценарий тренировки выбирается либо из библиотеки сценариев, хранящейся в управляющей ЭВМ 13, либо формируется инструктором из библиотеки элементов обстановки. В зависимости от решаемой задачи и степени подготовленности стрелка-зенитчика инструктор выбирает один из режимов работы обучение или тренировка. В режиме обучения стрелку-зенитчику при боевой работе в верхнюю часть дисплея 8 шлема 6 дополнительно выдается информация о параметрах цели: типе, скорости, угловой скорости линии визирования, высоте и курсовом параметре, подлетном времени к границе зоны пуска, времени нахождения цели в зоне пуска,входе и выходе цели из зоны пуска. В режиме тренировки вышеперечисленные параметры цели определяются стрелкомзенитчиком самостоятельно. Степень адекватности определения этих параметров оценивается последовательностью и временными характеристиками действий стрелка-зенитчика при обстреле выбранной цели. При запуске с управляющей ЭВМ 13 выбранного сценария на дисплее 8 шлема 6, одетого на голову стрелка-зенитчика, и экране электронного проектора рабочей ЭВМ 12 отображается соответствующая наземная, фоновая, воздушная и помеховая обстановки, а в стереотелефонах 9 - соответствующая звуковая информация. При этом положение центра сектора ото 5 бражения определяется угловыми координатами продольной оси шлема, формируемыми датчиком 7 шлема 6. Тренирующийся стрелокзенитчик с макетом боевых средств комплекса 1 на плече производит полный цикл операций по обстрелу выбранной воздушной цели в соответствии с правилами стрельбы и боевой работы на комплексе. Органы управления 2, индикации и алгоритм действий стрелка-зенитчика в полной мере соответствуют боевому ПЗРК. Управляющие воздействия с органов управления комплекса и датчиков состояния его элементов 2,преобразованные платой интерфейса 3 в цифровой код, в том числе и сигналы с датчика 4 о пространственном положении линии прицеливания, поступают через первый и второй информационные входы на ЭВМ. При совмещении линии прицеливания с направлением на цель с погрешностью, не превышающей 45 угловых минут, специальным программным обеспечением рабочей ЭВМ 12 запускаются соответствующие модели ПЗРК. Эти модели имитируют функционирование элементов комплекса и соответствующие им изображения местности, фона, воздушной обстановки и элементов комплекса на дисплее 8 шлема 6, экране электронного проектора ЭВМ 12 и звуковую информацию в стереотелефонах 9 шлема 6 и аудиосистеме. При выполнении требуемых условий пуска: правильный алгоритм и своевременность действий стрелка-зенитчика; требуемая точность прицеливания и сопровождения цели; положительный результат анализа спектральной плотности излучения в рабочих диапазонах головки самонаведения - производится учебный пуск ракеты с имитацией соответствующих звуковых и визуальных сигналов, ее управляемый полет и поражение цели, что отображается на экранах дисплея 8 шлема 6 и электронного проектора рабочей ЭВМ 12 и в стереотелефонах 9 в реальном масштабе времени. Степень поражения цели определяется величиной промаха, в зависимости от которого запускается одна из моделей дальнейшей визуализации цели: цель продолжает выполнять свою задачу; цель получила незначительные повреждение и осуществляет маневр для выхода из зоны поражения; цель поражена и падает по баллистической траектории. Время и последовательность выполнения операций по подготовке комплекса к стрельбе, ошибки действий стрелка-зенитчика фиксируются и документируются ЭВМ с целью их последующего воспроизведения, анализа и оценки действий обучаемого. Ошибки стрелка-зенитчика, зоны пуска и поражения, место повреждения цели и оценка его действий после выполнения учебного пуска ракеты отображаются на экране дисплея 8 шле 6 ма 6 и экране электронного проектора рабочей ЭВМ 12. Таким образом, включение в состав тренажера индивидуальной видеосистемы с встроенным датчиком углового положения ее продольной оси и электронного компаса в качестве датчика углового пространственного положения линии прицеливания, встроенного в макет комплекса, позволяет создать мобильный унифицированный тренажер для обучения и тренировки стрелков-зенитчиков ПЗРК типа Игла, обеспечивающего более широкие возможности за счет расширения сектора обзора по азимуту и углу места до полусферы, мобильной смены сценария тренировки, увеличения числа одновременно обучаемых стрелков-зенитчиков, повышения информативности и достоверности результатов тренировки. Использованные источники информации: 1. Патент РФ 2179698, F 41G 3/26,опубл. 20.02.2002 г. 2. Руководство по эксплуатации. Универсальный комплексный тренажер 9 Ф 859 ("Конус") стрелков-зенитчиков ПЗРК типа "Игла",2002 г. (прототип). ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Унифицированный электронный тренажер стрелков-зенитчиков переносного зенитного ракетного комплекса типа Игла, содержащий ЭВМ с подключенными к ее входу устройствами управления ЭВМ, макет комплекса, включающий органы управления, подключенные через устройство сопряжения к первому информационному входу ЭВМ, и датчик углового положения линии прицеливания, подключенный к второму информационному входу ЭВМ, а также средство визуализации, включающее электронный проектор, подключенный к первому видеовыходу ЭВМ, отличающийся тем, что датчик углового положения линии прицеливания выполнен в виде электронного компаса, а средство визуализации дополнительно содержит подключенную ко второму видеовыходу ЭВМ индивидуальную видеосистему с встроенным датчиком углового положения продольной оси видеосистемы, подключенным к третьему информационному входу ЭВМ.