Универсальные электронные тренажеры для подготовки расчётов ПЗРК

НАУКА И ВОЕННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ № 1/2006, стр. 50-53

Универсальные электронные тренажеры для подготовки расчётов ПЗРК

УДК 623.59

Полковник В.А. МАЛКИН,

заместитель начальника авиационного факультета

Военной академии Республики Беларусь,

кандидат технических наук, доцент

Ю.Ф. ЯЦЫНА,

ЗАО «Белтехэкспорт», кандидат технических наук, доцент

А.Н. ПАЛЬЦЕВ,

ЗАО «Белтехэкспорт», кандидат технических наук, доцент

Боевая эффективность комплексов вооружения и военной техники в значительной степени определяется уровнем технической и специальной подготовки расчетов и экипажей. Существующие системы подготовки операторов основаны на широком использовании электронных тренажеров, обеспечивающих систематичность тренировок и исключающих затраты, связанные с функционированием реальных образцов вооружения. В настоящее время электронные тренажеры применяются во всех видах Вооруженных Сил. Широкое распространение получили авиационные, автомобильные, танковые тренажеры, а также комплексные тренажеры расчетов РТВ и ЗРК. Развитие вычислительной техники и методов моделирования сложных технических систем позволило создать электронные симуляторы, достоверно воспроизводящие поведение различных управляемых объектов в условиях боевых действий

Использование электронных тренажеров в процессе боевой подготовки обеспечивает:

- сокращение сроков и стоимости подготовки расчетов при сохранении уровня их боеготовности;

- повышение качества подготовки расчетов к действиям как в обычных условиях, так и в критических нештатных ситуациях, в том числе в условиях воздействия помех;

- возможность декомпозиции процесса подготовки оператора на ряд этапов, в процессе которых детально отрабатываются отдельные виды действий при непосредственном включении инструктора-методиста в процессе обучения;

-проведение экспериментов по совершенствованию способов боевого применения вооружения и военной техники;

- снижение отрицательного воздействия реальной боевой техники на окружающую среду.

Компьютерные тренажеры позволяют интенсифицировать процесс обучения за счет повышения активности обучаемых, обеспечения наглядности представления информации, адаптации процесса обучения к индивидуальным особенностям оператора.

К современным электронным тренажерам расчетов ПЗРК, кроме требований по достоверности воспроизведения информации, предъявляются требования мобильности, экономичности, гибкости программного обеспечения, позволяющего моделировать различные типы воздушных целей и способы их боевых действий с учетом информационного и маневренного противодействия.

С учетом этих требований специалистами ЗАО «Белтехэкспорт» разработан унифицированный электронный тренажер 9Ф200ЗУ, обеспечивающий подготовку расчетов ПЗРК «Стрела-2М», «Стрела-3», «Игла», «Игла-1».

Тренажер 9Ф2003У предназначен для эффективного обучения и тренировки стрелков-зенитчиков ПЗРК указанных типов в выполнении всех приемов боевой работы при обстреле виртуально имитированных воздушных целей днем и ночью в различных условиях фоновой, воздушной и помеховой обстановок, без расхода ракет и полетов реальной авиации с объективным контролем и документированием результатов тренировки в условиях обычного учебного помещения.

Тренажер обеспечивает более высокое качество обучения и тренировки по сравнению с традиционными и штатными учебно-тренировочными средствами за счет использования новейших компьютерных технологий. Новизна и оригинальность конструктивных решений и алгоритмического обеспечения тренажера 9Ф2003У подтверждены патентом Евразийской патентной организации. Тренажер позволяет обучаемым приобретать и совершенствовать навыки в визуальном поиске, определении типов целей и параметров их движения, границ зоны пуска, выполнении операций по захвату цели, ее сопровождению и пуску ракеты. При тренировке одного стрелка-зенитчика остальные обучаемые могут наблюдать и анализировать весь процесс тренировки с помощью средств группового обучения. С этой целью на экране с помощью электронного проектора отображается воздушная обстановка, наблюдаемая оператором на мониторе индивидуальной видеосистемы.

Вид макета пусковой установки и индивидуальной видеосистемы представлен на рис. 1. Структурная схема тренажера показана на рис. 2.

В состав тренажера в базовом варианте исполнения входят:

- программно-аппаратный комплекс рабочего места обучаемого стрелка-зенитчика с индивидуальной видеосистемой;

- программно-аппаратный комплекс рабочего места инструктора;

- средства группового обучения;

- средства коммутации.

Универсальные электронные тренажеры для подготовки расчётов ПЗРК

Универсальные электронные тренажеры для подготовки расчётов ПЗРК

Тренажер 9Ф2003У обеспечивает имитацию:

- наземной и фоновой обстановки в круговом азимутальном (3600) и угломестном (00 - 900) секторах (4…. 5 типовых рельефа местности по требованию заказчика);

- сложной воздушной обстановки (типы целей и тактика действий с учетом их летно-технических характеристик определяются заказчиком);

- помеховой обстановки в виде организованных (инфракрасные ловушки) и естественных (облака, солнце) помех;

- тактико-технических характеристик используемого ПЗРК, в том числе массогабаритных характеристик, его органов управления и индикации;

- углового положения линии прицеливания ПЗРК в пространстве;

- захвата и сопровождения цели, пуска ракеты со звуковым сопровождением, траектории полета ракеты, в том числе «полет камеры за ракетой»;

- подрыва ракеты в точке встречи ракеты с целью или ее самоликвидации при промахе;

- поведения цели после попадания в нее имитированной ракеты ПЗРК в зависимости от степени ее поражения.

Тренажер работает в режимах обучения, функционального контроля и экзамена. В этих режимах тренажер обеспечивает:

- регистрацию во времени последовательности действий обучаемого стрелка-зенитчика и фиксацию его ошибок;

- автоматический анализ и оценку результатов стрельбы;

- вывод основных результатов тренировки на мониторы индивидуальной видеосистемы обучаемого, рабочего места инструктора и экран средств группового обучения;

- документирование в хронологической последовательности результатов тренировки и экзаменационных стрельб каждого стрелка-зенитчика с возможностью их воспроизведения и распечатки на принтере.

Основные тактико-технические характеристики тренажера 9Ф2003У представлены в табл. 1.

Универсальность и достоверность воспроизведения сложной тактической обстановки определяются специализированным программным обеспечением, созданным на базе операционной системы Windows-NT с использованием пакетов программ Visual C++ и 3Dmax. Специализированное программное обеспечение тренажера 9Ф2003У включает следующие комплексы программ:

- формирования условий тренировки (сценария);

- отображения выбранного варианта ландшафта местности и фоновой обстановки;

- отображения положения и внешнего вида воздушных объектов (целей, ЗУР, ЛТЦ) с учетом фоновой обстановки и выбранного варианта ландшафта местности;

- расчета параметров движения ЗУР в зависимости от реализованного в ПЗРК метода наведения;

- расчета динамики движения воздушных объектов в зависимости от сформированного руководителем варианта воздушной обстановки и способов противодействия целей;

- имитации работы устройств ПЗРК;

- расчета нанесенного воздушному объекту ущерба в результате воздействия на него элементов ЗУР;

- регистрации и воспроизведения информации о ходе тренировки;

- оценки результата тренировки.

Задание условий тренировки осуществляется с помощью редактора сценария тренировки, который обеспечивает:

- формирование режима работы оператора (обучение или тренировка) и управление процессом тренировки;

- выбор из базы данных требуемого варианта ландшафта местности, фоновой и воздушной обстановки;

- редактирование выбранного варианта воздушной обстановки в соответствии с особенностями тренировки.

Библиотека трехмерных моделей воздушной обстановки содержит модели до 20 типов самолетов и вертолетов и позволяет воспроизводить условия прицеливания в различное время суток, облачность от 1 до 9 баллов, воздействие солнечного и лунного излучения. Вариант воздушной обстановки содержит Универсальные электронные тренажеры для подготовки расчётов ПЗРКданные о типе и количестве воздушных целей, порядке их построения, параметрах траекторий полета с учетом летно-технических характеристик летательных аппаратов, тактике противодействия ПЗРК. Задание маршрута полета воздушных целей осуществляется с использованием электронной карты выбранного района. Воспроизводятся такие способы противодействия летательных аппаратов, как отстрел ложных тепловых целей (ЛТЦ) в соответствии с заданной программой, различные виды маневрирования в вертикальной и горизонтальной плоскостях, огневое подавление позиции стрелка-зенитчика.

Комплекс программ воспроизведения работы устройств ПЗРК обеспечивает:

- определение текущего состояния ПЗРК на основе информации, поступающей от датчиков его габаритно-весового макета;

- определение пространственного положения пусковой трубы на основе информации, поступающей от гироскопического датчика, закрепленного на макете ПЗРК;

- имитацию работы наземного радиозапросчика системы государственного опознавания;

- имитацию работы инфракрасной ГСН в режиме захвата цели и слежения за ней;

- оценку условий пуска ЗУР с учетом накладываемых ограничений;

- звуковую имитацию всех этапов работы пускового механизма, запуска двигателя и полета ЗУР.

Программы имитации полета ЗУР предназначены для моделирования динамики движения ракеты в соответствии с принятым методом наведения и с учетом информационного и маневренного противодействия цели. Структура комплекса математических моделей процесса наведения ЗУР представлена на рис. 3.

Математические модели подсистем контура наведения ракеты отражают следующие характерные особенности обработки ИК-сигналов цели и помех, а также старта ракеты и ее последующего наведения:

- работу инфракрасной ГСН на этапе захвата цели и автосопровождения с учетом энергетических и спектральных характеристик излучения цели, фона и средств активного оптико-электронного противодействия;

- выброс ракеты, а также последующий разворот ракеты вокруг центра масс для наведения ее в упрежденную точку;

- изменение скорости движения ракеты в зависимости от режима работы маршевого двигателя и силы лобового сопротивления с учетом скоростного напора и изменения массы ракеты за счет выгорания топлива;

- формирование закона управления рулями и изменение поперечного ускорения ракеты в соответствии с командой управления, формируемой в модели инфракрасной ГСН;

- пересчет составляющих ускорения и скорости ракеты из связанной в земную систему координат и формирование векторов, характеризующих положение центра масс ракеты и ориентацию ее связанных осей в земной системе координат;

- работу схемы помехозащиты головки самонаведения при воздействии на нее сигналов цели и отстреливаемых инфракрасных ловушек с учетом различия их энергетических и спектральных характеристик, а также спектральной прозрачности атмосферы.

Математическая модель оценки результатов наведения позволяет определить величину ущерба, нанесенного летательному аппарату в результате воздействия на него ЗУР. Поскольку в моделируемых ракетах отсутствует неконтактный взрыватель, ущерб может быть нанесен только в результате прямого попадания ракеты в цель. Поэтому степень ущерба определяется приближенно в зависимости от того, на какие из элементов конструкции произошло воздействие ЗУР. В результате такого анализа формируются различные значения признака нанесенного ущерба, в зависимости от которых моделируется траектория цели после пролета ЗУР.

Дальнейшим развитием унифицированного электронного тренажера 9Ф2003У является создание комплекса, обеспечивающего подготовку расчетов ПЗРК в составе отделения. Такой комплекс (9Ф2003У-3) предназначен для одновременного обучения и тренировки отделения стрелков-зенитчиков ПЗРК «Стрела-2М», «Стрела-3», «Игла-1», «Игла» в выполнении всех приемов боевой работы при обстреле виртуально имитированных воздушных целей днем и ночью в различных условиях фоновой, воздушной и помеховой обстановок, без расхода ракет и полетов реальной авиации с объективным контролем и документированием результатов тренировки в условиях обычного учебного помещения.

В дополнение к возможностям тренажера 9Ф2003У групповой тренажер 9Ф2003У-3 обеспечивает:

- возможность одновременного обстрела различных виртуально имитированных воздушных целей из состава имитируемого группового налета стрелками-зенитчиками тренирующегося отделения;

- расстановку стрелков-зенитчиков командиром отделения на виртуально имитируемой стартовой позиции отделения и проведение одновременной тренировки по отработке навыков ведения боевых действий в составе отделения;

- тренировку ведения боевой работы стрелками-зенитчиками в составе отделения при наличии у них различных типов ПЗРК;

- одновременное оценивание и регистрацию хода боевой работы каждого тренирующегося стрелка-зенитчика;

Структурная схема комплекса 9Ф2003У-3 показана на рис. 4. В состав комплекса в варианте исполнения для отделения из трех стрелков входят:

- три программно-аппаратных комплекса рабочего места обучаемого стрелка-зенитчика с индивидуальной видеосистемой;

- программно-аппаратный комплекс рабочего места инструктора;

- средства группового обучения;

- средства связи;

- средства коммутации.

Универсальные электронные тренажеры для подготовки расчётов ПЗРК

Универсальные электронные тренажеры для подготовки расчётов ПЗРК

В зависимости от требований заказчика тренажер 9Ф2003У может быть изготовлен и поставлен в следующих вариантах исполнения:

- базовый тренажер 9Ф2003-У, предназначенный для обучения, контроля действий и тренировки стрелка-зенитчика при работе с ПЗРК «Стрела-2М», «Стрела-3», «Игла-1» и «Игла»;

- тренажер 9Ф2003-УП, предназначенный для обучения, контроля действий и тренировки стрелка-зенитчика и его помощника при работе с ПЗРК «Стрела-2М», «Стрела-3», «Игла-1» и «Игла»;

- тренажер 9Ф2003-УД, предназначенный для обучения и контроля действий стрелка-зенитчика при работе с ПЗРК «Игла-1» и «Игла», установленных на опорно-пусковой установке типа «Джигит»;

- тренажер 9Ф2003-У3, предназначенный для обучения и контроля действий трех стрелков-зенитчиков совместно с их помощниками или без них и командиром отделения одновременно при работе с ПЗРК «Стрела-2М», «Стрела-3», «Игла-1» и «Игла».

Основным направлением совершенствования тренажеров ПЗРК является интеллектуализация их программного обеспечения. Одним из важнейших требований, предъявляемых к тренажерам, является возможность адаптации программы обучения к уровню подготовки оператора, а также обеспечение подготовки к действиям в нештатных экстремальных ситуациях. В этом отношении электронные тренажеры обладают преимуществом, так как они позволяют воспроизводить тактические ситуации, которые сложно создать в реальных условиях.

Повышение качества подготовки операторов может быть достигнуто путем построения алгоритмического обеспечения тренажера с использованием концепции оптимального электронного инструктора (ОЭИ) [1]. Концепция ОЭИ сводится к тому, что параллельно с обучаемым, решающим определенные задачи на тренажере, те же задачи решает оптимальная с точки зрения заданных целевых функционалов автоматическая система, реализованная на ЭВМ. Действия обучаемого и ОЭИ сравниваются для формирования оценки правильности действий оператора, а полученные величины рассогласования используются для коррекции программ тренировки.

Программное обеспечение тренажера должно позволять воспроизводить тактику «разумного противника», обеспечивая варианты действий, создающие для оператора максимальную нагрузку с учетом уровня его натренированности. Число вариантов действий должно быть достаточно большим, чтобы исключить эффект «привыкания» оператора. Математические модели воздушных целей (одиночных и групповых), используемые в алгоритмическом обеспечении тренажеров расчетов ПЗРК, призваны обеспечивать воспроизведение оптимальных в данной ситуации противоракетных маневров и оптимальных вариантов применения экипажами средств поражения и средств постановки помех головке самонаведения. Основной проблемой, возникающей при разработке моделей таких систем, является сложность формализации механизма принятия летчиком решения о выполнении того или иного вида боевых маневров.

Конструктивным подходом к построению алгоритмов управления динамикой воздушных целей является использование результатов теории стохастических систем с управляемой сменой структуры [2]. Сущность такого подхода заключается в том, что при переходе вектором состояния, описывающим динамику летательного аппарата и его подсистем, определенных границ в пространстве состояний происходит скачкообразное переключение законов управления самолетом (вертолетом), его вооружением и средствами оптико-электронной защиты. Логика взаимодействия группы целей реализуется в модели путем выбора оптимального для сложившейся тактической ситуации варианта действий, который в максимальной степени затрудняет их обнаружение и применение оружия расчетом ПЗРК. Кроме того, траектории движения летательных аппаратов должны обеспечить их выход в такое положение относительно ПЗРК, которое обеспечивает эффективное применение бортового артиллерийского или ракетного вооружения. Такое построение математической модели воздушного налета позволяет воспроизвести близкие по сложности к реальным условия информационного, маневренного и огневого противодействия противника.

Таким образом, использование в алгоритмическом обеспечении последних достижений теории оптимальных систем управления и стохастических систем со случайным изменением структуры позволяет реализовать достоверное динамическое воспроизведение сложной, быстро меняющейся боевой обстановки, в том числе и различных видов противодействия противника. Последовательное наращивание сложности отрабатываемых задач с учетом уровня натренированности обучаемых способствует повышению эффективности процесса обучения и более быстрой адаптации расчетов к реальной обстановке современного противовоздушного боя.

ЛИТЕРАТУРА

1. Красовский А.А. Основы теории авиационных тренажеров. - М.: Машиностроение, 1995. - 304 с.

2. Малкин В.А. Анализ процессов и фильтрация в стохастических системах с управляемой сменой структуры. - Минск: ВА РБ, 2001. - 198 с.


Для комментирования необходимо зарегистрироваться на сайте

  • <a href="http://www.instaforex.com/ru/?x=NKX" data-mce-href="http://www.instaforex.com/ru/?x=NKX">InstaForex</a>
  • share4you сервис для новичков и профессионалов
  • Animation
  • На развитие сайта

    нам необходимо оплачивать отдельные сервера для хранения такого объема информации