Модульний електронний тренажер оператора протитанкового ракетного комплексу

Реферат: Модульний електронний тренажер оператора протитанкового ракетного комплексу містить робоче місце керівника у складі відеомонітора контролю і управління, відеомонітор керівника, блок безперервного живлення, клавіатуру, оптичний маніпулятор і аудіосистему, робоче місце оператора у складі відеомонітора прицілу-приладу наведення, імітатор транспортно-пускового контейнера, адаптер вводу-виводу. До складу робочого місця оператора включено пускову установку з прицілом-приладом наведення, а також оптичний модуль сполучення з відеомонітором прицілу-приладу наведення, які встановлені на імітаторі транспортно-пускового контейнера, в якому змонтовані модуль фіксації пускового імпульсу, модуль формування напруги живлення світлової марки, датчик кута нахилу і датчик напрямку транспортно-пускового контейнера, виходи датчика кута нахилу, датчика напрямку транспортно-пускового контейнера. Вихід модуля фіксації пускового імпульсу, вхід модуля формування напруги живлення світлової марки підключені до адаптера вводу-виводу. Вхід модуля фіксації пускового імпульсу і вихід модуля формування напруги живлення світлової марки через штатний роз'єм транспортнопускового контейнера підключені до механізму пуску і лампи світлової марки відповідно. Відеомонітор контролю і управління підключено до другого відеовиходу ЕОМ керівника, до третього відеовиходу якої підключено відеомонітор прицілу-приладу наведення. UA 106120 U (12) UA 106120 U UA 106120 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі військової техніки, зокрема до малогабаритних електронних навчально-тренувальних комплексів із використанням імітаційного моделювання на ЕОМ, а саме до тренажерів, призначених для навчання і тренування операторів протитанкового ракетного комплексу типу "Фагот", "Конкурс" (далі - ПТРК) з оптичним приціломприладом наведення для формування і підтримання у них стійких навичок виявлення і супроводження наземних цілей, визначення моменту пуску протитанкової керованої ракети (далі - ПТКР), оцінки результатів стрільби, і може використовуватися в системі бойової підготовки мотострілецьких (механізованих) підрозділів, в учбових підрозділах, а також в учбових закладах при підготовці операторів ПТРК в умовах навчального класу, без використання боєприпасів. Як аналог вибраний тренажер навідників-операторів установок пуску ракет або стрільби із знарядь і кулеметів з оптичними приладами наведення, що містить ЕОМ з підключеними до її входу пристроями управління ЕОМ і пристроями сполучення з ЕОМ і підключеними до її виходу монітором інструктора тренажера і телевізійним індикатором навчуваного [1]. Недоліком пристрою аналога є відсутність можливості формування у навідників-операторів, які навчаються, моторних навичок наведення пускової установки на ціль і супроводження рухомих цілей, а також навичок виконання всієї програми дій навідника в процесі підготовки і пуску ПТКР. Як аналог вибраний тренажер для підготовки операторів протитанкових ракетних комплексів з комбінованою системою наведення, який містить робоче місце інструктора на основі першої ПЕОМ, робоче місце учня з імітаторами візуальної обстановки оптично-променевого та радіолокаційного каналів наведення ракети на основі другої і третьої ПЕОМ відповідно, імітаторами пульта оператора, блока управління маркером радіолокаційного каналу наведення, пульта управління комбінованим оптичним приладом управління, комбінованого оптичного приладу управління, вузлом зв'язку, підключеним до плати інтерфейсу RS-485 блока системної третьої ПЕОМ та головними телефонами оператора. В тренажер додатково введені імітатор багатофункціонального індикатора, вхід VGA якого підключений до виходу RGB-1 блока системної третьої ПЕОМ, маніпулятор "Миша", комутатор КВМ, вторинне джерело живлення, блок розеток, джерело безперебійного живлення, яке підключене до блока розеток, комутатор ЛОМ, підключений до одного зі стабілізуючих виходів джерела безперебійного живлення, а також шафа для приладів з нагнітальним вентилятором в складі, і робочі столи на металевому каркасі з кабель-каналами, при цьому вхід блока розеток є входом надходження напруги живлення тренажера, другий-четвертий виходи блока розеток з'єднані з входами нагнітального вентилятора, вторинного джерела живлення, відеомонітора другої ПЕОМ відповідно, порти першого і третього комутатора ЛОМ підключені до мережевих виходів LAN блоків системних другої, третьої, першої ПЕОМ відповідно, другий-п'ятий стабілізуючі виходи джерела безперебійного живлення підключені до входів живлення блоків системних першої-третьої ПЕОМ та відеомонітора першої ПЕОМ робочого місця інструктора відповідно, вихід послідовного зв'язкового порту джерела безперебійного живлення з'єднаний з керуючим портом блока системної першої ПЕОМ, перший порт комутатора КВМ підключений до клавіатури, маніпулятору "Миша", входу VGA відеомонітора першої ПЕОМ, другий-четверті порти комутатора КВМ підключені до виходів "Keyboard", "Mouse", RGB-2 блоків системних другої, третьої, першої ПЕОМ відповідно, телефони головні оператора підключені до звукового виходу блоку системного другої ПЕОМ імітатора візуальної обстановки оптико-променевого каналу наведення ракети [2]. Недоліком пристрою-аналога є відсутність можливості формування у навідників, які навчаються, моторних навичок наведення пускової установки на ціль і супроводження рухомих цілей, так як при тренуванні не використовуються штатна пускова установка і штатні засоби візуального спостереження і наведення на ціль, а також висока ціна пристрою, яка обумовлена необхідністю виготовлення імітатора пускової установки. Як аналог вибраний тренажер навідника-оператора артилерійських і зенітних установок стрільби, що містить робоче місце керівника у складі ЕОМ у вигляді системного блока, наприклад сервера, монітора з підключеними до її входу органами управління ЕОМ і пристроєм сполучення з ЕОМ, а до її виходу - робоче місце навідника-оператора у складі генератора зображення місцевості і цілей, імітатора пускової установки (далі - ІПУ) у вигляді імітатора штатної пускової установки стрільби з напрямною, оптичним приладом наведення, механізмом переміщення приладу наведення з штурвалами і механізмом стрільби, оптичного колімаційного пристрою для спостереження навчуваним одержуваного через колімаційний пристрій зображення безпосередньо і через пристрій відображення у вигляді оптичного приладу або прицілу-приладу наведення, датчика координат або датчика положення оптичної осі приладу 1 UA 106120 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 наведення, кінематично пов'язаного з механізмом переміщення приладу наведення, і датчика спрацьовування механізму стрільби, підключеного до входу пристрою сполучення з ЕОМ, при цьому телевізійний індикатор навчуваного у вигляді монітора і оптичний колімаційний пристрій кінематично пов'язані з виходом механізму переміщення оптичного приладу наведення, а в конструкцію тренажера введений блок управління переміщенням зображення місцевості і цілей, вхід якого пов'язаний з датчиком координат або датчиком положення оптичної осі приладу наведення, а виходи підключені до ЕОМ і генератора зображення місцевості і цілей [3]. Недоліком пристрою є складність і громіздкість конструкції, наявність складних кінематичних пристроїв зв'язку датчика координат оптичної осі приладу наведення і зв'язку колімаційного пристрою з виходом механізму переміщення оптичного приладу наведення, а також високі витрати на його виготовлення унаслідок застосування колімаційного пристрою, що дорого коштує. Крім того, висока ціна пристрою, обумовлена ще необхідністю виготовлення імітатора пускової установки. Як прототип вибраний тренажер навідника протитанкового ракетного комплексу, що містить робоче місце керівника у складі ЕОМ керівника у вигляді системного блока, наприклад сервера і відеомонітора, блока керування переміщенням зображення місцевості і цілей, вхід якого зв'язаний з датчиком координат або датчиком положення оптичної осі приладу наведення, а виходи підключені до ЕОМ і генератора зображення місцевості і цілей, робоче місце навчуваного у складі імітатора пускової установки з напрямною, оптичним прицілом-приладом наведення, механізмом переміщення приладу наведення з штурвалами і механізмом стрільби, пристрою відображення для спостереження навчуваним одержуваного через пристрій зображення безпосередньо і через оптичний прилад наведення, датчика положення оптичної осі приладу наведення, зв'язаного з механізмом переміщення приладу наведення, і датчика спрацьовування механізму стрільби, підключеного до входу пристрою сполучення з ЕОМ, а також комплект сполучних кабелів, блок керування переміщенням зображення місцевості і цілей виконаний у вигляді графічної станції імітатора прицілу-приладу наведення, робоче місце керівника містить графічну станцію робочого місця керівника і графічну станцію контролю поточного стану органів керування, а також акустичнусистему, сполучену з сервером, який з'єднаний з графічними станціями по локальній комп'ютерній мережі, імітатор прицілу-приладу наведення як пристрій відображення містить відеоматрицю, при цьому тренажер містить абсолютні датчики кутів повороту штурвалів горизонтального і вертикального наведення, а також датчики положення імітатора напрямної протитанкового ракетного комплексу, що виконані на основі магніточутливих мікросхем [4]. Недоліками пристрою прототипу є складність і громіздкість його конструкції та висока ціна, яка обумовлена необхідністю виготовлення імітатора пускової установки з імітатором приладу прицілювання і наведення. В основу корисної моделі поставлена задача спрощення конструкції модульного електронного тренажера з одночасним підвищенням надійності і його експлуатаційних характеристик за рахунок використання штатної пускової установки з штатним приціломприладом наведення [5], на яку встановлюється імітатор транспортно-пускового контейнера з необхідним обладнанням. При необхідності використання пускової установки за прямим призначенням, імітатор транспортно-пускового контейнера з обладнанням тренажера знімається за тими ж правилами, як знімається контейнер після пуску керованої протитанкової ракети, а на його місце встановлюється контейнер з ракетою. Поставлена задача вирішується тим, що в модульному електронному тренажері оператора протитанкового ракетного комплексу, що містить робоче місце керівника у складі відеомонітору контролю і управління, відеомонітора керівника, підключеного до першого відеовиходу ЕОМ керівника, яка підключена до блока безперервного живлення, клавіатури, оптичного маніпулятора і аудіосистеми, робоче місце оператора у складі відеомонітора прицілу-приладу наведення, імітатора транспортно-пускового контейнера, адаптера вводу-виводу підключеного до ЕОМ керівника, згідно з корисною моделлю, до складу робочого місця оператора включено пускову установку з прицілом-приладом наведення, а також оптичний модуль сполучення з відеомонітором прицілу-приладу наведення, які встановлені на імітаторі транспортно-пускового контейнера, в якому змонтовані модуль фіксації пускового імпульсу, модуль формування напруги живлення світлової марки, датчик кута нахилу і датчик напрямку транспортно-пускового контейнера, виходи датчика кута нахилу, датчика напрямку транспортно-пускового контейнера, вихід модуля фіксації пускового імпульсу, вхід модуля формування напруги живлення світлової марки підключені до адаптера вводу-виводу, вхід модуля фіксації пускового імпульсу і вихід модуля формування напруги живлення світлової марки через штатний роз'єм транспортнопускового контейнера підключені до механізму пуску і лампи світлової марки відповідно, 2 UA 106120 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 причому відеомонітор контролю і управління підключено до другого відеовиходу ЕОМ керівника, до третього відеовиходу якої підключено відеомонітор прицілу-приладу наведення. Перераховані ознаки пристрою складають суть корисної моделі. Наявність причинно-наслідкового зв'язку між сукупністю істотних ознак корисної моделі і технічним результатом, що досягається, полягає в наступному. Тренажер, що заявляється, являє собою програмно-апаратний комплекс, який включає робоче місце оператора, робоче місце керівника, а також програмне забезпечення. Робоче місце оператора включає пускову установку з прицілом-приладом наведення [5], імітатор транспортно-пускового контейнера з встановленими на ньому відеомонітором прицілуприладу наведення і оптичним модулем сполучення, крім того в контейнер вмонтовані адаптер вводу-виводу, модуль фіксації пускового імпульсу, модуль формування напруги живлення світлової марки, датчик кута нахилу і датчик напрямку транспортно-пускового контейнера, які через штатний роз'єм транспортно-пускового контейнера підключені до механізму пуску і лампи світлової марки. Датчики кута і напрямку забезпечують формування коду напрямку і кута, і через адаптер передачу їх в ЕОМ керівника. Таким чином досягається можливість використання штатної пускової установки для підготовки операторів, що не потребує виготовлення дорогих імітаторів. Електричне живлення подається тільки на схему світлової марки, таким чином досягається використання пускової установки без витрачання ресурсу механічних елементів прицілу-приладу наведення. Робоче місце керівника забезпечує управління роботою тренажера, управління ходом тренування, оцінку дій оператора.На уніфікованому столі робочого місця керівника розміщені органи включення і виключення живлення тренажера, два відеомонітори, клавіатура, маніпулятор, блок безперервного живлення, аудіосистема, ЕОМ керівника. Використання трьох відеовиходів ЕОМ керівника дозволяє виключити зі складу тренажера двох графічних станцій, які використані в прототипі, що також забезпечує спрощення конструкції, підвищення надійності роботи тренажера і призведе до зниження матеріальних витрат. Апаратний комплекс з програмами забезпечує в умовах навчального класу функціонування тренажера відповідно до тактико-технічних характеристик реального ПТРК, це є основою для формування, вдосконалення і підтримки навичок оператора по веденню розвідки поля бою, виявленню і ідентифікації цілей, визначенню їх характеристик, супроводження цілей і пуску керованої ракети в різних умовах. Запропонований пристрій належить до модульних електронних тренажерів операторів протитанкового ракетного комплексу типу "Фагот" ("Конкурс"). Пристрій тренажера пояснюється графічними зображеннями, де на Фіг. 1 показано робоче місце оператора ПТРК (у вигляді фотографії), на Фіг.2 показано робоче місце керівника (у вигляді фотографії), на Фіг.3 показана структурна схема тренажера. На Фіг. 1, 2 і 3 прийняті наступні позначення: 1 - робоче місце оператора; 2 - пускова установка; 3 - приціл-прилад наведення; 4 - імітатор транспортно-пускового контейнера (ТПК); 5 - штатний роз'єм ТПК сполучення з пусковою установкою; 6 - оптичний модуль сполучення; 7 - відеомонітор прицілу-приладу наведення; 8 - робоче місце керівника; 9 - відеомонітор керівника; 10 - відеомонітор контролю і управління; 11 - оптичний маніпулятор; 12 - клавіатура; 13 - модуль фіксації пускового імпульсу; 14 - модуль формування напруги живлення світлової марки; 15 - датчик кута нахилу транспортно-пускового контейнера; 16 - датчик напрямку транспортно-пускового контейнера; 17 - адаптер вводу-виводу; 18 - ЕОМ керівника (інструктора); 19 - блок безперебійного електричного живлення; 20 - акустична система. Модульний електронний тренажер оператора протитанкового ракетного комплексу типу "Фагот" ("Конкурс") містить робоче місце керівника (8) у складі відеомонітора керівника (9) і відеомонітора контролю і управління (10), які підключені відповідно до першого і другого 3 UA 106120 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 відеовиходу ЕОМ керівника (18), яка підключена до блока безперервного живлення (19), клавіатури (12), оптичного маніпулятора (11) і аудіосистеми (20), робоче місце оператора (1) у складі відеомонітора прицілу-приладу наведення (7), імітатора транспортно-пускового контейнера (4), адаптера вводу-виводу (17), підключеного до ЕОМ керівника (18), пускової установки (2) з прицілом-приладом наведення (3), а також оптичний модуль сполучення (6) з відеомонітором прицілу-приладу наведення (7), які встановлені на імітаторі транспортнопускового контейнера (4), в якому змонтовані модуль фіксації пускового імпульсу (13), модуль формування напруги живлення світлової марки (14), датчик кута нахилу (15) і датчик напрямку транспортно-пускового контейнера (16), виходи датчика кута нахилу (15), датчика напрямку транспортно-пускового контейнера (16), вихід модуля фіксації пускового імпульсу (13), вхід модуля формування напруги живлення світлової марки (14) підключені до адаптера вводувиводу (17), вхід модуля фіксації пускового імпульсу (13) і вихід модуля формування напруги живлення світлової марки (14) через штатний роз'єм транспортно-пускового контейнера (5) підключені до механізму пуску і лампи світлової марки відповідно, а відеомонітор прицілуприладу наведення (7) підключено до ЕОМ керівника (18). Пристрій працює наступним чином. Тренажер розміщується в приміщенні площею, не 2 меншою за 10 м . У приміщенні повинні бути передбачені: майданчик розміром 23 м для розміщення на підлозі робочого місця оператора (1) і оператора, якого навчають, зліва від пускової установки (2); місце для розміщення робочого місця керівника (розміри робочого місця керівника 0,60,8 м); проходи між майданчиком для розміщення імітатора пускової установки (2) і стінами приміщення в ширину становлять не менше за 0,5 м. Відстань між робочим місцем оператора (1) і робочим місцем керівника (8) повинна становити не більше 2,0-2,5 м. До робочого місця керівника (8) підводиться електроживлення напругою 220 В і частотою 50 Гц, що забезпечує потужність навантаження не менше ніж 900 Вт. Робоче місце керівника (8) розміщується в учбовому приміщенні з урахуванням забезпечення можливості спостереження за діями навчуваних і виключення попадання прямого світла на екрани відеомоніторів (9) і (10). Після підключення робочого місця керівника (8) до електроживлення через блок безперебійного живлення (19) і перевірки підключення кабелю зв'язку з адаптером входу-виходу (17) включають ЕОМ керівника (18). Після успішного завантаження програми тренажер визнають готовим до роботи. Керівник занять, з використанням функцій головного меню, визначає умови виконання вправ для навчуваного (тип місцевості, час доби, метеоумови), вибирає вправу з "Курсу стрільби" або формує за допомогою вбудованого редактора нову вправу. Після підготовки вправи керівник інструктує навчуваного навідника, а після перевірки його готовності подає команду "До бою" і запускає вправу. У полі зору прицілу-приладу наведення (3) навідник через оптичний модуль сполучення (6) спостерігає обстановку, сформовану на відеомонітор прицілу-приладу наведення (7), відповідну введеним керівником занять параметрам умов виконання і типу вправи: ділянку місцевості, а також тип цілі. Спостерігаючи в окуляр прицілу-приладу наведення (3) обстановку, оператор, який навчається, з використанням штурвалів поворотного механізму і штурвалів підйомного механізму (на кресл. не показані) пускової установки (2) проводить пошук цілі, її ідентифікацію, визначення параметрів руху, ухвалює рішення на обстріл цілі і проводить пуск учбової ракети. Звукові ефекти шумів поля бою (стрілянина з різних видів зброї, звуки руху техніки, звуки розривів снарядів і ракет), а також звукові ефекти пуску протитанкової керованої ракети відтворюються за допомогою акустичної системи (20). Використання штурвалів поворотного механізму і штурвалів підйомного механізму викликає переміщення імітатора транспортно-пускового контейнера (4) по куту нахилу і напрямку, які фіксуються датчиком кута нахилу (15) і датчиком напрямку (16) транспортно-пускового контейнера, і через адаптер входувиходу (17) надходять у ЕОМ керівника (18) для обробки даних. При пуску протитанкової керованої ракети оператор, який навчається, приводить в дію штатний пусковий механізм пускової установки (2), який формує електричний імпульс, який через штатний роз'єм ТПК (5) приходить на модуль фіксації пускового імпульсу (13), який через адаптер входу-виходу (17) надходить у ЕОМ керівника (18). В свою чергу з ЕОМ керівника на адаптер входу-виходу (17) надходить команда на включення світлової марки, яка через модуль формування напруги живлення світлової марки (14) і штатний роз'єм ТПК (5) подає напругу на лампу світлової марки. Після обробки даних, що надійшли, відповідно до заданих умов виконання вправи направляється інформація (напрям осі прицілу-приладу наведення (3), напрям осі зовнішньої керованої камери, координати цілей, координати імітованої ракети, стан цілі), на підставі якої на відеомоніторі керівника (9) і відеомоніторі прицілу-приладу наведення (7) формується відповідне зображення ділянки місцевості, поля зору прицілу-приладу наведення (7) з 4 UA 106120 U 5 10 15 20 25 прицільною сіткою, наземних і повітряних цілей, старту і польоту ракети, ураження або промаху. За допомогою відеомонітора контролю і управління (10) інструктор спостерігає за ходом вправи. Застосування тренажера, що заявляється, дозволяє забезпечити високий рівень адекватності зображення місцевості і цілей у полі зору прицілу приладу-наведення і ефективний взаємозв'язок конструктивних елементів тренажера, наблизити умови навчання оператора до реальних, забезпечити можливість широкого використання тренажера у бойовій підготовці за рахунок високих експлуатаційних характеристик, а також економічності (незначне споживання електроенергії, необхідності малої площі для розміщення, можливість використання зовнішніх пристроїв для відображення поля зору прицілу-приладу наведення у ході пошуку, супроводження і обстрілу цілей оператором, який навчається). Як імітатор транспортнопускового контейнера використовують контейнери, які залишаються після пуску керованої ракети, а пускова установка з прицілом-приладом наведення використовується як для тренування, так і для використання за прямим призначенням. Джерела інформації: 1. Тренажер наводчиков-операторов установок пуска ракет или стрельбы из орудий и пулеметов [Заявка на винахід RU № 99118278, дата публікації 27.05.2001 р., МПК 7 F41G3/26]. 2. Тренажер для подготовки операторов противотанкового ракетного комплекса (ПТРК) с комбинированной системой наведения [Патент на корисну модель RU № 89218 U1, опубл. 27.11.2009 р., МПК F41G3/26]. 3. Тренажер наводчика-оператора артиллерийских и зенитных установок стрельбы [Заявка на винахід RU № 2002103213, дата публікації 27.09.2003 p., МПК 7 F41G3/26]. 4. Тренажер навідника протитанкового ракетного комплексу "Конкурс". [Патент на корисну модель UA № 26367U, опубл. 10.09.2007 р., Бюл. №14, МПК F41G 3/26, G02B 23/02]. 5. Пусковая установка 9П135. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. М.: Воениздат, 1986. - С. 10-79. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 35 40 45 Модульний електронний тренажер оператора протитанкового ракетного комплексу, що містить робоче місце керівника у складі відеомонітора контролю і управління, відеомонітора керівника, підключеного до першого відеовиходу ЕОМ керівника, яка підключена до блока безперервного живлення, клавіатури, оптичного маніпулятора і аудіосистеми, робоче місце оператора у складі відеомонітора прицілу-приладу наведення, імітатора транспортно-пускового контейнера, адаптера вводу-виводу, підключеного до ЕОМ керівника, який відрізняється тим, що до складу робочого місця оператора включено пускову установку з прицілом-приладом наведення, а також оптичний модуль сполучення з відеомонітором прицілу-приладу наведення, які встановлені на імітаторі транспортно-пускового контейнера, в якому змонтовані модуль фіксації пускового імпульсу, модуль формування напруги живлення світлової марки, датчик кута нахилу і датчик напрямку транспортно-пускового контейнера, виходи датчика кута нахилу, датчика напрямку транспортно-пускового контейнера, вихід модуля фіксації пускового імпульсу, вхід модуля формування напруги живлення світлової марки підключені до адаптера вводу-виводу, вхід модуля фіксації пускового імпульсу і вихід модуля формування напруги живлення світлової марки через штатний роз'єм транспортно-пускового контейнера підключені до механізму пуску і лампи світлової марки відповідно, причому відеомонітор контролю і управління підключено до другого відеовиходу ЕОМ керівника, до третього відеовиходу якої підключено відеомонітор прицілу - приладу наведення. 5 UA 106120 U 6 UA 106120 U Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 7