Тренажер для отработки навыков применения управляемых ракет

Авторы патента:

Полезная модель относится к тренажерной технике и предназначена для обучения и тренировки, например, курсантов при отработке навыков применения зенитно-ракетных комплексов и противотанковых управляемых ракет. Сущность полезной модели состоит в том, что в предложенном тренажере для отработки навыков применения управляемых ракет, включающем исполнительный блок, связанный с блоком обработки видеоизображений, токораспределительным устройством бортовой системы и пультом оператора боевой машины (БМ), блок обработки видеоизображений первой группой входов-выходов соединен с первой группой входов-выходов пульта оператора, а второй группой входов-выходов и группой входов подключен соответственно к первой группе входов-выходов и к первой группе выходов исполнительного блока, содержащего мини ЭВМ, видеопреобразователь, два микроконтроллера, блок разовых команд, стабилизированный блок электропитания и порт карты флеш-памяти, своими второй группой входов-выходов соединенного со второй группой входов-выходов пульта оператора БМ, группой входов подключенного к группе его выходов, а второй группой выходов соединенного соответственно с первой группой входов этого пульта, второй группой входов подключенного к первой группе входов тренажера для отработки навыков применения управляемых ракет, а выходом соединенного со входом токораспределительного устройства бортовой системы БМ, второй группой входов подключенного к первой группе входов учебного комплекта, а выходом соединенного со входом токораспределительного устройства бортовой системы БМ, своим выходом подключенного к соответствующему входу исполнительного блока, соединенному со входом его стабилизированного блока электропитания, выходом подключенного ко входу мини ЭВМ, группой выходов соединенного с группой входов видеопреобразователя и с первой по четвертую группами входов-выходов подключенного соответственно к первым группам входов-выходов первого и второго микроконтроллеров, порта карты флеш-памяти и к группе входов-выходов блока разовых команд, при этом группа выходов видеопреобразователя соединена с первой группой выходов исполнительного блока, вторые группы входов-выходов первого и второго микроконтроллеров подключены соответственно к первой и второй группам входов-выходов исполнительного блока, а вторая группа входов-выходов порта карты флеш-памяти соединена с третьей группой входов-выходов исполнительного блока, подключенной к группе входов-выходов тренажера для отработки навыков применения управляемых ракет. Кроме того, блок разовых команд содержит микроконтроллер и семь оптронов, при этом микроконтроллер группой входов-выходов соединен с группой входов-выходов блока разовых команд, с первого по третий входами подключен к выходам соответственно с первого по третий оптронов, а с четвертого по седьмой выходами соединен со входами с четвертого по седьмой оптроны соответственно, причем входы с первого по третий оптронов формируют группу входов блока разовых команд, группу выходов которого образуют выходы с четвертого по седьмой оптронов. Техническим результатом использования предложенной полезной модели является обеспечение с ее помощью возможности имитации широкопольного и узкопольного телевизионных (ТВ) каналов, а также тепловизионного (ТПВ) канала и системы лазерного дальнометрирования.

Известен тренажер Air Defence Embedded Simulator, содержащий компьютер, подключаемый к управляющей системе комплекса ПВО, на котором должно производиться обучение (см., например, http://www.pmewswire.com/news-releases/bvr-systems-wins-air-defence-embedded--simulator-contract-valued-at-us58-million-59637907.html), причем в компьютер передают используемую для управления моделями оружия и системами комплекса ПВО информацию о положении органов управления этого комплекса и при этом компьютер, подменяя собой РЛС, генерирует фоноцелевую обстановку и создает соответствующее изображение на дисплеях операторов комплекса ПВО, которые с помощью пультов отрабатывают учебные задачи, обнаруживая и обстреливая виртуальные цели, возникающие на экранах их дисплеев благодаря работе тренажера.

Данный тренажер обеспечивает возможность имитации только радиолокационного канала.

Наиболее близким аналогом - прототипом является встраиваемый в БТР тренажер Bradley A3 Embedded Trainer (BATS-E) фирмы United Defense, предназначенный для обучения экипажа БТР Bradley A3 и содержащий компьютер и устанавливаемые на смотровые щели БТР дисплеи (см., например, U.S. Army Research Institute for the Behavioral and Social Sciences Research Report 1800 (November 2002) Army Project Number 20465803D730), при работе которого компьютер получает информацию о вооружении БТР и положении его органов управления, с помощью компьютера моделируют соответствующие системы вооружения и формируют на дисплеях изображение окружающей обстановки с подвижными и неподвижными объектами (целями, препятствиями, деревьями, домами и т.п.), а затем эту информацию используют для управления показаниями приборов на рабочих местах членов экипажа БТР, который отрабатывает учебные задачи, «перемещаясь» по виртуальному полю боя и «обстреливая» виртуальные цели.

К недостаткам данного тренажера можно отнести ориентирование его конструктивного выполнения на имитацию только одного визуального ТВ канала.

Задачей полезной модели является разработка тренажера для отработки навыков применения управляемых ракет, обеспечивающего возможность имитации всех применяемых в военной технике каналов обнаружения целей.

Сущность полезной модели состоит в том, что в предложенном тренажере для отработки навыков применения управляемых ракет, включающем исполнительный блок, связанный с блоком обработки видеоизображений, токораспределительным устройством бортовой системы и пультом оператора боевой машины (БМ), блок обработки видеоизображений первой группой входов-выходов соединен с первой группой входов-выходов пульта оператора, а второй группой входов-выходов и группой входов подключен соответственно к первой группе входов-выходов и к первой группе выходов исполнительного блока, содержащего мини ЭВМ, видеопреобразователь, два микроконтроллера, блок разовых команд, стабилизированный блок электропитания и порт карты флеш-памяти, своими второй группой входов-выходов соединенного со второй группой входов-выходов пульта оператора БМ, группой входов подключенного к группе его выходов, а второй группой выходов соединенного соответственно с первой группой входов этого пульта, второй группой входов подключенного к первой группе входов тренажера для отработки навыков применения управляемых ракет, а выходом соединенного со входом токораспределительного устройства бортовой системы БМ, второй группой входов подключенного к первой группе входов учебного комплекта, а выходом соединенного со входом токораспределительного устройства бортовой системы БМ, своим выходом подключенного к соответствующему входу исполнительного блока, соединенному со входом его стабилизированного блока электропитания, выходом подключенного ко входу мини ЭВМ, группой выходов соединенного с группой входов видеопреобразователя и с первой по четвертую группами входов-выходов подключенного соответственно к первым группам входов-выходов первого и второго микроконтроллеров, порта карты флеш-памяти и к группе входов-выходов блока разовых команд, при этом группа выходов видеопреобразователя соединена с первой группой выходов исполнительного блока, вторые группы входов-выходов первого и второго микроконтроллеров подключены соответственно к первой и второй группам входов-выходов исполнительного блока, а вторая группа входов-выходов порта карты флеш-памяти соединена с третьей группой входов-выходов исполнительного блока, подключенной к группе входов-выходов тренажера для отработки навыков применения управляемых ракет.

Кроме того, блок разовых команд содержит микроконтроллер и семь оптронов, при этом микроконтроллер группой входов-выходов соединен с группой входов-выходов блока разовых команд, с первого по третий входами подключен к выходам соответственно с первого по третий оптронов, а с четвертого по седьмой выходами соединен со входами с четвертого по седьмой оптронов соответственно, причем входы с первого по третий оптронов формируют группу входов блока разовых команд, группу выходов которого образуют выходы с четвертого по седьмой оптронов.

Техническим результатом использования предложенной полезной модели является обеспечение с ее помощью возможности имитации широкопольного и узкопольного телевизионных (ТВ) каналов, а также тепловизионного (ТПВ) канала и системы лазерного дальнометрирования.

На фиг.1 представлена блок-схема тренажера для отработки навыков применения управляемых ракет, а на фиг.2 приведена блок-схема блока разовых команд этого тренажера.

Тренажер для отработки навыков применения управляемых ракет (фиг.1) содержит исполнительный блок 1, связанный с блоком 2 обработки видеоизображений, токораспределительным устройством 3 бортовой системы и пультом 4 оператора боевой машины 5 (БМ), причем блок 2 обработки видеоизображений первой группой входов-выходов соединен с первой группой входов-выходов пульта 4 оператора, а второй группой входов-выходов и группой входов подключен соответственно к первой группе входов-выходов и к первой группе выходов исполнительного блока 1, содержащего мини ЭВМ 6, видеопреобразователь 7, два микроконтроллера (соответственно 8 и 9), блок 10 разовых команд, стабилизированный блок 11 электропитания и порт 12 карты флеш-памяти, своими второй группой входов-выходов, группой входов и второй группой выходов соединенного соответственно со второй группой входов-выходов, с первой группой входов и группой выходов пульта 4 оператора БМ 5, второй группой входов подключенного к первой группе входов тренажера для отработки навыков применения управляемых ракет (на фиг. не пронумерован), а выходом соединенного со входом токораспределительного устройства (ТРУ) 3 бортовой системы БМ 5, своим выходом подключенного к соответствующему входу исполнительного блока 1, соединенному со входом его стабилизированного блока 11 электропитания, выходом подключенного ко входу мини ЭВМ 6, группой выходов соединенного с группой входов видеопреобразователя Рис первой по четвертую группами входов-выходов подключенного соответственно к первым группам входов-выходов первого и второго микроконтроллеров (соответственно 8 и 9), порта 12 карты флеш-памяти и к группе входов-выходов блока 10 разовых команд, при этом группа выходов видеопреобразователя 7 соединена с первой группой выходов исполнительного блока 1, вторые группы входов-выходов первого и второго микроконтроллеров (соответственно 8 и 9) подключены соответственно к первой и второй группам входов-выходов исполнительного блока 1, а вторая группа входов-выходов порта 12 карты флеш-памяти соединена с третьей группой входов-выходов исполнительного блока 1, подключенной к группе входов-выходов тренажера для отработки навыков применения управляемых ракет (на фиг. не пронумерован).

Кроме того, блок 10 разовых команд содержит микроконтроллер 13 и семь оптронов (соответственно 14-20), при этом микроконтроллер 13 группой входов-выходов соединен с группой входов-выходов блока 10 разовых команд, с первого по третий входами подключен к выходам соответственно с первого по третий оптронов (соответственно с 14 по 16), а с четвертого по седьмой выходами соединен со входами соответственно с четвертого по седьмой оптронов (соответственно с 17 по 20), причем входы с первого по третий оптронов (соответственно с 14 по 16) формируют группу входов блока 10 разовых команд, группу выходов которого образуют выходы с четвертого по седьмой оптронов (соответственно с 17 по 20).

При этом исполнительный блок (ИБ) 1 предназначен для обеспечения оператору БМ 5 возможности отработки задач по поиску, обнаружению, захвату, сопровождению, опознаванию государственной принадлежности цели (свой-чужой) и определению момента пуска поражающего средства (ракеты) путем имитации работы телевизионных (ТВ) и тепловизионного (ТПВ) каналов круглосуточной оптико-электронной станции (СОЭК), каналов лазерного частотного дальнометрирования (ДЛЧ) и наземного радиозапросчика (НРЗ) с помощью входящих в ИБ 1 блоков путем генерирования фоно-целевой обстановки с различным освещением и ландшафтами, целями, естественными и искусственными помехами, а также предназначен для обеспечения объективного контроля действий обучаемого.

Блок 2 обработки видеоизображений выполнен в виде, например, многофункционального индикатора (МФИ) (см., например, http://www.phazotron-7.com/index.php?lang=russian), представляющего собой связанный с бортовым вычислителем жидкокристаллический экран, и предназначен для выявления объектов для целеуказания, токораспредели- тельное устройство (ТРУ) 3 бортовой системы выполнено в виде соответствующего электротехнического устройства (см., например, http://russianarms.mybb.ru/viewtopic.php?id=377) и предназначено для энергообеспечения систем тренажера для отработки навыков применения управляемых ракет, пульт 4 оператора выполнен в виде, соответствующего устройства (см., например, http://rbase.new-factoria.ru/missile/wobb/khrizantema/khrizantema.shtml) и предназначен для управления работой блоков и систем тренажера для отработки навыков применения управляемых ракет, установленного на базе, например, боевой машины 9П157 (БМ 5) (см., HanpHMep,http://rbase.new-factoria.m/missile/wobb/khrizantema/khrizantema.shtml).

Мини ЭВМ 6 исполнительного блока 1 выполнена на материнской плате форм-фактора mini ATX фирмы ASUS (см., например, http://e-kopeiki.ru/asua) с процессором Intel Atom (см., например, http://www.intel.ru/content) и твердотельным диском SSD (см., например, http://www.cdrinfo.m/enc/ssd.html) и предназначена для генерирования имитационного видеоизображения, соответствующего получаемому с помощью телевизионных и тепловизионного каналов штатной аппаратуры (на фиг. не приведена) БМ5.

Видеопреобразователь 7 исполнительного блока 1 выполнен в виде соответствующего устройства типа LKV-381 фирмы Lenkeng (см., например, http://www.portative.by/good/3527) и предназначен для передачи сгенерированного мини ЭВМ 6 изображения в блок 2 обработки видеоизображений, микроконтроллеры 8 и 9 выполнены в виде соответствующих программируемых устройств интерфейса RS 422 Z-397 (см., например, http://m.wikiDedia.org/w/mdex.php?title=EIA-422&oldid=43508283) фирмы IronLogic LLC (см., например, http://www.ironlogic.by/) и предназначены для информационного обмена с соответствующими блоками БМ5.

Блок 10 разовых команд предназначен для приема и преобразования управляющих команд от пульта 4 оператора, стабилизированный блок 11 электропитания выполнен в виде блока М3-АТХ-HV (см., например, http://drive-com.ru/catalog/238/mini-box_m3-atx-hv_6-34v_dcdc_95vt.html) фирмы Ituner Networks Corp.(см., например, http://www.ituner.coni/) и предназначен для энергообеспечения мини ЭВМ 6 и систем исполнительного блока 1, порт 12 карты флеш-памяти выполнен в виде соответствующего устройства (см., например, http://ru.wikipedia.org/wiki/IЕЕЕ_1284) и предназначен для подключения к мини ЭВМ 6 внешних устройств.

Кроме того, блок 10 разовых команд содержит микроконтроллер 13, выполненный в виде программируемого микроконтроллера типа Arduino Nano V.5 (см., например, http://www.gravitech.us/arduino-nanol.html) фирмы Arduino (см., например, http://www.pacpac.ru/cftegory/arduino/? gelid/) и предназначенный для управления оптронами соответственно 14-20, выполненными в виде соответствующих устройств типа BOB-09118 (см., например, http://vimeo.com/17973866) фирмы SparkFun Electronics (см., например, http://www.sparkfun.com) и предназначенными для передачи команд соответственно от пульта 4 оператора и на этот пульт.

Тренажер для отработки навыков применения управляемых ракет работает следующим образом:

С помощью мини ЭВМ 6, управляемой приведенным в приложении к данному описанию алгоритмом программного обеспечения, в реальном времени генерируют видеоизображение, содержащее фоноцелевую (изображение окружающего БМ 5 воздушного и наземного пространства, целей и т.п.) обстановку и имитирующее картину, соответствующую получаемой по телевизионным и тепловизионному каналам штатной аппаратуры БМ 5 и зависящую от ракурса ориентации ее (БМ 5) пусковой установки.

Полученное от мини ЭВМ 6 видеоизображение через видеопреобразователь 7 и далее через блок 2 обработки видеоизображений, где после соответствующей обработки на него накладывают требуемую знакографику, передают на штатный монитор (на фиг. не показан и не пронумерован) оператора БМ 5.

При этом с помощью мини ЭВМ 6 производят замеры дальности до выбранной виртуальной цели и через микроконтроллер 8 передают эти замеры дальности в блок 2 обработки видеоизображений, имитируя работу лазерного дальномера.

Кроме того, с помощью мини ЭВМ 6 посредством взаимодействия с микроконтроллером 9 и блоком 10 разовых команд осуществляют информационный обмен с пультом 4 оператора, имитируя работу пусковой установки (на фиг. не показана и не пронумерована) БМ 5, одновременно получая информацию об ее ориентации, о положении органов управления (на фиг. не показаны и не пронумерованы) БМ 5 и выбранных оператором режимах работы.

Используя имитируемую с помощью данного тренажера для отработки навыков применения управляемых ракет работу БМ, обучаемый может производить пуски по виртуальным целям, выполняя учебные задания инструктора.

В приложении 1 приведен алгоритм работы мини ЭВМ 6, в приложении 2 - алгоритм работы программируемого микроконтроллера 13.

1. Тренажер для отработки навыков применения управляемых ракет, включающий исполнительный блок, связанный с блоком обработки видеоизображений, токораспределительным устройством бортовой системы и пультом оператора боевой машины (БМ), отличающийся тем, что блок обработки видеоизображений первой группой входов-выходов соединен с первой группой входов-выходов пульта оператора, а второй группой входов-выходов и группой входов подключен соответственно к первой группе входов-выходов и к первой группе выходов исполнительного блока, содержащего компьютер, видеопреобразователь, два микроконтроллера, блок разовых команд, стабилизированный блок электропитания и порт карты флеш-памяти, своей второй группой входов-выходов соединенного со второй группой входов-выходов пульта оператора БМ, группой входов подключенного к группе его выходов, а второй группой выходов соединенного соответственно с первой группой входов этого пульта, второй группой входов подключенного к первой группе входов тренажера для отработки навыков применения управляемых ракет, а выходом соединенного со входом токораспределительного устройства бортовой системы БМ, своим выходом подключенного к соответствующему входу исполнительного блока, соединенному со входом его стабилизированного блока электропитания, выходом подключенного ко входу компьютера, группой выходов соединенного с группой входов видеопреобразователя и с первой по четвертую группами входов-выходов подключенного соответственно к первым группам входов-выходов первого и второго микроконтроллеров, порта карты флеш-памяти и к группе входов-выходов блока разовых команд, при этом группа выходов видеопреобразователя соединена с первой группой выходов исполнительного блока, вторые группы входов-выходов первого и второго микроконтроллеров подключены соответственно к первой и второй группам входов-выходов исполнительного блока, а вторая группа входов-выходов порта карты флеш-памяти соединена с третьей группой входов-выходов исполнительного блока, подключенной к группе входов-выходов тренажера для отработки навыков применения управляемых ракет.

2. Тренажер для отработки навыков применения управляемых ракет по п.1, отличающийся тем, что блок разовых команд содержит микроконтроллер и семь оптронов, при этом микроконтроллер группой входов-выходов соединен с группой входов-выходов блока разовых команд, с первого по третий входами подключен к выходам соответственно с первого по третий оптронов, а с четвертого по седьмой выходами соединен со входами с четвертого по седьмой оптронов соответственно, причем входы с первого по третий оптронов формируют группу входов блока разовых команд, группу выходов которого образуют выходы с четвертого по седьмой оптронов.