УЧЕБНО-ТРЕНИРОВОЧНОЕ СРЕДСТВО Российский патент 1999 года по МПК F41G3/26 

Изобретение относится к средствам обучения стрельбе экипажей бронетанковой техники и вооружения и расчетов артиллерийских орудий наземной артиллерии.

В практике обучения войск за последнее время все более широкое применение находят различные учебно-тренировочные средства. Это обусловлено поступлением в войска современной боевой техники и вооружения, требующих выработки у обучаемых сложных навыков в их боевом применении. Обучение непосредственно на боевой технике со штатным вооружением ограничено высокой амортизационной стоимостью этой техники, оружия и боеприпасов. Кроме того, на боевой технике и оружии не всегда представляется возможным контролировать действия обучаемых при стрельбе. Учебно-тренировочные средства позволяют сократить время использования дорогостоящей боевой техники, боеприпасов и моторесурсов при обучении личного состава стрельбе из штатного оружия, особенно на этапе первоначального обучения, т. е. сделать процесс обучения более экономичным.

Вместе с тем учебно-тренировочные средства обеспечивают возможность более наглядно и доступно проводить занятия с личным составом, осуществлять в ходе занятий контроль за действиями обучаемых, своевременно выявлять допускаемые ошибки и их причины, одновременно обучать большее количество обучаемых, чем на боевой технике.

Учебно-тренировочные средства могут располагаться в местах постоянной дислокации войск, что создает условия для проведения занятий по огневой подготовке без выезда в учебные центры, которые, как правило, находятся на значительном удалении от мест постоянной дислокации войсковых частей. Все это способствует повышению интенсификации процесса обучения и выработке у личного состава в более короткие сроки профессиональных навыков в эффективном применении вооружения для поражения различных целей в современном бою.

К учебно-тренировочным средствам (УТС) по огневой подготовке относятся (см. Обучение стрельбе из танков на учебно-тренировочных средствах. МО СССР. -М.; 1980. -152 с. С. 4):
контрольно-тренировочные приборы;
тренажеры;
вкладные стволы к танковым пушкам и приспособления для учебной и имитационной стрельбы.

Известны контрольно-тренировочные приборы:
пантограф-укалыватель;
окулярная насадка;
контрольно-оптические приборы и т.п., которые предназначаются для контроля за правильностью действий обучаемых при обучении стрельбе из штатного оружия. Эти приборы позволяют руководителю наблюдать результаты "стрельбы" и выявлять ошибки, допускаемые обучаемыми. Они могут использоваться на занятиях, проводимых непосредственно на штатном оружии и на тренажерах.

Известен газовый гелевый неоновый лазер (ЛГН-2135), применяемый в учебных заведениях для демонстрации оптических эффектов (см. Газовый гелевый неоновый лазер (ЛГН-213). М., Информэлектро, 1988).

Известный лазер ЛГН-213Б применяется также в качестве лазерной указки (как указатель направления) при чтении лекций. Лазер ЛГН-213Б является источником когерентного поляризованного излучения с длиной волны 0,633 мкм. Излучатель ИЛГН- 213-1 создает среднюю мощность лазерного излучения не менее 1,0 МВТ и имеет диаметр пучка лазерного излучения, равный 1 мм. Напряжение питающей сети лазера ЛГН-213Б не менее 23 В, нормальное постоянное 27 В, не более 34 В. Потребляемая мощность 36 Вт.

Конструктивно лазер состоят из двух частей: излучателя и блока питания. Излучатель имеет форму цилиндра. В излучателе размещена газоразрядная трубка с резонатором и часть балластного сопротивления.

Блок питания лазера ЛГН-213Б соединен с излучателем высоковольтным кабелем, имеющим высоковольтный разъем.

Известен также автоматический пантограф-укалыватель (см. Обучение стрельбе из танков на учебно-тренировочных средствах. МО СССР. М. 1980г., с. 79), предназначенный для контроля за действиями наводчика механизмами наводки танковой пушки: стабилизатором, подъемным и поворотным механизмами.

Автоматический пантограф-укалыватель состоит из: щита-экрана, кронштейна, держателя, пантографа-укалывателя, карандашедержателя (см. копию рис. 14 прототипа).

Пантограф-укалыватель с помощью кронштейна и держателя закрепляется на дульной части ствола пушки танка или ее макета на тренажере огневой подготовки танкистов (ТОПТ). В карандашедержатель вставляется карандаш длиной 5-7 см. Перед дульным срезом ствола пушки танка или ее макета на ТОПТ на расстоянии 6-7 см устанавливается щит, к которому прикрепляется лист чистой плотной бумаги. Щит ставится так, чтобы карандаш плотно прижимался к листу бумаги. На удалении 15-20 м перед танком или ТОПТ устанавливается щит, на котором имеются фигурные мишени для тренировки в действиях с механизмами наводки с помощью пантографа-укалывателя: -"конверт", - "спираль", - "конверт-спираль", имеющие толщину линии 5 мм (см. копию рис. 16 прототипа).

Обучаемый, занимающий место наводчика, действуя механизмами наводки пушки, наводит вершину центрального угольника прицела фигурной мишени и последовательно очерчивает вершиной центрального угольника прицела фигуру мишени, изображенной на щите, а пантограф с карандашом вычерчивает аналогичную фигуру на листе чистой плотной бумаги, укрепленной на щите.

Оценка обучающим действий обучаемого производится по времени выполнения упражнения и величине отклонения карандашной линии от линии фигурной мишени.

Для оценки действий обучаемых используются установленные нормативы: времени вычерчивания фигуры и ступенчатости линии. Измерение времени вычерчивания фигуры осуществляется секундомером, а отклонение карандашной линии от линии фигурной мишени (ее ступенчатости) - линейкой. После выполнения упражнения обучаемым плотный лист бумаги на экране заменяется на новый.

Пантограф-укалыватель аналогичного устройства используется при обучении расчетов артиллерийских орудий наземной артиллерии действиям механизмами наведения.

Недостатками прототипа являются:
1. Значительное время на подготовку устройства к работе.

2. Отсутствует автоматизация процесса обучения и оценки действий обучаемых.

3. Необходимо после каждого обучаемого заменять лист бумаги, используемый для вычерчивания фигур.

4. Нельзя использовать прототип для тренировки по переносу огня по различным видам целей.

5. Нельзя использовать прототип для обучения стрельбе по движущимся целям.

6. Нельзя использовать прототип для обучения и тренировок в "стрельбе с ходу" на ТОПТ-1 и ТОПТ-2.

Задачей изобретения является автоматизация процесса обучения и оценки действия обучаемых, сокращение времени на подготовку к занятиям и обучение стрельбе по движущимся целям.

Данная задача решается за счет использования лазерного излучателя со шторкой в качестве указателя, установленного на дульном срезе пушки танка (орудия наземной артиллерии) или на тренажере огневой подготовки; применения движущегося макета цели с использованием приемников лазерного излучения, расположенных в местах, наиболее поражаемых на реальном танке. При этом макет цели движется по железнодорожной колее в виде "замкнутого удлиненного эллипса" или "восьмерки", положение которых по отношению к обучаемому может изменяться, создавая различные направления и скорости движения цели.

При попадании лазерного луча в приемник лазерного излучения происходит срабатывание реле в цепи тягового двигателя электровоза, макет цели останавливается, что свидетельствует о поражении цели.

Использование тренажеров огневой подготовки, например ТОПТ или ТОПТ-2, обеспечивает обучение стрельбе по подвижной цели в движении.

Предлагаемое учебно-тренировочное средство состоит из щита (экрана), установленного, например, на шаровой поворотной головке стойки, лазерного излучателя, например, газового гелевого неонового лазера ЛГН-213Б, пульта управления и регистрации, электрической схемы.

Излучатель лазера расположен на кремальерном механизме у дульного среза пушки или ее макета на тренажере огневой подготовки. Блок питания и излучатель соединены высоковольтным проводом. На переднем конце излучателя укреплена подвижная шторка, в закрытом состоянии перекрывающая лазерный луч. Шторка открывается при нажатии обучаемым на кнопку "выстрел" на пульте управления стабилизатором пушки или на механизме ее вертикальной наводки, при этом лазерный луч попадает на экран, на котором для обучения или тренировки обучаемого действиям механизмами наводки при стрельбе по движущимся целям расположены две железнодорожных колеи, например, шириной 24 мм от детской электрической железной дороги. Одна колея имеет вид замкнутого удлиненного эллипса, а другая - замкнутой "восьмерки". Обе колеи по бокам закрыты экранами, на которых нарисован фон, например кустарник, лес и т. д. Расстояние между экранами L позволяет обучаемому измерять и регистрировать время движения подвижной мишени (или ее скорость) на этом участке между экранами. За колеей в виде "восьмерки" расположен экран, на котором нарисован участок местности (кустарник, лес) на фоне которого перемещается движущаяся цель. Щит укреплен горизонтально на поворотной шаровой головке и может поворачиваться вокруг своей вертикальной оси, создавая для обучаемого различные курсовые углы движения цели: фронтальное, косое (облическое), фланговое. Подвижная цель представляет собой пластмассовый макет танка, который укреплен на электровозе электрической железной дороги. На макете танка, в местах, соответствующих наиболее уязвимым для поражения "реального танка", размещены электрические приемники излучения, которые включены в цепь тягового электрического двигателя, обеспечивающего движение электровоза, т. е. подвижной цели - например, макета танка.

В качестве пульта управления могут использоваться механизмы наводки пушки (орудия), а спусковой механизм с кнопкой "выстрел" соединен с лазерным излучателем и приводом шторки.

В то же время электрические приемники излучения выполнены с возможностью преобразования световой энергии лазерного луча в электрическую энергию и формирования тем самым сигнала на разрыв в цепи питания движущегося макета цели и подаче сигнала на пульт регистрации результатов обучения, который связан с электрической схемой на щите.

Изобретение поясняется фиг. 1 - 4.

Фиг. 1 Учебно-тренировочное средство. Размещение средства на танке (орудии) или тренажере огневой подготовки, например ТОПТ.

Фиг. 2 Учебно-тренировочное средство. Щит с колеями, например, детской электрической железной дороги: "восьмерка" и "замкнутый удлиненный эллипс".

Фиг. 3 Учебно-тренировочное средство. Макет подвижной цели - танка, укрепленный на электровозе.

Фиг. 4 Учебно-тренировочное средство. Структурная схема.

На фигурах изображены:
1 - щит;
2 - кремальерный механизм:
3 - излучатель лазера;
4 - хомут крепления кремальерного механизма к пушке танка (орудия) или тренажера огневой подготовки (ТОПТ);
5 - электрический провод механизма привода шторки излучателя лазера;
6 - электрический провод питания излучателя лазера;
7 - высоковольтный блок питания излучателя лазера;
8 - башня танка (орудия) или тренажера огневой подготовки;
9 - прицел пушки;
10 - хомут крепления излучателя лазера к кремальерному механизму;
11 - механизм привода шторки излучателя лазера;
12 - электрический провод питания электрической схемы щита;
13 - поворотная шаровая головка стойки щита;
14 - стойка щита;
15 - электрический провод, соединяющий электрическую схему щита с пультом регистрации;
16 - пульт регистрации;
17 - экран задний центральный;
18 - колея - "восьмерка";
19 - экран задний боковой;
20 - колея - "замкнутый удлиненный эллипс";
21 - экран передний боковой;
22 - железнодорожная колея;
23 - электровоз;
24 - приемник лазерного излучения;
25 - пульт управления обучаемого;
26 - блок управления шторкой;
27 - лазер;
28 - блок регистрации общего количества попыток;
29 - блок имитации "удачного" попадания;
30 - блок регистрации количества "удачных" попыток;
31 - блок регистрации времени выполнения упражнения;
32 - блок учета временных ограничений;
33 - принимающее устройство учебно-тренировочного средства;
34 - блок имитации цели (макет танка);
35 - блок управления движением цели;
36 - блок информации (табло);
37 - пульт управления руководителя.

Учебно-тренировочное средство может быть изготовлено по существующей технологии на заводе учебного оборудования или в мастерской войскового объединения с использованием материалов и элементной базы, традиционно применяемых при изготовлении учебно-тренировочных средств для войск.

Учебно-тренировочное средство в статическом состоянии представляет собой щит 1, укрепленный горизонтально на вертикальной стойке 14, имеющей шаровую поворотную головку 13, и электрически соединенный с бортовой сетью танка проводом 12. На щите расположены две колеи электрической детской железной дороги, одна в виде "восьмерки" 18, а другая в виде "замкнутого удлиненного эллипса" 20, по которым движется с различной скоростью и в разных направлениях электровоз 23, на котором укреплен макет танка - подвижная цель, на которой имеются приемники лазерного излучения 24. На щите также расположены: центральный экран 17, экран задний боковой 19 и экран передний боковой 21, которые перекрывают часть колей 18 и 20. Цель видна стреляющему в прицеле на участке между экранами 19 и 21. Около дульного среза пушки танка, тренажера огневой подготовки или артиллерийского орудия двумя хомутами 4 укреплен кремальерный механизм 2, на котором хомутом 10 закреплен излучатель лазера 3. На переднем конце излучателя установлен механизм привода шторки излучателя лазера II. Шторка постоянно перекрывает лазерный луч. Механизм привода шторки излучателя лазера подключен в цепь кнопки "выстрел" проводом 5 и срабатывает при нажатии на кнопки "выстрел" спускового механизма пушки танка, тренажера огневой подготовки или орудия.

На башне танка 8, орудии или тренажере огневой подготовки установлен высоковольтный блок питания 7 излучателя лазера. Блок питания соединен с излучателем лазера электрическим проводом высокого напряжения 6. Блок питания соединен также с бортовой сетью танка, тренажера огневой подготовки или аккумулятором орудия и заземлен. Электрическая схема щита соединена проводом 15 с пультом регистрации 16. На пульте регистрации фиксируются результату обучения.

Блоки схемы учебно-тренировочного средства могут быть также изготовлены по существующей технологии на заводе учебного оборудования или в мастерской войскового объединения с использованием материалов и элементной базы, традиционно применяемых при изготовлении учебно-тренировочных средств.

Блоки схемы учебно-тренировочного средства предназначены для выполнения следующих функций:
25. Пульт управления обучаемого предназначен для наведения центральной прицельной марки на движущуюся "цель" (имитатор цели) и осуществления имитации стрельбы.

26. Блок управления шторкой предназначен для осуществления открытия и закрытия шторки излучателя.

27. Лазер предназначен для имитации процесса производства выстрела.

28. Блок регистрации общего количества попыток предназначен для учета количества всех попыток, предпринятых обучаемым для поражения цели.

29. Блок имитации "удачного" попадания предназначен для формирования сигнала для прекращения движения имитатора цели и для формирования сигнала для блока регистрации количества "удачных" попыток.

30. Блок регистрации количества "удачных" попыток предназначен для учета количества попыток, предпринятых обучаемым, которые закончились остановкой имитатора цели, то есть "попаданием в цель".

31. Блок регистрации времени предназначен для учета продолжительности выполнения упражнения в целом и для формирования сигнала на прекращение выполнения упражнения в случае превышения заданного лимита времени.

32. Блок учета временных ограничений предназначен для формирования сигнала для задержки открытия шторки излучателя, т. е. для имитации времени полета снаряда до цели.

33. Принимающее устройство цели предназначено для преобразования световой энергии луча лазера в электрический сигнал.

34. Блок имитации цели предназначен для имитации наличия пораженной (остановившейся) и непораженной (движущейся) цели в поле зрения обучаемого. Представляет собой макет танка, который перемещается по колеям щита со скоростью и направлениям, заданным руководителем.

35. Блок управления движением предназначен для изменения скорости и направления (реверса) движения макета цели.

36. Блок информации (табло) предназначен для индикации информации о времени выполнения упражнения, о времени, оставшемся до завершения упражнения, об общем количестве выполненных попыток, о количестве удачных попыток, об оценке за выполнение упражнения.

37. Пульт управления руководителя предназначен для включения и выключения цепей питания учебно-тренировочного средства, ввода информации с места руководителя об условиях выполнения упражнения (задания лимита времени) и ввода оценочных показателей.

ПОРЯДОК РАБОТЫ УЧЕБНО-ТРЕНИРОВОЧНОГО СРЕДСТВА
1. Подготовка к работе учебно-тренировочного средства.

При подготовке прибора к работе руководитель занятия устанавливает щит (1), помещает на одну из колей макет танка и включает цепи питания, производит юстировку излучателя лазера (3) при помощи кремальерного механизма (2), т.е. добивается при правильном наведении центральной прицельной марки в имитатор подвижной цели попадания луча лазера в один из приемников лазерного излучения (24), размещенных на макете танка, устанавливает лимит времени на выполнение упражнения и устанавливает время задержки открытия шторки излучателя, тем самым имитирует дальность до цели.

2. Работа учебно-тренировочного средства
Обучаемый занимает место за пультом управления наводчика. Руководитель занятия одновременно с подачей команды на выполнение упражнения включает цепи питания. При этом начинает работу блок регистрации времени (31), блок учета временных ограничений (32) и начинает движение имитатор цели. Обучаемый предпринимает попытку поражения имитатора цели. При совмещении прицельной марки с имитатором цели (с учетом упреждения) обучаемый нажимает кнопку выстрела на пульте управления, тем самым формируя сигнал на открытие шторки излучателя лазера. Этот сигнал, попадая в блок управления шторкой излучателя, приводит в действие механизм открытия шторки, который срабатывает с запаздыванием, имитирующим время полета снаряда до цели, шторка открывается и луч лазера попадает на стенд. При этом формируется сигнал для блока регистрации общего количества попыток и счетчик общего количества попыток увеличивается на единицу. При точной (правильной) наводке прицельной марки на имитатор цели луч лазера попадает на приемное устройство цели, которое, преобразуя световую энергию лазерного пучка света в электрическую, формирует сигнал в блок имитации "удачного" попадания. Блок имитации "удачного" попадания формирует сигнал на остановку имитатора цели и подает сигнал в блок регистрации "удачного" количества попыток на увеличение счетчика на единицу. При превышении установленного лимита времени на поражение цели в блоке учета временных ограничений формируется сигнал на остановку имитатора цели и сигнал, запрещающий открытие шторки излучателя (при этом может подаваться и звуковой сигнал для оповещения обучаемого), цель считается не пораженной.

Информация о ходе выполнения упражнения: время выполнения, общее количество выстрелов, количество удачных выстрелов, при необходимости - время до окончания упражнения и оценка обучаемому отображается на световом табло, которое может находиться в поле зрения обучаемого или в любом другом месте. Оценка обучаемому выставляется руководителем и может быть отражена на табло.

Источники информации:
1. Газовый гелевый неоновый лазер (ЛГН-213). Информэлектро. М.: 1988.

2. Прототип. Обучение стрельбе из танков на учебно-тренировочных средствах. МО СССР. М.: 1980, с. 152.

Изобретение относится к учебно-тренировочным средствам, предназначенным для контроля за действиями наводчика механизмами наводки танковой пушки (стабилизатором, подъемным и поворотным механизмами). Техническим результатом изобретения является автоматизация процесса обучения и оценки действий обучаемых, а также сокращение времени на подготовку к занятиям и на обучение стрельбе по движущимся целям. Учебно-тренировочное средство выполнено в виде щита с подвижной целью, укрепленного на стойке с шаровой опорой, на которой щит может поворачиваться относительно обучаемого и создавать движение цели фронтальное, косое (облическое) и фланговое. Учебно-тренировочное средство имеет газовый гелевый неоновый лазер, блок питания которого укреплен на башне танка или тренажере огневой подготовки танкистов, а излучатель, соединенный с блоком питания высоковольтным кабелем, установлен на кремальерном механизме, находящимся у дульного среза пушки. На переднем конце излучателя имеется шторка, перекрывающая луч лазера с электрическим приводом, срабатывающим при нажатии на кнопку "выстрел", находящуюся на рукоятке пульта управления стабилизатором пушки или на рукоятке механизма вертикальной наводки пушки. На движущемся макете расположены электрические приемники излучения, которые включены в электрическую цепь питания привода макета и преобразуют при попадании на них световую энергию лазерного луча в электрическую энергию, тем самым формируя сигнал на разрыв цепи питания привода макета. Попадание в цель регистрируется на пульте учета результатов обучения. Результаты выполнения упражнения регистрируются на пульте. 4 ил.

Учебно-тренировочное средство, содержащее прибор, установленный на кремальерном механизме у дульного среза пушки, орудия или тренажера огневой подготовки и щит с движущимся макетом цели, причем танк, орудие или тренажер огневой подготовки включает механизм наводки и спусковой механизм с кнопкой "выстрел", отличающийся тем, что он снабжен пультом регистрации результатов обучения, а прибор выполнен в виде лазерного излучателя, на переднем конце которого установлена шторка с приводом, причем лазерный излучатель и привод шторки связаны с кнопкой "выстрел" спускового механизма, при этом макет цели снабжен приемниками лазерного излучения, соединенными с бортовой сетью танка, орудия или тренажера огневой подготовки, а электрический приемник излучения выполнен с возможностью преобразования световой энергии лазерного луча в электрическую энергию и формирования сигнала на разрыв цепи питания электродвигателя подвижной мишени и регистрации его на пульте регистрации обучения, который связан с электрической схемой на щите.