Комплексная тренажерная система для подготовки специалистов противовоздушной обороны Российский патент 2018 года по МПК G09B9/08 

Область техники

Изобретение относится к учебным тренажерам для подготовки боевых расчетов и экипажей (БРЭ) боевых машин противовоздушной обороны (ПВО).

Уровень техники

Известны автономные тренажеры для раздельной тренировки БРЭ зенитно-ракетных, зенитно-артиллерийских, зенитных ракетно-пушечных и зенитных пушечно-ракетных комплексов ПВО [1-14], содержащие рабочие места (РМ) командира БРЭ, операторов БРЭ и инструктора, оборудованные электронно-вычислительными машинами (ЭВМ), устройствами для имитации воздушной и радиоэлектронной обстановки, аппаратно-программными комплексами для управления процессом обучения, а также средствами связи.

Известные тренажеры средств ПВО предназначены только для подготовки БРЭ однородных комплексов вооружения.

Для слаживания боевых частей и подразделений группировки ПВО, оснащенных зенитными комплексами, разнородными по своему назначению, обнаруженческим и огневым возможностям, в настоящее время привлекается авиация и мишени, имитирующие средства воздушного нападения (СВН).

Это требует значительных затрат времени на подготовку, экономически дорого и организационно сложно для государства. К тому же возможности имеющегося мишенного парка не позволяют имитировать весь спектр боевого применения современных СВН.

В связи с этим необходимо создание комплексной тренажерной системы (КТС), позволяющей объединить уже имеющиеся тренажеры в единую систему с целью организации обучения и тренировки БРЭ смешанной группировки средств ПВО по взаимодействию в ходе противовоздушного боя. Конструктивно КТС желательно выполнить в виде единого учебного центра или территориально рассредоточенной КТС, центр управления которой расположен в месте дислокации КП группировки ПВО, а составляющие учебные тренажеры распределены по местам дислокации соответствующих частей (подразделений) ПВО с возможностью использования (при их соответствующей модернизации) для учебных тренировок как штатных, так и обычных каналов связи группировки ПВО, общего сервера и модели исходных данных по воздушно-космической и помеховой обстановке.

Такой КТС в известном уровне техники не выявлено.

При создании КТС для подготовки специалистов ПВО необходимо учесть как особенности функционирования разнородных зенитных комплексов, пунктов их управления и средств разведки воздушного противника, так и особенности моделирования их действий, включающие:

- предварительное электронное картографирование местности, имитацию способов боевого применения СВН, привязку их к электронной карте местности, моделирование зон обнаружения СВН и рельефа местности;

- особенности моделирования и имитации боевых порядков разнородных средств ПВО на местности;

- особенности обучения и тренировки отдельных специалистов, расчетов (экипажей) пунктов управления, средств разведки воздушного противника, огневых средств ПВО;

- отработку вопросов взаимодействия и электромагнитной совместимости между разнородными подразделениями ПВО в ходе противовоздушного боя;

- слаживание разнородных подразделений ПВО в боевой работе при подготовке к отражению налетов СВН, при ведении огня по воздушным и наземным целям и управлении этим огнем;

- отсутствие единого протокола обмена информацией между имеющимися тренажерами средств ПВО и по этой причине невозможность их совместного применения.

Таким образом, есть техническая проблема - это отсутствие тренажерных средств, позволяющих объединить уже имеющиеся и перспективные тренажеры средств ПВО в единую систему с целью организации обучения и тренировки БРЭ смешанной группировки средств ПВО.

Решением этой технической проблемы является создание составляющей суть изобретения неизвестной ранее комплексной тренажерной системы для подготовки специалистов ПВО в условиях единого учебного центра или территориально рассредоточенной КТС по боевым порядкам соответствующих частей (подразделений) ПВО без привлечения авиации и мишеней для имитации налета СВН.

Достигаемый технический результат, получаемый за счет решения технической проблемы, заключается в получении нового свойства у тренажной системы, обеспечивающего возможность проведения комплексной практической подготовки БРЭ подразделений и частей разнородных средств ПВО к отражению налетов СВН в условиях, приближенных к реальным, без привлечения авиации и мишеней, моделируя варианты (сценарии) боевого применения СВН.

При этом дополнительно повышается качество подготовки специалистов за счет возможности многократного повторения всей тренировки или любого из ее фрагментов. Одновременно существенно снижаются материально-технические затраты, сокращается время на обучение и практическую подготовку БРЭ.

Сущность изобретения

Решение указанной технической проблемы, и как следствие, достижение заявленного технического результата обеспечивается тем, что комплексная тренажерная система для подготовки специалистов ПВО согласно изобретению содержит центральный пункт управления (ЦПУ) комплексной тренажной системой (КТС), соединенный через интерфейсную линию первого уровня связи (ИЛС₁) с системой тренажеров командных пунктов (ТКП) и далее через интерфейсные линии второго уровня связи (ИЛС₂) с соответствующей системой тренажеров информационных средств (ТИС) и с системой тренажеров огневых средств (ТОС), ЦПУ КТС содержит автоматизированное рабочее место инструктора (АРМ-И_КТС), автоматизированное рабочее место командира (АРМ-К_ПВО) группировки войск противовоздушной обороны (ПВО), периферийную аппаратуру видеонаблюдения и документирования, сервер исходных данных и результатов тренировки боевых расчетов и экипажей боевых машин (БРЭ), а также средства сопряжения и средства сетевого обмена (ССО) с подчиненными по учебной боевой работе тренажерами, тренажеры систем ТКП, ТИС и ТОС выполнены однотипными по своему составу и включают соединенные кабельными линиями цифровой связи автоматизированное рабочее место инструктора (АРМ-И_Т), автоматизированное рабочее место командира (АРМ-К_Т) и одно или несколько автоматизированных рабочих мест оператора (АРМ-О_Т), оснащенных штатными лицевыми панелями с реальными органами управления и индикации (ОУИ) имитируемых средств ПВО, соединенными через универсальные адаптеры (УА) с электронно-вычислительной машиной (ЭВМ), входящей в состав этих АРМ и снабженной программным обеспечением (ПО) и сетевыми протоколами обмена по учебным задачам и контролю учебы с АРМ-И_КТС, по командам управления боем – с подчиненными АРМ, по сигналам отработки команд управления – с вышестоящим по иерархии АРМ КТС.

При этом система ТКП содержит тренажер командного пункта (КП) радиотехнических войск (ТКП_РТВ), тренажер КП подразделения огневых средств (ОС) ближнего действия (ТКП_ОСБ), тренажер КП подразделения ОС малой дальности (ТКП_ОСМ), тренажер КП подразделения ОС средней дальности (ТКП_ОСС), тренажер КП подразделения ОС большой дальности (ТКП_ОСД), соединенные по воздушной обстановке, командам управления и отработке команд через ИЛС₁ с ЦПУ и через ИЛС₂ - с системой подчиненных тренажеров ТИС и ТОС. Система ТИС содержит тренажеры средств радиолокационной разведки (Т_РЛР) и тренажеры средств оптической разведки (Т_ОР), система ТОС - тренажеры ОС большой дальности (ТОС_Д), тренажеры ОС средней дальности (ТОС_С), тренажеры ОС малой дальности (ТОС_М) и тренажеры ОС ближнего действия (ТОС_Б), выполненные по однотипной функциональной схеме и содержащие соединенные кабельными линиями цифровой связи автоматизированное рабочее место инструктора (АРМ-И_Т), автоматизированное рабочее место командира (АРМ-К_Т) и одно или несколько автоматизированных рабочих мест оператора (АРМ-О_Т), причем АРМ-К_Т и АРМ-О_Т оснащены штатными лицевыми панелями с реальными органами управления и индикации имитируемых средств ПВО, соединенными через универсальные адаптеры с электронно-вычислительной машиной (ЭВМ), входящей в состав этих АРМ. Универсальный адаптер (УА) АРМ тренажеров ТКП, ТИС и ТОС содержит процессор с долговременным (ДЗУС) и оперативным запоминающим устройством (ОЗУ), соединенный по аналоговым входам/выходам через аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и многоконтактную шину аналоговых сигналов со штатной лицевой панелью блока аппаратуры соответствующего имитируемого средства ПВО, а по цифровым входам/выходам через цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), шину цифровых сигналов с портом USB или LAN связи с ЭВМ соответствующего АРМ командира или оператора, причем в ДЗУС процессора встроена базовая программа оперативной обработки вводных/выводных сигналов, выполненная с возможностью упаковки/распаковки сигналов в «пакеты» и мультиплексирования (уплотнения) проходящей через УА информации. Программное обеспечение тренажеров КТС выполнено с возможностью контроля технического состояния последних. Автоматизированные рабочие места инструкторов АРМ-И_КТС и АРМ-И_Т, выполнены по однотипной функциональной схеме и содержат установленные на рабочем месте соответствующего инструктора одну или несколько электронно-вычислительных машин с одним или несколькими мониторами, клавишной панелью управления, ручным манипулятором типа «мышь», с устройством ввода-вывода (УВВ) типа сетевой карты и портов параллельной и последовательной связи для соединения с внешними устройствами и периферийной аппаратурой видеонаблюдения и документирования. Сервер исходных данных содержит библиотеку учебных задач (БУЗ), включающих комплекс параметров воздушной (ВО), наземной (НО) и радиоэлектронной (РЭО) обстановки и вариантов боевого применения СВН с учетом опыта локальных войн и военных конфликтов. Интерфейсные линии связи ИЛС₁ и ИЛС₂ выполнены беспроводными или проводными. Беспроводные линии связи выполнены в виде модемных или GSM - радиолиний связи. Проводные линии связи выполнены из многожильного кабеля типа «витая пара проводов» или оптоволоконных кабелей с оконечными двунаправленными соединителями по протоколу USB или Ethernet с возможностью циркуляции в КТС сигнальной информации, команд боевого управления и донесений.

Такое выполнение комплексной тренажерной системы для подготовки специалистов противовоздушной обороны из разнородных тренажеров ПВО, оснащение их средствами сетевого обмена и коммуникации, разработка сетевого протокола обмена данными между ними, создание баз данных, обеспечивающих однозначную для всех участников идентификацию элементов ВО, НО и РЭО, а также соответствующее программное обеспечение впервые позволяет проводить подготовку специалистов целой группировки ПВО без привлечения авиации и мишеней. Это дает возможность повысить качество подготовки БРЭ подразделений ПВО к отражению налетов СВН при одновременном сокращении времени на их обучение и снижении материально - технических затрат на обучение и тренировку БРЭ.

Сущность изобретения поясняется фиг. 1-16.

На фиг. 1 представлена функциональная схема комплексной тренажерной системы для подготовки специалистов ПВО. На фиг. 2 - функциональная схема центрального пункта управления комплексной тренажной системой; на фиг. 3 - функциональная схема автоматизированного рабочего места инструктора, на фиг. 4 - алгоритм работы КТС в режиме «комплексная тренировка». На фиг. 5 - 9 представлены внешний вид мониторов и тренажеры конкретных пунктов управления и огневых средств, в том числе: на фиг. 5 - фото монитора АРМ-И_КТС с фрагментом учебного налета СВН; на фиг. 6 - фото тренажера батарейного командирского пункта (БКП) «Тор» [1, c. 96-97]; на фиг. 7 - фото тренажера боевой машины (БМ) зенитно-ракетного комплекса (ЗРК) «Тор-М2Э» [1, c. 98-99]; на фиг. 8 - фото тренажера КП ЗРК "Бук-М2Э" [1, c. 102-104]; на фиг. 9 - фото тренажера самоходной огневой установки (СОУ) "Бук-М2Э" [1, c. 106-107]; на фиг. 10 - структура тренажера БМ ЗРК «ТОР»; на фиг. 11 - структура универсального адаптера (УА); на фиг. 12 - схема подключения универсального адаптера с расширителем (вариант для тренажера БМ ЗРК «Тор»); на фиг. 13 - схема управления сетевыми протоколами с помощью программы согласования; на фиг. 14 - структура информационного пакета; на фиг. 15 - перечень типов информационных пакетов; на фиг. 16 - структура тела информационного пакета типа «3».

На фиг. 1-16 обозначены:

1 – центральный пункт управления комплексной тренажерной системой;

1.1 – автоматизированное рабочее место инструктора КТС (АРМ-И_КТС);

1.1.1 – электронно-вычислительная машина;

1.1.2 – монитор;

1.1.3 – клавишная панель управления;

1.1.4 – ручной манипулятор типа «мышь»;

1.1.5 – устройство ввода-вывода типа сетевой карты и портов параллельной и последовательной связи;

1.2 – автоматизированное рабочее место командира группировки ПВО (АРМ-К_ПВО);

1.3 – периферийная аппаратура видеонаблюдения и документирования;

1.4 – сервер исходных данных и результатов тренировки БРЭ;

1.5 – средства сопряжения;

1.6 – средства сетевого обмена;

2 – интерфейсная линия первого уровня связи (ИЛС₁);

3 – система тренажеров командных пунктов;

3.1 – тренажер КП радиотехнических войск (ТКП_РТВ);

3.2 – тренажер КП подразделения огневых средств ближнего действия (ТКП_ОСБ);

3.3 – тренажер КП подразделения огневых средств малой дальности (ТКП_ОСМ);

3.4 – тренажер КП подразделения огневых средств средней дальности (ТКП_ОСС);

3.5 – тренажер КП подразделения огневых средств большой дальности (ТКП_ОСД);

4 – интерфейсные линии второго уровня связи (ИЛС₂);

5 – система тренажеров информационных средств;

5.1 – тренажер средств радиолокационной разведки (Т_РЛР);

5.2 – тренажер средств оптической разведки (Т_ОР);

6 – система тренажеров огневых средств;

6.1 – тренажеры ОС большой дальности (ТОС_Д);

6.1.1 – тренажер зенитной ракетной системы (ЗРС) «С-300» и ее модификаций [1, c. 110- 117];

6.2 – тренажеры ОС средней дальности (ТОС_С);

6.2.1 – тренажер ЗРК «Бук» и его модификаций [1, c. 102-104];

6.2.2 – тренажер БМ ЗРК «Тор» и его модификаций [1, c. 96-97];

6.2.2.1 – автоматизированное рабочее место инструктора тренажера БМ (АРМ-И_Т);

6.2.2.2 – автоматизированное рабочее место командира БМ (АРМ- К_Т);

6.2.2.2.1 – штатная лицевая панель блока аппаратуры БМ;

6.2.2.2.2 – универсальный адаптер (УА);

6.2.2.2.2.1 – шина аналоговых сигналов;

6.2.2.2.2.2 – аналогово-цифровой преобразователь;

6.2.2.2.2.3 – процессор универсального адаптера;

6.2.2.2.2.4 – цифроаналоговый преобразователь;

6.2.2.2.2.5 – шина цифровых сигналов;

6.2.2.2.3 – универсальный адаптер-расширитель;

6.2.2.3 – автоматизированное рабочее место оператора БМ (АРМ- О_Т);

6.3 – тренажеры ОС малой дальности (ТОС_М);

6.3.1 – тренажер БМ ЗРК «Оса» и его модификаций [1, c. 90-95];

6.3.2 – тренажер ЗРК «Куб» и его модификаций [1, c. 88-89];

6.3.3 – тренажер зенитного ракетно-пушечного комплекса (ЗРПК) «Панцирь» и его модификаций [1, c. 100-101];

6.4 – тренажеры ОС ближнего действия (ТОС_Б);

6.4.1 – тренажер зенитной самоходной установки (ЗСУ) 23-4М4 «Шилка» [1, c. 72-73];

6.4.2 – тренажер переносного зенитно-ракетного комплекса (ПЗРК) «Джигит» и его модификаций [1, c. 38-39];

6.4.3 – тренажер ЗСУ зенитного пушечно-ракетного комплекса (ЗПРК) «Тунгуска» и его модификаций [1, c. 84-87];

6.4.4 – тренажер ЗРК «Стрела-10» и его модификаций [1, c. 30-31];

6.4.5 – тренажер ПЗРК «Игла» и его модификаций [1, c. 32-37].

Согласно фиг. 1 - фиг. 16 комплексная тренажерная система для подготовки специалистов ПВО включает центральный пункт 1 управления комплексной тренажной системой, систему 3 тренажеров командных пунктов, систему 5 тренажеров информационных средств и систему 6 тренажеров огневых средств, связанных между собой интерфейсными линиями 2 первого уровня и линиями 4 второго уровня связи.

ЦПУ 1 КТС содержит автоматизированное рабочее место 1.1 инструктора (АРМ-И_КТС), автоматизированное рабочее место 1.2 командира группировки ПВО (АРМ-К_ПВО), периферийную аппаратуру 1.3 видеонаблюдения и документирования, сервер 1.4 исходных данных и результатов тренировки БРЭ, средства сопряжения 1.5 и средства сетевого обмена 1.6, соединяющие ЦПУ 1 с ИЛС1 2.

По нисходящим цифровым потокам информации о воздушной, наземной и радиоэлектронной обстановке и командам по отражению налета СВН линия 2 первого уровня связи ИЛС₁ соединена с системой 3 ТКП. Интерфейсная линии связи ИЛС₁ выполнена беспроводной или проводной. Беспроводная линия связи выполнена в виде модемной или GSM - радиолиний связи. Проводная линия связи выполнена в виде системы многожильных кабелей типа «витая пара проводов» или оптоволоконных кабелей с оконечными соединителями по протоколу USB или Ethernet.

Система 3 ТКП включает тренажер 3.1 КП радиотехнических войск (ТКП_РТВ), тренажер 3.2 КП подразделения огневых средств ближнего действия (ТКП_ОСБ), тренажер 3.3 КП подразделения ОС малой дальности (ТКП_ОСМ), тренажер 3.4 КП подразделения ОС средней дальности (ТКП_ОСС), тренажер 3.5 КП подразделения ОС большой дальности (ТКП_ОСД). Каждый из этих тренажеров 3.1-3.5 по нисходящим цифровым потокам информации о ВО, НО, РЭО и командам по отражению налета СВН соединен через соответствующие интерфейсные линии 4 второго уровня связи ИЛС₂ с системой 5 подчиненных тренажеров информационных средств и системой 6 тренажеров огневых средств. Конструкция ИЛС₂ аналогична ИЛС₁. Система 5 ТИС содержит тренажеры 5.1 средств радиолокационной разведки (Т_РЛР) и тренажеры 5.2 средств оптической разведки (Т_ОР). Система 6 ТОС содержит тренажеры 6.1 ОС большой дальности, тренажеры 6.2 ОС средней дальности, тренажеры 6.3 ОС малой дальности, тренажеры 6.4 ОС ближнего действия.

В свою очередь для качественного обучения и оперативного слаживания БРЭ по отражению налета в условиях массированного применения современных средств воздушного нападения тренажеры 6.1 ОС большой дальности включают тренажеры 6.1.1 для подготовки боевых расчетов ЗРС «С-300» и ее модификаций [1, c. 110- 117]. Тренажеры 6.2 ОС средней дальности включают тренажеры 6.2.1 ЗРК «Бук» и его модификаций [1, c. 102-104] и тренажеры 6.2.2 БМ ЗРК «Тор» и его модификаций [1, c. 96-97]. Комплекс тренажеров 6.3 для обучения боевых расчетов подразделений огневых средств малой дальности включает: тренажеры 6.3.1 БМ ЗРК «Оса» и его модификаций [1, c. 90-95]; тренажеры 6.3.2 ЗРК «Куб» и его модификаций; тренажеры 6.3.3 ЗРПК «Панцирь» и его модификаций. Тренажеры 6.4 для обучения боевых расчетов подразделений ОС ближнего действия включают: тренажеры 6.4.1 ЗСУ 23-4М4 «Шилка» [1, c. 72-73]; тренажеры 6.4.2 ПЗРК «Джигит» и его модификаций [1, c. 38-39]; тренажеры 6.4.3 ЗСУ ЗПРК «Тунгуска» и его модификаций; тренажеры 6.4.4 ЗРК «Стрела-10» и его модификаций [1, c. 30-31]; тренажеры 6.4.5 ПЗРК «Игла» и его модификаций [1, c. 32-37].

Все тренажеры систем 3 ТКП, 5 ТИС и 6 ТОС однотипны по своему составу и содержат соединенные кабельными линиями цифровой связи автоматизированное рабочее место инструктора (АРМ-И_Т), автоматизированное рабочее место командира (АРМ-К_Т) и одно или несколько автоматизированных рабочих мест операторов (АРМ-О_Т). Автоматизированные рабочие места инструкторов АРМ-И_Т, как и АРМ-И_КТС 1.1 ЦПУ 1 (фиг. 3), содержат установленные на рабочем месте одну или несколько ЭВМ 1.1.1 с одним или несколькими мониторами 1.1.2, с клавишной панелью управления 1.1.3, ручным манипулятором 1.1.4 типа «мышь» и устройством ввода-вывода 1.1.5 для соединения с внешними устройствами и внешней аппаратурой видеонаблюдения и документирования.

В отличие от автоматизированных рабочих мест 1.1 инструкторов рабочие места 1.2 (АРМ-К_Т) командиров и АРМ-О_Т операторов тренажеров систем 3 ТКП, 5 ТИС и 6 ТОС вместо клавишной панели управления оснащены штатными лицевыми панелями с реальными органами управления и индикации (ОУИ) имитируемых средств ПВО, соединенными через разработанные заявителями универсальные адаптеры с ЭВМ, входящей в состав этих АРМ (фиг. 10). Примеры внешнего вида мониторов и тренажеров представлены на фиг. 5 - фиг. 9. На фиг. 5 представлен монитор АРМ-И_КТС 1.1 с изображением фрагмента учебного налета СВН; на фиг. 6 - фото тренажера батарейного командирского пункта (БКП) «Тор» [1, c. 96-97]; на фиг. 7 - фото тренажера БМ ЗРК «Тор-М2Э» [1, c. 98-99]; на фиг. 8 - фото тренажера КП ЗРК "Бук-М2Э" [1, c. 102-104]; на фиг. 9 - фото тренажера СОУ "Бук-М2Э" [1, c. 106-107].

В силу специфики производства вооружения и военной техники тренажеры КТС изготовлены разными производителями и поэтому их протоколы обмена данными не стыкуются между собой. Решение проблемы обмена информацией между разнородными тренажерами осуществлено заявителями изобретения путём разработки в составе программного обеспечения АРМ-И_КТС сетевого протокола и программы его согласования с протоколами обмена данными производителей тренажёров. Таким образом, обеспечивается информационная связь между элементами КТС и ее функционирование как системы в целом. Особенностью разработанного заявителями ПО является то, что оно не зависит от используемых разными производителями в своих тренажёрах операционных систем и средств (языков) программирования.

С целью упрощения и удешевления процесса создания тренажеров средств ПВО ООО "НТЦКТ "ТОР" разработало универсальные адаптеры 6.2.2.2.2, которые предназначены для соединения ОУИ штатных лицевых панелей блоков 6.2.2.2.1 АРМ тренажеров систем 3, 5, 6 с электронно-вычислительной машиной 1.1.1 этих АРМ (фиг. 10). Указанные универсальные адаптеры (УА) АРМ тренажеров ТКП, ТИС и ТОС содержат (фиг. 11) процессор 6.2.2.2.2.3 с долговременным (ДЗУС) и оперативным запоминающим устройством (ОЗУ), соединенный по аналоговым входам/выходам через аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 6.2.2.2.2.2 и много контактную шину аналоговых сигналов 6.2.2.2.2.1 со штатной лицевой панелью блока аппаратуры соответствующего имитируемого средства ПВО, а по цифровым входам/выходам через цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) 6.2.2.2.2.4, шину цифровых сигналов 6.2.2.2.2.5 с портом USB или LAN связи с ЭВМ соответствующего АРМ командира или оператора.

Ядром УА в тренажерах средств ПВО является процессор, в ДЗУС которого «зашита» базовая программа для оперативной обработки вводных /выводных сигналов (фиг.11). В много контактной шине подключения штатной лицевой панели к УА имеется 32 ввода /вывода. Базовая программа УА выполнена с возможностью «упаковки»/«распаковки» принимаемой/передаваемой УА информации в «пакеты» и их отправку по последовательному каналу связи USB или LAN. За счет этой «упаковки» на одном канале связи можно задействовать до 32-х УА. Этим обеспечивается мультиплексирование (уплотнение) проходящей через УА информации, существенно увеличивающее производительность каналов связи.

Программа УА, используемого в качестве базового, позволяет управлять другим универсальным адаптером – расширителем 6.2.2.2.3 (фиг.12). Такая схема предназначена для увеличения количества обрабатываемых вводных/выводных сигналов при необходимости, когда штатная лицевая панель имитируемого блока средства ПВО имеет большое число реальных органов управления и индикации.

Программное обеспечение ЭВМ, входящей в состав АРМ-И_Т тренажера средства ПВО выполнено с возможностью выработки на этапе «загрузки» команд управления «прошивкой» процессора УА (фиг.12), при этом адаптируются алгоритмы УА для выполнения соответствующих операций. Этим обеспечивается «универсальность» адаптеров, означающая возможность их установки в любой блок на любой тренажер.

Что касается АРМ-И_КТС, то каждый производитель тренажеров средств ПВО разработал свой уникальный сетевой протокол для выхода и обмена данными во внешней среде – локальной вычислительной сети (ЛВС). Эти сетевые протоколы не стыкуются между собой (все «говорят» на разных языках и не понимают друг друга), поэтому невозможно объединить тренажеры разных производителей в единую систему. Для решения этой проблемы заявитель ООО «НТЦКТ «ТОР» разработал сетевой протокол, включающий все имеющиеся протоколы с целью объединения в сеть LAN все существующие на сегодняшний день и перспективные тренажеры средств ПВО, командных пунктов, средств разведки, авиационных тренажеров и тренажеров РЭБ. Разработанный сетевой протокол представляет собой совокупность правил и действий (очередности действий), позволяющих осуществить соединение и обмен данными между двумя и более включенными в сеть (комплексную тренажерную систему) устройствами, такими как АРМ-И_КТС и участвующими в КТС тренажерами средств ПВО.

Инициатором подключения к АРМ-И_КТС всегда является тренажер средства ПВО. Подключение (авторизация) осуществляется на этапе регистрации тренажеров в сети. При этом формируется информационная модель (структура) КТС. Обмен данными между тренажерами и АРМ-И_КТС осуществляется посредством информационных пакетов.

Информационный пакет является неделимым элементом обмена данными. Он состоит из (фиг.14) заголовка информационного пакета и тела информационного пакета, в котором и содержится полезная информация. Структура, содержание и размер этой информации определяется типом пакета. По типам пакеты (фиг.15) содержат данные о: воздушной обстановке, наземной обстановке, радиоэлектронной обстановке, поставленных огневых задачах, командах управления, донесениях о выполнении команд, донесениях о состоянии тренажеров и результатах учебного противовоздушного боя и др. Фрагмент структуры тела информационного пакета типа «3» представлен на фиг.16.

Вследствие отсутствия единых требований к структуре, размеру и содержанию информационных пакетов каждый производитель тренажеров разрабатывал свой уникальный вариант.

Разработанный ООО «НТЦКТ «ТОР» СП встроен в программное обеспечение АРМ-И_КТС.

Корректный обмен данными между АРМ-И_КТС и тренажерами средств ПВО обеспечивается за счет разработанной специалистами ООО «НТЦКТ «ТОР» программы согласования сетевых протоколов. Эта программа содержит разделы, адаптированные под каждый тренажер, она встроена в ПО АРМ-И_КТС (фиг.13). Доставка данных информационными пакетами от тренажеров средств ПВО к АРМ-И_КТС и обратно выполнена в сети в соответствии с протоколом Ethernet по последовательным каналам связи USB или LAN.

В составе ПО АРМ-И_КТС разработана база данных всех видов обстановки, учебных задач различной степени сложности. Разработанное ПО АРМ-И_КТС позволяет моделировать воздушную (ВО), наземную (НО) и радиоэлектронную обстановку (РЭО) на основе базы данных обстановки с учетом динамических характеристик целей и кинематических траекторий полета зенитных управляемых ракет (ЗУР). Этим обеспечивается «плавность» траекторий движения воздушных целей и ЗУР без резких маневров, при которых у реальных объектов возникают перегрузки, приводящие к разрушению корпуса летательного аппарата или ЗУР.

Указанное программное обеспечение производства ООО "НТЦКТ "ТОР" выполнено на основе сетевого протокола ООО "НТЦКТ "ТОР", программно согласованного с протоколами обмена данными производителей соответствующих разнородных тренажеров ТИС, ТКП, ТОС. Программное обеспечение автоматизированных рабочих мест инструктора (руководителя) КТС (АРМ-И_КТС) и инструкторов подчиненных тренажеров (АРМ-И_Т) выполнено независимым от используемых разными производителями в своих тренажёрах операционных систем и языков программирования. Это ПО выполнено с возможностью централизованного или локального моделирования «библиотеки» учебных задач (БУЗ), включающей комплекс параметров воздушной (ВО), наземной (НО) и радиоэлектронной (РЭО) обстановки. Комплекс параметров БУЗ ООО "НТЦКТ "ТОР" разработан на основе анализа боевого применения СВН и войск ПВО с учетом опыта локальных войн и конфликтов в мире с ретроспективой более 10 лет и введен в память сервера 1.4 ЦПУ 1.

Программное обеспечение АРМ-И_КТС выполнено с возможностью не только моделировать и передавать для хранения в сервер 1.4 единую и однозначно идентифицируемую всеми тренажерами КТС воздушную, наземную и радиоэлектронную обстановку на основе разработанной заявителями базы данных вариантов налета СВН (библиотеки учебных задач), но и проводить сбор и анализ информации о состоянии участвующих в тренировке тренажеров и действиях боевых расчетов (экипажей) при отражении налета СВН, а также контролировать техническое состояние всех тренажеров в КТС.

В свою очередь программное обеспечение подчиненных АРМ-И_Т систем 3, 5, 6 выполнено с возможностью локального моделирования или ретрансляции в реальном масштабе времени от АРМ-И_КТС 1.1 через сервер 1.4 ЦПУ 1 ВО, НО и РЭО, необходимых для отработки учебных задач боевыми расчетами (экипажами) на соответствующих тренажерах.

Центральный пункт управления 1 и каждый тренажер систем 3, 5, 6 КТС установлены в отдельных помещениях одного или нескольких зданий единого учебного центра и соединены между собой кабельными и/или радиолиниями цифровой связи. При необходимости они могут быть разнесены по местам дислокации частей (подразделений) ПВО или размещаются просто на их позициях во время проведения тактических учений (полевых выходов).

Такое построение КТС позволяет с помощью программного обеспечения АРМ-И_КТС 1 моделировать, хранить и передавать на каждый тренажер единую имитированную воздушную, наземную и радиоэлектронную обстановку и получать от них команды управления и донесения, тем самым обеспечивая функционирование системы управления группировки ПВО по цепочке от ЦПУ 1 смешанной группировки через тренажеры 3 командных пунктов к тренажерам информационных 5 и огневых средств 6.

При этом в случае функционирования КТС в режиме «комплексная тренировка» АРМ-И_Т каждого тренажера выполняет роль «шлюза» и в совокупности со средствами сетевого обмена, ИЛС₁ и ИЛС₂ обеспечивает ретрансляцию информации о ВО, НО и РЭО от АРМ-И_КТС через сервер 1.4 ЦПУ на тренажеры средств ПВО и команд управления и донесений в обратном направлении. В режиме же «автономная тренировка» АРМ-И_Т каждого тренажера не только в полном объеме моделирует необходимую для отработки на данном тренажере учебных задач обстановку, но также транслирует информацию о состоянии тренажной аппаратуры и действиях боевых расчетов на ЦПУ 1 для пополнения данных сервера 1.4 и документирования результатов тренировки на бумажных и электронных носителях периферийной аппаратуры видеонаблюдения и документирования 1.3.

Конструкция КТС не ограничивается вышеприведенным примером её осуществления. В рамках данного изобретения возможны и другие конструктивные решения элементов КТС, не выходящие за пределы описания и формулы изобретения. Так для разнесения тренажеров по местам дислокации боевых подразделений или полигонов ПВО на время проведения тактических учений частей (подразделений) ПВО центральный пункт управления и каждый тренажер КТС могут быть выполнены мобильными.

Комплексная тренажерная система в режиме «комплексная тренировка» в соответствии с алгоритмом, представленным на фиг. 4, функционирует следующим образом.

По команде инструктора или руководителя тренировки включается аппаратура всех тренажеров КТС. Инструктор или руководитель выбирает соответственно в библиотеке задач на АРМ-И_КТС 1.1 или самостоятельно моделирует упражнение (вариант налета СВН) в соответствие с планом боевой подготовки (обучения). Участники тренировки (инструкторы тренажеров или командиры расчетов, экипажей) регистрируют свои тренажеры в сети. Инструктор тренировки контролирует на мониторе 1.1.2 АРМ-И_КТС процесс регистрации участвующих в тренировке тренажеров средств ПВО. Командирами всех уровней производится постановка огневых задач от вышестоящих командных пунктов к нижестоящим КП и огневым средствам путем назначения рубежей по дальности, ответственных секторов, типов целей, эшелонов высоты, боекомплекта. Участвующие в тренировке боевые расчеты (экипажи) выполняют операции по переводу тренажеров систем 3, 5, 6 в состояние готовности к работе и докладывают о готовности автоматизированным способом. Инструктор (руководитель) тренировки, находясь в ЦПУ 1, контролирует на мониторе АРМ-И_КТС готовность всех участников тренировки к отражению налета СВН. Убедившись, что готовы все, он осуществляет старт налета. Фрагмент учебного налета СВН представлен на фиг. 5. Информация о ВО, НО и РЭО с АРМ-И_КТС поступает на АРМ-К_ПВО, и далее с ЦПУ 1 через сервер 1.4 в соответствии с сетевым протоколом через интерфейсную линию 2 первого уровня связи на тренажеры подчиненных КП 3.1-3.5. При «комплексной тренировке» АРМ-И_Т этих тренажеров ретранслируют поступающую на них информацию о ВО, НО и РЭО через интерфейсные линии 4 связи второго уровня в тренажеры 5.1-5.2 информационных средств и в тренажеры 6.1-6.4 огневых средств. Поступившая информация об обстановке визуализируется и отображается на средствах индикации рабочих мест командиров и операторов ЦПУ, ТКП, ТИС и ТОС. В тренажерах ТИС 5.1-5.2 осуществляется боевая работа по разведке воздушных целей, а в тренажерах ТКП 3.1-3.5 и тренажерах ТОС 6.1-6.4 - по управлению огнем подчиненных огневых средств, уточнение огневых задач и целераспределение, учебная стрельба по воздушным и наземным целям. Передача команд управления идет сверху вниз по цепочке АРМ-К_ПВО 1.2 ЦПУ 1–тренажеры 3.1-3.5 командных пунктов–тренажеры 5.1-5.2 информационных средств и тренажеры 6.1-6.4 огневых средств большой 6.1.1, средней 6.2.1, 6.2.2, малой 6.3.1-6.3.3 дальности и ближнего 6.4.1-6.4.5 действия соответственно. На тренажерах 6.1-6.4 огневых средств ведется боевая работа по отражению налета СВН: учебная стрельба по воздушным и наземным целям, оценка результатов стрельбы, передача информации о точках стояния огневых средств, наличии и расходе ракет и боеприпасов, координатах полета ЗУР и результатах стрельбы «снизу вверх» по указанной выше цепочке. По завершению упражнения инструкторами или руководителями тренировок проводится анализ и оценка результатов отражения налета СВН. Результаты тренировки документируются на бумажных и электронных носителях информации.

В случае необходимости тренировки расчетов (экипажей) самостоятельно КТС может использоваться в «автономном режиме». При этом руководитель тренировки на АРМ-К_ПВО может осуществлять общий контроль, а непосредственно тренировкой руководят командиры боевых расчетов (экипажей). Работа КТС осуществляется аналогично выше приведенному (фиг. 4) алгоритму с усечением количества боевых расчетов, привлекаемых к тренировке.

Изобретение разработано на уровне технического предложения, физических моделей тренажеров разнородных средств ПВО, аппаратуры их сопряжения, включая универсальные адаптеры, и программного обеспечения системы КТС в целом.

Изобретение позволяет повысить качество подготовки боевых расчетов разнородных средств ПВО. Одновременно существенно снижаются материально-технические затраты и время на обучение и практическую подготовку БРЭ.

Источники информации

1. «Зенитное ракетное оружие мира», изд-во ИНТИРОСП, 2005 с.95-256.

2. Перевалов В.Н. «Тренажерный комплекс для подразделений ПВО», журнал «Военный парад». № 6 (108), 2011.

3. Страхов А.Ф., Слипко Ю.Г. «Имитационно-моделирующие комплексы и тренажеры». «Вопросы радиоэлектроники», серия ОТ, вып.6, с.97-108.

4. Тренажерная система. RU 7229, 21.08.2010.

5. Тренажер для подготовки расчетов комплекса управляемого вооружения. RU 2328692, 10.07.2008.

6. Автономный тренажер боевых расчетов зенитно-ракетных систем. RU 126497. 27.03.2013.

7. Модульный комплексный тренажер экипажей боевых машин. RU 88126, 27.10.2009.

8. Учебный тренажер боевых расчетов зенитного ракетного комплекса. RU 2547955. 10.04.2015.

9. Тренажер коллектива операторов системы управления. RU 2176108, 20.11.2001.

10. Учебный тренажер боевых расчетов зенитного ракетного комплекса. RU 144759, 27.08.2014.

11. Тренажер для командного пункта с радиолокационной станцией. 2164040, 10.03.2001.

12. Тренажер для обучения и подготовки расчета боевой машины зенитно-ракетного комплекса. RU 156488, 10.11.2015.

13. Тренажер для подготовки расчетов пунктов управления зенитных ракетно-пушечных комплексов. RU 2544861, 20.03.2015.

14. Тренажер для обучения и подготовки боевого расчета подвижного комплекса вооружения. RU 146886, 20.10.2014.

15. Аппаратно-программный комплекс тренажера для подготовки операторов. RU 42906, 20.12.2004.

16. Программа управления автономным тренажёром «9Ф678М». Программа для ЭВМ. Свидетельство RU 2014612580, 20.03.2014.

Изобретение относится к учебным тренажерам для подготовки боевых расчетов и экипажей (БРЭ) боевых машин противовоздушной обороны (ПВО). Комплексная тренажерная система (КТС) для подготовки специалистов ПВО содержит центральный пункт управления (ЦПУ) комплексной тренажной системой, соединенный через интерфейсную линию первого уровня связи (ИЛС₁) с системой тренажеров командных пунктов (ТКП) и далее через интерфейсные линии второго уровня связи (ИЛС₂) с соответствующей системой тренажеров информационных средств (ТИС) и с системой тренажеров огневых средств (ТОС). ЦПУ содержит автоматизированное рабочее место инструктора, автоматизированное рабочее место командира группировки войск ПВО, сервер исходных данных и результатов тренировки боевых расчетов и экипажей боевых машин. Автоматизированные рабочие места (АРМ) тренажеров ТИС, ТКП, ТОС оснащены соответствующими штатными лицевыми панелями с реальными органами управления и индикации (ОУИ) имитируемых средств ПВО. Изобретение обеспечивает повышение качества обучения указанных боевых расчетов. 10 з.п. ф-лы, 16 ил.

1. Комплексная тренажерная система для подготовки специалистов противовоздушной обороны, характеризующаяся тем, что она содержит центральный пункт управления (ЦПУ) комплексной тренажной системой (КТС), соединенный через интерфейсную линию первого уровня связи (ИЛС₁) с системой тренажеров командных пунктов (ТКП) и далее через интерфейсные линии второго уровня связи (ИЛС₂) с соответствующей системой тренажеров информационных средств (ТИС) и с системой тренажеров огневых средств (ТОС), ЦПУ КТС содержит автоматизированное рабочее место инструктора (АРМ-И_КТС), автоматизированное рабочее место командира (АРМ-К_ПВО) группировки войск противовоздушной обороны (ПВО), периферийную аппаратуру видеонаблюдения и документирования, сервер исходных данных и результатов тренировки боевых расчетов и экипажей боевых машин (БРЭ), а также средства сопряжения и средства сетевого обмена (ССО) с подчиненными по учебной боевой работе тренажерами, тренажеры систем ТКП, ТИС и ТОС выполнены однотипными по своему составу и включают соединенные кабельными линиями цифровой связи автоматизированное рабочее место инструктора (АРМ-И_Т), автоматизированное рабочее место командира (АРМ-К_Т) и одно или несколько автоматизированных рабочих мест оператора (АРМ-О_Т), оснащенных штатными лицевыми панелями с реальными органами управления и индикации (ОУИ) имитируемых средств ПВО, соединенными через универсальные адаптеры (УА) с электронно-вычислительной машиной (ЭВМ), входящей в состав этих АРМ и снабженной программным обеспечением (ПО) и сетевыми протоколами обмена по учебным задачам и контролю учебы с АРМ-И_КТС, по командам управления боем - с подчиненными АРМ, по сигналам отработки команд управления - с вышестоящим по иерархии АРМ КТС.

2. Комплексная тренажерная система по п. 1, отличающаяся тем, что система ТКП содержит тренажер командного пункта (КП) радиотехнических войск (ТКП_РТВ), тренажер КП подразделения огневых средств (ОС) ближнего действия (ТКП_ОСБ), тренажер КП подразделения ОС малой дальности (ТКП_ОСМ), тренажер КП подразделения ОС средней дальности (ТКП_ОСС), тренажер КП подразделения ОС большой дальности (ТКП_ОСД), соединенные по воздушной обстановке, командам управления и отработке команд через ИЛС₁ с ЦПУ и через ИЛС₂ - с системой подчиненных тренажеров ТИС и ТОС.

3. Комплексная тренажерная система по п. 1, отличающаяся тем, что система ТИС содержит тренажеры средств радиолокационной разведки (Т_РЛР) и тренажеры средств оптической разведки (Т_ОР), система ТОС - тренажеры ОС большой дальности (ТОС_Д), тренажеры ОС средней дальности (ТОС_С), тренажеры ОС малой дальности (ТОС_М) и тренажеры ОС ближнего действия (ТОС_Б), выполненные по однотипной функциональной схеме и содержащие соединенные кабельными линиями цифровой связи автоматизированное рабочее место инструктора (АРМ-И_Т), автоматизированное рабочее место командира (АРМ-К_Т) и одно или несколько автоматизированных рабочих мест оператора (АРМ-О_Т), причем АРМ-К_Т и АРМ-О_Т оснащены штатными лицевыми панелями с реальными органами управления и индикации имитируемых средств ПВО, соединенными через универсальные адаптеры с электронно-вычислительной машиной (ЭВМ), входящей в состав этих АРМ.

4. Комплексная тренажерная система по п. 1, отличающаяся тем, что универсальный адаптер (УА) АРМ тренажеров ТКП, ТИС и ТОС содержит процессор с долговременным (ДЗУС) и оперативным запоминающим устройством (ОЗУ), соединенный по аналоговым входам/выходам через аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и многоконтактную шину аналоговых сигналов со штатной лицевой панелью блока аппаратуры соответствующего имитируемого средства ПВО, а по цифровым входам/выходам через цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), шину цифровых сигналов с портом USB или LAN связи с ЭВМ соответствующего АРМ командира или оператора, причем в ДЗУС процессора встроена базовая программа оперативной обработки вводных/выводных сигналов, выполненная с возможностью упаковки/распаковки сигналов в «пакеты» и мультиплексирования (уплотнения) проходящей через УА информации.

5. Комплексная тренажерная система по п. 3, отличающаяся тем, что программное обеспечение тренажеров КТС выполнено с возможностью контроля технического состояния последних.

6. Комплексная тренажерная система по п. 1, отличающаяся тем, что автоматизированные рабочие места инструкторов АРМ-И_КТС и АРМ-И_Т выполнены по однотипной функциональной схеме и содержат установленные на рабочем месте соответствующего инструктора одну или несколько электронно-вычислительных машин с одним или несколькими мониторами, клавишной панелью управления, ручным манипулятором типа «мышь», с устройством ввода-вывода (УВВ) типа сетевой карты и портов параллельной и последовательной связи для соединения с внешними устройствами и периферийной аппаратурой видеонаблюдения и документирования.

7. Комплексная тренажерная система по п. 1, отличающаяся тем, что сервер исходных данных содержит библиотеку учебных задач (БУЗ), включающих комплекс параметров воздушной (ВО), наземной (НО) и радиоэлектронной (РЭО) обстановки и вариантов боевого применения СВН с учетом опыта локальных войн и военных конфликтов.

8. Комплексная тренажерная система по п. 1, отличающаяся тем, что интерфейсные линии связи ИЛС₁ и ИЛС₂ выполнены беспроводными или проводными.

9. Комплексная тренажерная система по п. 8, отличающаяся тем, что беспроводные линии связи выполнены в виде модемных или GSM - радиолиний связи.

10. Комплексная тренажерная система по п. 8, отличающаяся тем, что проводные линии связи выполнены из многожильного кабеля типа «витая пара проводов» или оптоволоконных кабелей с оконечными двунаправленными соединителями по протоколу USB или Ethernet с возможностью циркуляции в КТС сигнальной информации, команд боевого управления и донесений.

11. Комплексная тренажерная система по п. 1, отличающаяся тем, что центральный пункт управления и каждый тренажер КТС выполнены мобильными, установлены в отдельных помещениях одного или нескольких зданий единого учебного центра с возможностью разнесения тренажеров по местам дислокации боевых подразделений или полигонов ПВО на время проведения тактических учений частей (подразделений) ПВО.