В последние годы все шире применяются компьютерные средства обучения личного состава сухопутных войск, военно-морских сил, авиации и войск ПВО. Основываясь на накопленном опыте, можно сформировать наиболее популярную иерархическую структуру компьютерных учебно-тренировочных средств для подготовки экипажей бронетехники, а также их общие принципы построения.
Компьютерные средства обучения экипажей бронетехники можно разделить на следующие группы
- Средства технической подготовки: учебные компьютерные программы, видеофильмы, учебно-действующие стенды.
- Средства индивидуальной боевой подготовки членов экипажа: тренажеры различной степени сложности (настольные, статические, динамические).
- Средства отработки взаимодействия внутри экипажа бронетехники: объединение средств индивидуальной боевой подготовки членов экипажа в тренажер экипажа бронетехники.
- Средства отработки тактического взаимодействия экипажей бронетехники в составе подразделения: объединение тренажеров экипажей в единую сеть для совместных действий на виртуальном полигоне.
- Средства отработки тактического взаимодействия подразделений для совместных действий на едином виртуальном полигоне.
- Средства отработки стратегического взаимодействия с другими родами войск.
Разработка, производство и внедрение в войсках тренажерных средств, направлено на решение таких основных задач:
- повысить боеготовность экипажей, за счет увеличения времени тренировок, разнообразия моделируемых боевых ситуаций как на реальной, построенной на основе цифровых карт, так и на вымышленной местности, широты охвата вовлеченных в тренировки военнослужащих от рядового до высшего командного состава, отработки взаимодействия внутри экипажа, подразделения, между подразделениями и родами войск
- проводить подготовку экипажей в условиях, которые невозможно смоделировать с использованием реальной техники, например – в условиях применения оружия массового поражения, использование техники в городе, среди мирного населения
- существенно снизить себестоимость обучения, за счет экономии топлива и моторесурсов боевой техники
Широкое распространение компьютерных тренажеров связано с тем, что современные компьютеры стали достаточно дешевы, технические характеристики компьютеров позволяют моделировать реальные условия с высокой степенью достоверностью, окупаемость даже самых дорогих – динамических компьютерных комплексов составляет в зависимости от интенсивности использования от полугода до года.
Учебные компьютерные программы, построенные на принципах двухмерной анимации, эффективны как при индивидуальном обучении в компьютерных классах, так и при групповом обучении в процессе проведения лекций. Анимированное изображение наглядно демонстрируют принцип работы систем бронетехники, моделируя их работу.
Учебные компьютерные программы, построенные на принципах трехмерной анимации, а также учебные видеофильмы дают теоретические знания в устройстве и техническом обслуживании агрегатов и систем бронетехники.
Практические навыки в техническом обслуживании агрегатов и систем бронетехники, курсанты (обучаемые) могут получить на учебно-действующих стендах, где изучаемые агрегаты или системы воспроизведены в реальном масштабе.
К средствам индивидуальной боевой подготовки членов экипажа относятся тренажеры различной степени сложности: динамические, статические и настольные. Наиболее эффективным средством индивидуальной боевой подготовки являются динамические тренажеры, статические же и настольные тренажеры представляют собой более простые и дешевые их модификации. Они предназначены для привития навыков работы с отдельными приборами (например, прицелами) – в настольном варианте, или для закрепления сенсомоторных навыков – в варианте статического тренажера.
Динамические тренажеры членов экипажа бронетехники построены по единому принципу и состоят из следующих основных компонентов:
- динамическая платформа с системой управления
- кабина с рабочим местом члена экипажа
- программное обеспечение с математическими моделями
- система визуализации
- рабочее место инструктора.
Динамические платформы бывают с электромеханическим и гидравлическим приводом. Ряд известных производителей, например - Krauss Maffei Wegmann из Германии, Lockheed Martin из США, Thales Training & Simulation из Франции, в своих тренажерах используют платформы с гидравлическим приводом. Многие из них являются двухуровневыми:
- на первом этаже динамический привод
- на втором этаже - собственно кабина члена экипажа
Такой подход объясняется прежде всего наследственностью и унификацией с выпускавшимися ранее авиационными тренажерами.
Украинский разработчик тренажеров - КП ХКБМ и некоторые другие производители применяют в своих платформах электромеханический привод. К его преимуществам относительно гидравлического привода можно отнести:
- небольшие габариты
- более высокий КПД
- большую безопасность и надежность
Динамическая платформа обычно универсальна и допускает установку любой кабины с рабочим местом члена экипажа, не выходящей за заданные массовые и габаритные показатели.
Приборы наблюдения и прицеливания, пульты и органы управления тренажера полностью соответствуют реальному объекту, и связаны с математическими моделями бронетехники посредством устройств сопряжения, которые бывают распределенного и унитарного типа.
Распределенный тип устройства сопряжения представляет собой набор процессорных блоков, оснащенных необходимым количеством аналоговых и дискретных входов и выходов. Каждый процессорный блок встраивается индивидуально в прицел, пульт, и другие устройства, и соединяется посредством CAN–подобного интерфейса в единую сеть с другими блоками.
Этот вариант хорошие показатели, но дороже унитарного исполнения. Унитарное устройство сопряжения представляет собой единый процессорный блок с необходимым количеством аналоговых и дискретных входов и выходов, к которому стекаются все сигналы от всех устройств, расположенных на рабочем месте члена экипажа. Унитарное устройство сопряжения может быть как внешним, так и встроенным.
Внешнее устройство сопряжения приемлемо для статических и настольных тренажеров. Оно может располагаться вне кабины. Для динамических тренажеров внешнее устройство неприемлемо ввиду низкой надежности подвижного стыка кабеля при большом количестве сигналов.
Наиболее привлекательным из соображений цены, качества и надежности является встроенное унитарное устройство сопряжения. Такое устройство сопряжения устанавливается внутри кабины и соединяется с ЭВМ, выполняющей расчет моделей движения изделия посредством Ethernet-кабеля, что обеспечивает большую надежность.
Программное обеспечение включает в себя весь спектр математических моделей, начиная от простейших логических моделей и заканчивая сложными моделями двигателя и движения объекта по трассе. Математические модели, применяемые в современных тренажерах, позволяют с большой степенью достоверности воспроизвести различные процессы, такие как пуск двигателя, движение бронетехники по различным типам грунта, замер дальности, работа стабилизатора вооружения, механизма заряжания, баллистического вычислителя, поражение целей боеприпасами с различной баллистикой и др. Часть математических моделей совмещена с системой визуализации, и производит расчет столкновений с препятствиями.
Система визуализации, позволяет отображать достоверные трехмерные модели местности, построенные на основе реальных цифровых карт, с отображением деталей, таких как текстуры поверхностей, камни, трава, кустарник, деревья, здания. Визуализация позволяет помещать на местности больше количество типов целей, виртуальный внешний вид и габариты которых соответствуют реальным прототипам. Отображение погодных условий (дождь, снег, туман), внешних условий соответствующих временам года, времени суток.
На рабочем месте инструктора (преподавателя), могут задавать начальные условия: погода, время года, время суток; может контролироваться последовательность и правильность действий курсанта по сигналам, отображаемым на мониторе. Программное обеспечение на ЭВМ, обеспечивающей работу рабочего места инструктора, позволяет протоколировать действия обучаемого с последующим воспроизведением и распечаткой экзаменационного листа.
Для контроля действий курсанта в кабине тренажера может устанавливаться камера видеонаблюдения, монитор которой выводится на рабочее место инструктора.
К средствам отработки взаимодействия внутри экипажа бронетехники относятся тренажеры экипажей, которые образуются путем соединения средств индивидуальной боевой подготовки (тренажеров членов экипажа) в единую сеть. На виртуальном полигоне такой экипаж представлен единым объектом – будь то танк, БТР либо другая боевая машина, тренажер экипажа которой требуется подготовить.
Тренажер такого типа позволяет повысить слаженность работы экипажа в условиях, эмулирующих боевые, отработать взаимодействие как внутри экипажа, так и с вышестоящим командиром, которым в данном случае является инструктор.
На виртуальном полигоне экипаж может вести дуэльный бой как с виртуальным противником, ведущим ответный огонь, так и с другим тренажером экипажа бронетехники загруженным в этот же виртуальный полигон, что является шагом к следующей ступени средств отработки взаимодействия – тренажерам отработки взаимодействия внутри подразделения и между подразделениями.
Тренажеры экипажей бронетехники могут быть объединены в сеть для ведения совместных действий на едином виртуальном полигоне, будь то отработка тактических приемов, отработка вождения в колоне, отработка действий на виртуальной местности соответствующей местности предполагаемых боевых действий либо учений на реальной технике. Иерархия такой сети из тренажеров ограничена лишь финансовыми возможностями заказчика, например тренажер танкового взвода, роты, батальона.
Этот уровень тренажерных средств, предназначен для старшего командного состава, штабных работников и т.д., и представляет собой аналоги компьютерных игр – стратегий реального времени.
Основой для указанных средств отработки стратегического взаимодействия с другими родами войск являются цифровые карты реальной местности с базой данных, включающей информацию о военном экономическом и политическом потенциале данного региона.
Для организации обучения командного состава в странах НАТО созданы специальные компьютерные центры, позволяющие проводить штабные учения как внутри страны, так и международные. Одним из существенных недостатков такого обучения является отсутствие субъективных факторов связанных с участием личного состава, влияющих на ход выполнения операций.
Для устранения указанного недостатка целесообразно привлекать рядовой и младший командный состав с подключением рассмотренных выше тренажёрных средств. Скорее всего, в будущем развитие компьютерных средств обучения пойдет именно по пути объединения тренажеров различных уровней в единую иерархическую структуру.
Л. Магерамов
10.01.2005