Тренажер для обучения механика-водителя гусеничной машины
Владельцы патента RU 2661176:
Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации (RU)
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ ВОЕННЫЙ УЧЕБНО-НАУЧНЫЙ ЦЕНТР СУХОПУТНЫХ ВОЙСК "ОБЩЕВОЙСКОВАЯ АКАДЕМИЯ ВООРУЖЕННЫХ СИЛ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ" (RU)
Изобретение относится к тренажерам для обучения механиков-водителей гусеничных машин. В тренажере содержится пульт управления инструктора, блок моделирования динамики движения, счетчик превышения предельного ускорения и схема установки уровня ударной перегрузки. Пульт управления инструктора подключен ко всем модулям тренажера. Для имитации движения и окружающей среды используются блоки моделирования динамики движения и имитации визуальной обстановки, электропривод и одновибратор. Для формирования оценки используются блоки деления и сравнения. Для формирования информации о движении машины используются схемы установки уровня ударной перегрузки и световой индикации, счетчик и блок компараторов превышения уровня ударной перегрузки. Техническим результатом является повышение качества обучения механиков-водителей. 1 ил.
Изобретение относится к тренажерам для обучения механика-водителя гусеничной машины.
Известны тренажеры для обучения механика-водителя гусеничной машины, обеспечивающие формирование необходимых первичных навыков вождения.
Из изученных аналогов в качестве прототипа к предлагаемому изобретению взят тренажер для обучения механика-водителя бронированной гусеничной машины (см. патент №2155991, бюл. №25 от 10.09.2000), который принят в качестве прототипа.
Тренажер для обучения механика-водителя бронированной гусеничной машины, который взят в качестве прототипа, содержит блок имитации визуальной обстановки, выходы которого соединены с блоком моделирования динамики движения и первым входом пульта управления инструктора, второй вход которого соединен с выходом блока моделирования динамики движения, подключенного вторым выходом к электрогидроприводу колебательного движения кабины.
Недостатком данного тренажера является низкая возможность формирования у обучаемого навыка вождения гусеничной машины по неровностям маршрута при движении с высокой скоростью и не обеспечиваются благоприятные условия для стрельбы из вооружения гусеничной машины.
Управляя движением гусеничной машины по неровной, пересеченной местности, механик-водитель должен выбрать такой режим движения, чтобы колебания корпуса были минимальны, и при этом достигалась необходимая точность стрельбы. Кроме того, известно, что колебания при движении гусеничной машины, сопровождающиеся большими резонансные колебаниями корпуса машины, возникают на скоростях движения 28-36 км/ч. Поэтому методика обучения вождению механиков-водителей предусматривает привитие навыков в преодолении резонансного режима движения по неровностям, которое представляет для них определенную психологическую и физическую нагрузки.
В практике обучения вождению гусеничной машины плавность хода, являясь важнейшим показателем обученности и оценивается по величине вертикальных ускорений вызываемых ими перегрузок, измеряемых на месте расположения механика-водителя.
Исследования показали, что плавность хода движения гусеничной машины зависит от уровня классной квалификации механика-водителя и характеризуется спектральной характеристикой вертикальных ускорений корпуса машины. Так, например, механики-водители, имеющие классную квалификацию специалиста первого класса, двигаясь по неровностям с более высокой скоростью, допускают на 1 км пути максимально возможные безопасные перегрузки порядка 2-3g в среднем 6-8 раз, а опытные - 1-2 раза. Излишне «мягкая» для гусеничной машины плавность хода вовсе не является достоинством, поскольку это непременно ведет к снижению средней скорости движения.
Жесткие удары, сопровождающиеся перегрузками свыше 3g на месте механика-водителя, вызывают быстрое утомление, а в некоторых случаях приводят и к травмам. У специалиста, имеющего классную квалификацию специалиста более высокого класса - почти не наблюдается выше указанных недостатков, тогда как недостаточно опытные механики-водители не выдерживают опасные перегрузки, снижая при этом скорость движения гусеничной машины.
Таким образом, плавность хода гусеничных машин можно считать достаточной, если количество случаев перегрузок в диапазоне 2-3g соответствует числу препятствий вертикального типа на маршруте и нет жестких ударов гусеничной машины, при которых вертикальные ускорения превышают 3g.
Указанные недостатки не позволяют полностью реализовать высокие скоростные свойства систем подрессоривания, заложенные в современных гусеничных машинах, что позволяет вести поиск более совершенных тренажеров для обучения механиков-водителей гусеничных машин.
Задачей предлагаемого изобретения является расширение функциональных возможностей тренажера для обучения механика-водителя гусеничной машины и повышение качества его подготовки за счет формирования навыка вождения с высокой скоростью по плавности хода.
Для выполнения поставленной задачи предлагается тренажер для обучения механика-водителя гусеничной машины, содержащий блок имитации визуальной обстановки, выходы которого соединены с блоком моделирования динамики движения и первым входом пульта управления инструктора, второй вход которого соединен с выходом блока моделирования динамики движения, подключенного вторым выходом к электрогидроприводу колебательного движения кабины, отличающийся тем, что в него дополнительно введены блок датчиков вертикальных ускорений, последовательно соединенные с пультом управления инструктора, схема установки уровня ударной перегрузки, блок компараторов превышения уровня ударной перегрузки второй вход которого соединен с выходом блока датчиков вертикальных ускорений, усилитель, одновибратор, эмиттерный повторитель и схема световой индикации, размещенная в смотровом приборе механика-водителя, последовательно соединенные задатчик оценочных показателей качества управления, блок сравнения и индикатор оценки, выход которого соединен с первым входом пульта управления инструктора, последовательно соединенные счетчик превышения предельных ускорений, первый вход которого соединен с вторым выходом одновибратора и цифровой индикатор, выход которого соединен с четвертым входом пульта управления инструктора, блок формирования сигнала на автоматический сброс индикации, выход которого соединен с вторым входом счетчика превышения предельного ускорения, а вход соединен с пультом управления инструктора, последовательно соединенные сумматор, вход которого соединен с выходом счетчика превышения предельного ускорения, блок разрешения передачи сигнала, управляющий вход которого соединен с другим выходом пульта управления, и блок деления, второй вход которого соединен с третьим выходом пульта управления инструктора, а выход соединен с другим входом блока сравнения.
На фиг. 1 показана функциональная схема предлагаемого тренажера для обучения механика-водителя гусеничной машины.
Тренажер для обучения механика-водителя гусеничной машины содержит блок 1 имитации визуальной обстановки, выходы которого соединены с блоком 2 моделирования динамики движения и первым входом пульта 3 управления инструктора, второй вход которого соединен с выходом блока моделирования динамики движения, подключенного вторым выходом к электрогидроприводу 4 колебательного движения кабины, блок 5 датчиков вертикальных ускорений, последовательно соединенные с пультом управления инструктора, схема 6 установки уровня ударной перегрузки, блок 7 компараторов превышения уровня ударной перегрузки, второй вход которого соединен с выходом блока датчиков вертикальных ускорений, усилитель 8, одновибратор 9, эмиттерный повторитель 10 и схема 11 световой индикации, размещенная в смотровом приборе механика-водителя 12, последовательно соединенные задатчик 13 оценочных показателей качества управления, блок 14 сравнения и индикатор 15 оценки, выход которого соединен с первым входом пульта управления инструктора, последовательно соединенные счетчик 16 превышения предельных ускорений, первый вход которого соединен с вторым выходом одновибратора и цифровой индикатор 17, выход которого соединен с четвертым входом пульта управления инструктора, блок 18 формирования сигнала на автоматический сброс индикации, выход которого соединен с вторым входом счетчика превышения предельного ускорения, а вход соединен с пультом управления инструктора, последовательно соединенные сумматор 19, вход которого соединен с выходом счетчика превышения предельного ускорения, блок 20 разрешения передачи сигнала, управляющий вход которого соединен с другим выходом пульта управления, и блок 21 деления, второй вход которого соединен с третьим выходом пульта управления инструктора, а выход соединен с другим входом блока сравнения.
Тренажер для обучения механика-водителя гусеничной машины работает следующим образом.
Перед началом выполнения упражнения инструктор обучения устанавливает в задатчик 13 оценочных показателей качества управления значения вертикальных ускорений корпуса машины, соответствующие эталонным для данной конструкции гусеничной машины и состояния трассы заданного маршрута движения. В момент трогания гусеничной времени счетчик времени, расположенный в пульте 3 управления инструктора, начинает счет времени движения по трассе маршрута упражнения. В процессе движения обучаемого по неровностям трассы в блок 7 компараторов превышения уровня ударной нагрузки поступают сигналы, соответствующие величине допущенной перегрузки в каждом конкретном случае удара гусеничной машины о грунт или на препятствии от блока 5 датчиков вертикальных ускорений. При превышении величин ударов корпуса гусеничной машины предела, заданного схемой 6 установки уровня ударной перегрузки, на выходе компараторов блока 7 появляется сигнал, который поступает через усилитель 8 в схему задержки на одновибраторе 9, управляющего частотой переработки информации. Формируемый на выходе одновибратора имульс, через эмиторный повторитель 10 включает светодиод схемы 11 световой индикации, расположенный в смотровом приборе механика-водителя 12.
Текущая информация о плавности хода гусеничной машины и о степени реализации обучаемым возможностей системы подрессоривания отображается на логических элементах светодиодов схемы 11 световой индикации, расположенных в смотровом приборе механика-водителя.
Благодаря световой индикации ускорений корпуса гусеничной машины обучаемый наглядно видит величину допущенных ударов и одновременно учится водить гусеничную машину с такой скоростью, чтобы перегрузки были близки к верхнему допустимому пределу, но не превышали 3g.
В тоже время информация о плавности хода гусеничной машины поступает с одновибратора 9 и на счетчик 16 превышения предельных ускорений. Эта информация представляет собой, например, количество зафиксированных вертикальных ускорений по трем диапазонам предельных ускорений. С выхода счетчика 16 превышения предельных ускорений электрический сигнал поступает на цифровой индикатор 17, который показывает измеренные значения вертикальных ускорений, превышающих допустимую величину, благодаря которой обучаемый сравнительно быстро приобретает опыт в ощущении допустимых перегрузок и на сумматор 19. По сигналу окончания выполнения упражнения, подаваемому с пульта 3 управления инструктора, на блок 20 разрешения передачи сигнала цифровая информация о количестве допущенных обучаемым перегрузок, превышающих установленный на компараторе предел с сумматора 19, а также время выполнения упражнения с счетчика времени пульта 3 управления инструктора поступает в блок 21 деления, откуда количественная информация о полноте реализации скоростных возможностей гусеничной машины по плавности хода, как количество случаев допускаемых перегрузок проходит в блок 14 сравнения. Исходная информация, заложенная в задатчике 13, сравнивается с текущей и в виде соотношения текущего значения оценочных показателей качества вождения к исходному выдается на индикатор 15 оценки, а затем на пульт 3 управления инструктора. В результате этого инструктор делает вывод о достигнутом обучаемым навыке реализации скоростных возможностей гусеничной машины по плавности хода, о чем он выдает соответствующую оценку и рекомендации по совершенствованию навыков вождения гусеничной машины.
Таким образом, механики-водители, обученные на предлагаемом тренажере, получат необходимые навыки вождения гусеничной машины со средней скоростью движения на 10-15% выше при прочих равных условиях, при этом количество жестких ударов, сопровождающихся перегрузками свыше 3g, во время движения на препятствиях сократиться в среднем в 3 раза и в полтора-два раза сократится время на формирование у обучаемых навыка в ощущении ими величин вертикальных перегрузок при движении по трассам с переменными высотами неровностей. При выполнении упражнений тренажер исключает необъективность в определении оценки, а также позволяет установить конкретные ошибки в технике вождения гусеничной машины.
Применение предлагаемого тренажера позволит повысить качество обучения механиков-водителей гусеничных машин, сократить расход моторесурса реальных машин, используемых для обучения и сократить расход топлива.
Тренажер для обучения механика-водителя гусеничной машины, содержащий блок имитации визуальной обстановки, выходы которого соединены с блоком моделирования динамики движения и первым входом пульта управления инструктора, второй вход которого соединен с выходом блока моделирования динамики движения, подключенного вторым выходом к электрогидроприводу колебательного движения кабины, отличающийся тем, что в него дополнительно введены блок датчиков вертикальных ускорений, последовательно соединенные с пультом управления инструктора, схема установки уровня ударной перегрузки, блок компараторов превышения уровня ударной перегрузки, второй вход которого соединен с выходом блока датчиков вертикальных ускорений, усилитель, одновибратор, эмиттерный повторитель и схема световой индикации, размещенная в смотровом приборе механика-водителя, последовательно соединенные задатчик оценочных показателей качества управления, блок сравнения и индикатор оценки, выход которого соединен с первым входом пульта управления инструктора, последовательно соединенные счетчик превышения предельных ускорений, первый вход которого соединен с вторым выходом одновибратора и цифровой индикатор, выход которого соединен с четвертым входом пульта управления инструктора, блок формирования сигнала на автоматический сброс индикации, выход которого соединен с вторым входом счетчика превышения предельного ускорения, а вход соединен с пультом управления инструктора, последовательно соединенные сумматор, вход которого соединен с выходом счетчика превышения предельного ускорения, блок разрешения передачи сигнала, управляющий вход которого соединен с другим выходом пульта управления, и блок деления, второй вход которого соединен с третьим выходом пульта управления инструктора, а выход соединен с другим входом блока сравнения.
