Оптико-электронный стрелковый тренажер

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Учреждение образования Военная академия Республики Беларусь(72) Авторы Дубина Сергей Александрович Костюкович Сергей Николаевич Мацкевич Артур Николаевич Ращупкин Владислав Владимирович(73) Патентообладатель Учреждение образования Военная академия Республики Беларусь(57) Оптико-электронный стрелковый тренажер, состоящий из экрана тренажера, вычислителя, который соединен с устройством отображения, проекционным устройством, закрепленной на нем видеокамерой, звуковыми колонками, блоком управления, который соединен с поворотным устройством, на котором закреплено проекционное устройство,отличающийся тем, что дополнительно содержит счетверенную зенитную пулеметную установку, на каждом из четырех пулеметов которой установлены имитаторы автоматической стрельбы, подключенные к установленному на педали спуска установки контакту,замыкающему электрическую цепь при нажатии на педаль, который подключен к вычислителю.(56) 1. Патент 2065131, МПК 41 1/18, 1993. 2. Патент 2060437 1, МПК 41 3/26, 1996. 3. Патент 2310150 2, МПК 41 3/26, 2007. 4. Патент 2147112, МПК 41 3/26,41 5/02, 2000. 5. Патент 6357, МПК 41 7/00,41 3/00, 2010. 6. Патент 8410, МПК 41 9/00,41 3/00, 2012. 7. Патент 7048, МПК 41 7/00,41 3/00, 2011. 8. 14,5 мм счетверенная зенитная пулеметная установка конструкции Лещинского ЗПУ-4. Руководство службы. Ч. 1. Устройство и эксплуатация. - М. Воениздат, 1981. 9. Шмелев О.Я., Королев В.Ф. Компьютерное управление механическими узлами измерительной техники // Метрология. - 2007. -3. - С. 12-17. Предлагаемое техническое решение относится к области учебных пособий, а именно к оборудованию для тиров, и может быть использовано для тренировки стрельбы из стрелкового вооружения без использования боеприпасов. Известен оптико-электронный стрелковый тренажер, содержащий оптический имитатор, фотоэлектрическую мишень и командно-контрольный блок 1. Недостатком данного устройства является то, что тренажер не позволяет отрабатывать навыки стрельбы из стрелкового вооружения, имеющего поворотный и подъемный механизмы. Известен стрелковый тренажер Кудрякова, содержащий источник излучения, выполненный в виде секторной мишени, установленный на стрелковом оружии приемник излучения, связанный с усилителем и схемой обработки сигнала 2. Недостатком данного устройства является то, что тренажер не позволяет отрабатывать навыки стрельбы из стрелкового вооружения, имеющего поворотный и подъемный механизмы. Известен стрелковый тренажер, содержащий оружие, мишенное поле, вычислитель,устройство отображения результатов, звуковые колонки и два микровыключателя, первый из них жестко укреплен на рукоятке оружия под спусковым крючком, второй микровыключатель жестко укреплен на рукоятке под курком, на оружии на кронштейне под стволом размещена видеокамера, которая подключена к видеовходу вычислителя 3. Недостатком данного устройства является то, что тренажер не позволяет отрабатывать навыки стрельбы из стрелкового вооружения, имеющего поворотный и подъемный механизмы. Известна оптико-электронная мишень стрелкового тренажера, которая содержит учебное оружие со спусковым механизмом, снабженным контактом, замыкающим электрическую цепь при нажатии на спусковой крючок, лазерный излучатель, экран тренажера, на котором лазерным излучателем формируется световое пятно, установленный напротив экрана оптико-электронный приемник, содержащий две пары полосовых диафрагм, фоконов и фотоприемников, расположенных под углом 90 друг к другу, а также усилители фототока, схемы фиксации максимального уровня сигнала, аналого-цифровые преобразователи, вычислитель (ЭВМ) и устройство отображения результатов выстрела(монитор) 4. Недостатком данного устройства является то, что тренажер не позволяет отрабатывать навыки стрельбы из стрелкового вооружения, имеющего поворотный и подъемный механизмы. Известен оптико-электронный стрелковый тренажер, который содержит оружие со спусковым механизмом, снабженным контактом, замыкающим электрическую цепь при нажатии на спусковой крючок, лазерный излучатель, экран тренажера, на котором лазерным излучателем формируется световое пятно, вычислитель (ЭВМ), устройство отображения (монитор), проекционное устройство с закрепленной на нем видеокамерой,2 95722013.10.30 подключенной к вычислителю, блок включения проекционного устройства, а также звуковые колонки 5. Недостатком данного устройства является то, что тренажер не позволяет отрабатывать навыки стрельбы из стрелкового вооружения, имеющего поворотный и подъемный механизмы. Известен оптико-электронный стрелковый тренажер, который содержиткомплектов оружия со спусковым механизмом, снабженным контактом, замыкающим электрическую цепь при нажатии на спусковой крючок,видеокамер, экран тренажера, вычислитель(ЭВМ), устройство отображения (монитор), проекционное устройство, звуковые колонки,поворотное устройство, блок управления 6. Недостатком данного устройства является то, что тренажер не позволяет отрабатывать навыки стрельбы из стрелкового вооружения,имеющего поворотный и подъемный механизмы. Ближайшим техническим решением, принятым в качестве прототипа, является оптико-электронный стрелковый тренажер, состоящий из оружия со спусковым механизмом,снабженным контактом, замыкающим электрическую цепь при нажатии на спусковой крючок, лазерного излучателя, экрана тренажера, на котором лазерным излучателем формируется световое пятно, вычислителя (ЭВМ), устройства отображения (монитора), проекционного устройства с закрепленной на нем видеокамерой, подключенной к вычислителю, звуковых колонок, поворотного устройства, на котором закреплено проекционное устройство, и блока управления 7. Недостатком данного устройства является то, что тренажер не позволяет отрабатывать навыки стрельбы из стрелкового вооружения,имеющего поворотный и подъемный механизмы. Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является расширение функциональных возможностей устройства. Техническим результатом, который может быть получен при осуществлении полезной модели, является предоставление возможности обучаемым отрабатывать навыки стрельбы из стрелкового вооружения, имеющего поворотный и подъемный механизмы. Для решения поставленной задачи при осуществлении полезной модели оптикоэлектронный стрелковый тренажер, состоящий из экрана тренажера, вычислителя, который соединен с устройством отображения, проекционным устройством, закрепленной на нем видеокамерой, звуковыми колонками, блоком управления, который соединен с поворотным устройством, на котором закреплено проекционное устройство, дополнительно содержит счетверенную зенитную пулеметную установку, на каждом из четырех пулеметов которой установлены имитаторы автоматической стрельбы, подключенные к установленному на педали спуска установки контакту, замыкающему электрическую цепь при нажатии на педаль, который подключен к вычислителю. Оператор тренажера задает программу работы вычислителя, который в соответствии с ней через проекционное устройство формирует на экране тренажера изображение мишени и, последовательно подавая на блок управления изменяющиеся значения координат изображения мишени, обеспечивает с помощью поворотного устройства плавный поворот проекционного устройства, а следовательно, и перемещение изображения мишени по экрану тренажера, имитируя подвижную цель. Обучаемый с использованием поворотного и подъемного механизмов счетверенной зенитной пулеметной установки выполняет прицеливание, а с помощью закрепленных на четырех ее пулеметах имитаторов автоматической стрельбы, и стрельбу по мишени. При этом по направлению выстрела на экране тренажера формируются световые пятна. Вычислитель через видеокамеру осуществляет фиксирование результатов стрельбы(попал или не попал в мишень) с последующими отображением их на устройстве отображения и звуковым сопровождением. На фиг. 1 показана схема оптико-электронного стрелкового тренажера на фиг. 2 представлен вид экрана устройства отображения с профилем мишени, проецируемой на экран тренажера, на фиг. 3 представлен вид экрана устройства отображения с профилем мишени, проецируемой на экран тренажера, и световыми пятнами от лазерного излучателя в 3 95722013.10.30 поле мишени на фиг. 4 представлен вид экрана устройства отображения с профилем мишени, проецируемой на экран тренажера, и световыми пятнами от лазерного излучателя вне поля мишени. Предлагаемый оптико-электронный стрелковый тренажер (фиг. 1) содержит счетверенную зенитную пулеметную установку 1 с педалью спуска установки 2, снабженной контактом, замыкающим электрическую цепь при нажатии на нее, четыре имитатора автоматической стрельбы 3, вычислитель (ЭВМ) 4, устройство отображения (монитор) 5,проекционное устройство 6, видеокамеру 7, звуковые колонки 8, поворотное устройство 9,блок управления 10, экран тренажера 11. Оптико-электронный стрелковый тренажер работает в двух режимах настройка и работа. Режим работы определяется переключением вычислителя 4 на соответствующий алгоритм работы. На этапе подготовки к применению используется режим настойка. При работе в этом режиме оператор тренажера закрепляет видеокамеру 7 на проекционном устройстве 6 и направляет проекционное устройство 6 на экран тренажера 11. После включения проекционного устройства 6 вычислитель 4 обеспечивает вывод на устройство отображения результатов (монитор) 5 сигнала от видеокамеры 7. Оператор тренажера регулирует настройки и положение видеокамеры 7 на проекционном устройстве 6 таким образом,чтобы профиль мишени, проецируемой проекционным устройством 6 на экран тренажера 11, был виден полностью на устройстве отображения результатов (монитор) 5, а центр ее(мишени) совпадал с центром устройства отображения результатов (монитора) 5 (фиг. 2). Затем оператор тренажера фиксирует положение видеокамеры 7. Этим обеспечивается возможность вычислителю 4 получать изображение профиля мишени, проецируемой на экран тренажера 11, при любом направлении проекционного устройства 6. Далее оператор с помощью вычислителя 4 устанавливает проекционное устройство 6 в крайние положения так, чтобы изображение мишени не выходило за пределы экрана тренажера 11, и фиксирует в вычислителе 4 граничные значения соответствующих координат. Данные значения необходимы для корректной работы программ по управлению перемещением изображения мишени по экрану тренажера 11. Режим работы тренажера работа предназначен для тренировки стрельбы из стрелкового вооружения обучаемых (стрелков). При работе в этом режиме оператор тренажера выбирает программу перемещения изображения мишени по экрану тренажера 11, в соответствии с которой вычислитель 4 выдает на блок управления 10 координаты изображения мишени и поворотное устройство 9 направляет проекционное устройство 6 в необходимую область экрана тренажера 11. Затем вычислитель 4 подает сигнал включения на проекционное устройство 6. По этому сигналу проекционное устройство 6 включается и на экран тренажера 11 в выбранной области проецируется профиль мишени (фиг. 1), а вычислитель 4 считывает сигнал от видеокамеры 7 в память и выводит его на устройство отображения результатов 5 (фиг. 2). Далее вычислитель 4, последовательно подавая на блок управления 10 изменяющиеся значения координат изображения мишени, обеспечивает с помощью поворотного устройства 9 плавный поворот проекционного устройства 6, а следовательно, и перемещение изображения мишени по экрану тренажера 11 в заданном направлении и с заданной скоростью, имитируя подвижную цель. Обучаемый с использованием поворотного и подъемного механизмов счетверенной зенитной пулеметной установки 1 выполняет прицеливание в проецируемую на экран тренажера 11 мишень (фиг. 1), а с помощью закрепленных на четырех ее пулеметах имитаторов автоматической стрельбы 3 - и стрельбу по ней посредством нажатия на педаль спуска установки 2. Нажатие на педаль спуска установки 2, снабженной контактом, замыкающим электрическую цепь, приводит к поступлению сигнала на вычислитель 4 и имитаторы автомати 4 95722013.10.30 ческой стрельбы 3. По этому сигналу имитаторы автоматической стрельбы 3 излучают в направлении выстрела световые импульсы с частотой, соответствующей скорострельности зенитной пулеметной установки 1, и на экране тренажера 11 формируются световые пятна. Вычислитель 4 считывает сигнал от видеокамеры 7 в память и осуществляет определение результатов стрельбы (попал или не попал в мишень) с последующими отображением вида мишени на устройстве отображения 5 и соответствующим звуковым сопровождением на звуковых колонках 8. Время считывания вычислителем 4 сигнала от видеокамеры 7 в память должно быть меньше длительности высвечивания светового пятна от имитатора автоматической стрельбы 3. В момент выстрела обучаемого мишень может иметь виды, представленные на фиг. 2, 3, 4. Результат стрельбы обучаемого по мишени на экране тренажера 11 определяется вычислителем 4 на основании сравнения хранящегося в его памяти изображения мишени(фиг. 2), полученного от видеокамеры 7 в момент включения проекционного устройства 6 и появления мишени на экране тренажера 11, и изображения мишени (фиг. 2, 3, 4), полученного в момент выстрела. В случае одинаковых изображений (фиг. 2) имеет место грубый промах. В случае определения факта отличия изображений (при появлении в области мишени световых пятен от имитаторов автоматической стрельбы 3) вычислитель 4 осуществляет дополнительное сравнение уже непосредственно полей мишеней на этих двух изображениях. Если поля мишеней отличаются (фиг. 2 и 3), то мишень считается пораженной. Если поля мишеней не отличаются (фиг. 2 и 4), мишень считается непораженной,а пули пролетели рядом с мишенью. Для каждого результата выстрела в звуковых колонках 8 воспроизводится свой звуковой сигнал. В случае поражения мишени вычислитель 4, кроме того, прекращает выдавать на блок управления 10 координаты изображения мишени и подает на проекционное устройство 6 сигнал выключения, по которому проекционное устройство 6 выключается, мишень исчезает с экрана тренажера 11. Если мишень не поражается обучаемым по условиям тренировки в течение заданного времени после ее появления на экране тренажера 11, вычислитель 4 также прекращает выдавать на блок управления 10 координаты изображения мишени и подает на проекционное устройство 6 сигнал выключения, по которому проекционное устройство 6 выключается,мишень исчезает с экрана тренажера 11. После выключения проекционного устройства 6 и исчезновения мишени с экрана тренажера 11 в соответствии с планом тренировки вычислитель автоматически либо оператор тренажера вручную выбирает программу перемещения изображения мишени по экрану тренажера 11. Работа тренажера повторяется по вышеизложенному порядку. Счетверенная зенитная пулеметная установка 1 в предлагаемом устройстве реализуется аналогично серийной 8. Экран тренажера 11 должен представлять собой поверхность,на которой достаточно четко видна проецируемая мишень. Вычислитель (ЭВМ) 4, устройство отображения (монитор) 5, видеокамера 7, звуковые колонки 8 могут выбираться из серийно производимых и должны иметь возможность подключаться в соответствии со схемой тренажера (фиг. 1). В качестве проекционного устройства 6 можно использовать как прожектор с трафаретом мишени, так и более сложное электронное устройство. Поворотное устройство 9 может быть выполнено на базе шаговых двигателей, а для реализации блока управления 10 можно использовать устройство управления шаговыми двигателями,предложенное в 9. Имитатор автоматической стрельбы 3 может быть реализован на основе задающего частоту импульсов генератора и управляемого источника световых импульсов (лазера). Частота генератора и, следовательно, частота световых импульсов должна соответствовать скорострельности зенитной пулеметной установки 1. Таким образом, предлагаемый оптико-электронный стрелковый тренажер обеспечивает проведение тренировок для отработки навыков стрельбы из стрелкового вооружения,имеющего поворотный и подъемный механизмы без использования боеприпасов по ми 5 95722013.10.30 шеням, движущимся в разных направлениях и на разных скоростях в течение ограниченного времени. Возможности устройства позволяют разработать методики тренировок с расширенным перечнем отрабатываемых навыков стрельбы. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 6