CC BY
35И.И. ГРАЧЁВ, А.А. ОШКИН, С.В. ШУРЫГИН
J : 1 =Г ¡^ Ü ! 111 ;
;* Ii 1 TGrtl ■ 1 1 ш L
I.I. GRACHEV, A.A. OSHKIN, S.V. SHURYGIN
НОВИНКИ ИНТЕРАКТИВНОГО ОБУЧЕНИЯ
NEW ITEMS OF INTERACTIVE LEARNING
ИННОВАЦИОННЫЕ РАЗРАБОТКИ ФИЛИАЛА ВОЕННОЙ АКАДЕМИИ МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ В Г. ПЕНЗЕ
THE INNOVATIVE DEVELOPMENTS OF THE BRANCH OF THE MILITARY ACADEMY OF LOGISTICS IN PENZA
Сведения об авторах: Грачёв Иван Иванович - заместитель начальника филиала ВА МТО по учебной и научной работе, полковник запаса, кандидат технических наук, доцент (г. Пенза);
Ошкин Александр Александрович - начальник отдела (организации научной работы и подготовки научно-педагогических кадров) филиала ВА МТО, майор (г. Пенза);
Шурыгин Сергей Владимирович - старший помощник начальника учебно-методического отдела филиала ВА МТО, майор (г. Пенза).
Аннотация. Статья посвящена инновационным разработкам филиала Военной академии материально-технического обеспечения в г. Пензе и современным интерактивным средствам обучения. Основное внимание уделяется новизне и особенностям предлагаемых технических решений, а также перспективам их использования в интересах Вооружённых Сил Российской Федерации.
Ключевые слова: инновации, вооружение, военная и специальная техника, интерактивные средства обучения, информационные образовательные технологии, технологии виртуальной реальности.
Information about the authors: Ivan Grachov - deputy Head of the branch of the VA MTO for educational and scientific work, colonel of the reserve, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor (Penza);
Alexander Oshkin - head of the Department (organization of scientific work and training of scientific and pedagogical personnel) of the VA MTO branch, Major (Penza);
Sergey Shurygin - senior assistant to the head of the educational and methodological department of the VA MTO branch, Major (Penza).
Summary. The article addresses the innovative developments of the branch of the Military Academy of Logistics in Penza and modern interactive means of training. The main focus is on the novelty and features of the proposed technical solutions, as well as the prospects for their use in the interests of the Armed Forces of the Russian Federation.
Keywords: innovations, weapons, military and special equipment, interactive learning tools, information educational technologies, virtual reality technologies.
Изобретательская, рационализаторская и патентно-лицензионная работа в филиале Военной академии материально-технического обеспечения в г. Пензе ор-
ганизована в целях повышения качества образовательного процесса, развития и совершенствования учебно-материальной и тренажёрной базы, а также создания
опережающего научно-технического задела в целях модернизации существующих и разработки перспективных образцов военной и специальной техники.
Достижения изобретателей и рационализаторов филиала в 2020 году демонстрировались на четырёх выставочных площадках, в том числе на XVI Международном салоне изобретений и новых технологий «Новое Время» (г. Севастополь), где филиал представил две патентные разработки. По итогам работы экспертной комиссии изобретения филиала отмечены золотой и серебряной медалями Салона.
В 2019 и 2020 годах три изобретения филиала включены в базу победителей номинации Роспатента «100 лучших изобретений России». Данный показатель является одним из самых высоких среди военных образовательных организаций высшего образования Министерства обороны Российской Федерации и подтверждает высокий уровень изобретательской и патентно-лицензионной работы в филиале.
В августе 2021 года на базе Конгрессно-выставочного центра «Патриот» (г. Кубинка, Московская область), полигона Алабино и аэродрома Кубинка состоится VII Международный военно-технический форум «АРМИЯ-2021» (далее - Форум), организатором которого является Министерство обороны Российской Федерации.
В 2021 году филиал подготовил для демонстрации на специальной экспозиции Форума «День инноваций Министерства обороны Российской Федерации» два экспоната. Новые технические и технологические решения разработаны научно-педагогическим составом и курсантами филиала, каждое из которых заслуживает особого внимания.
На Форуме впервые будет продемонстрировано техническое средство для обеззараживания беспилотных летательных аппаратов (далее - БПЛА).
Техническое средство обеспечивает расширение возможностей применения БПЛА для радиационной, химической и биологи-
ческой (далее - РХБ) разведки, в частности, и повышение эффективности выполнения задач по предназначению специальными машинами подразделений РХБ разведки в целом.
Техническое средство специальной обработки устанавливается на корпус специальных машин РХБ разведки. Конструкция рамочного типа обеспечивает в автоматическом (полуавтоматическом) режиме, без выхода экипажа из машины, обеззараживание БПЛА. Данное решение реализуется посредством установки рамок в рабочее положение, которые, в свою очередь, обеспечивают подачу и нанесение раствора для специальной обработки на заражённый БПЛА. Кроме того, посредством закреплённого на рамках тента рамочная конструкция формирует рабочее пространство (объём), обеспечивающее исключение влияния климатических факторов (осадки, ветер и т.п.) на процесс специальной обработки заражённого объекта, а также возможность реализации высокоэффективных способов и методов специальной обработки «чувствительного оборудования», таких, как орошение мелкодисперсными аэрозолями, парогазовый способ обработки, обработка пенными рецептурами.
Основными преимуществами технического средства являются:
- сокращение затрат времени и расхода рецептур для специальной обработки, снижение трудоёмкости процесса обеззараживания БПЛА;
- возможность проведения специальной обработки БПЛА в автоматическом режиме, без необходимости выхода экипажа из машины;
- расширение возможностей выполнения задач в условиях РХБ заражения.
Другим экспонатом, планируемым к демонстрации на Форуме, является роботизированный диа-
гностический комплекс технической разведки (далее - РДКТР).
Комплекс предназначен для диагностирования параметрических отказов артиллерийской части самоходных гаубиц и танковых пушек, находящихся на огневых позициях в ходе боя, а также прогнозирования остаточной наработки до отказа узлов трения ответственного назначения. Выдвижение к месту диагностирования производится под управлением оператора-диагноста или по видео- и радиоканалу в беспилотном режиме. Для выявления параметрических отказов РДКТР подключается с помощью многоканального кабеля к специальному тестовому разъёму отказавшего образца вооружения и в соответствии с заданным алгоритмом на бортовом компьютере через аналого-цифровой преобразователь проводит методом сравнения оценку выходных параметров механизмов и агрегатов, на каждом из которых установлены датчики. С использованием в базе данных математических моделей и программ комплекс решает задачу прогнозирования остаточной наработки до отказа диагностируемых узлов трения. В зависимости от установленного вида технического состояния образца вооружения и требуемого ремонта принимается решение о ремонте на огневой позиции или эвакуации. Для беспрепятственного перемещения по местности РДКТР оснащён комплектом инженерного оборудования и инструментов.
Основными преимуществами комплекса являются:
- высокая маневренность и проходимость на пересечённой местности;
- алгоритмы диагностирования в автоматизированном режиме, исключающие необходимость использования на огневой позиции высококвалифицированных специалистов-ремонтников;
- возможность, в отличие от известных диагностических комплексов, оценивать не толь-
JL-
АРМИЯ-2021 7 \
ко отказы функционирования, но и параметрические отказы, а также прогнозировать остаточную наработку узлов трения до отказа;
- возможность проведения рекогносцировки местности с помощью квадрокоптера, оснащённого видеокамерой, а также видеорегистрации боевых повреждений.
В 2021 году на Форуме система военного образования будет представлена отдельным тематическим разделом «Военное образование -передовые технологии и цифровая трансформация». В ходе работы Форума российской и международной общественности будет наглядно продемонстрировано современное состояние военного образования в Российской Федерации: передовые образовательные технологии, основанные на принципах интерактивности и моделирования виртуальной реальности; электронные образовательные ресурсы; тренажёрные комплексы и электронная информационная среда для подготовки военных кадров, а также достижения в образовательной и научной деятельности.
На экспозиции «Военное образование - передовые технологии и цифровая трансформация» планируется демонстрация двух новейших тренажёров, реализующих в полном объёме принципы интерактивности и виртуальной реальности.
Комплексный виртуальный тренажёр инженерно-технического состава службы ракетно-артил-лерийского вооружения предназначен для подготовки курсантов (слушателей) по специальности 17.05.02 «Стрелково-пушечное, артиллерийское и ракетное оружие» и военной специальности «Эксплуатация ракетно-артиллерийского вооружения».
Разработчиком виртуального тренажёра является ООО «Геонавигатор» (г. Санкт-Петербург).
Программное обеспечение виртуального тренажёра включает:
а) программный модуль интерактивной виртуальной сцены,
обеспечивающий отображение и возможность взаимодействия с трёхмерными объектами в виртуальной среде;
б) 5 комплектов оборудования для режима виртуальной реальности и 1 комплект для руководителя занятий и демонстрации на экране коллективного пользования;
в) трехмерную модель 152-мм самоходного артиллерийского орудия 2С19М2 «Дилемма»;
г) базы данных 3D-моделей;
д) базы данных операций (анимации);
е) базы данных сценариев действий пользователей;
ж) программный модуль, обеспечивающий алгоритмы работы с моделью изделия 2С19М2 «Дилемма»;
з) программный модуль, реализующий контроль усвоения изучаемого материала;
и) программный модуль сопряжения со специальным программным обеспечением и формирования информационно-образовательной среды военной образовательной организации Министерства обороны Российской Федерации «Образование-МО» и автоматизированной системой получения, обработки, хранения и передачи информации по вопросам управления качеством и экономикой военного образования «Интеграция-СВО» в части передачи и получения сведений об испытуемых и передачи результатов их тестирования.
Программное обеспечение для работы с 3Б-моделью разработано на основе современных ФРКП (фотореалистическая круговая па-
норама) и VR (virtual reality - виртуальная реальность) технологий, минимизировано по доступным функциям, снабжено интуитивно понятным интерфейсом. Программные модули из состава программного обеспечения работают под управлением комплекта устройств виртуальной реальности.
Технология ФРКП состоит в том, что при наведении курсора обучающимся на объект (пульт, выключатель, переключатель, рычаг и т.д.) объект «подсвечивается» и выделяется полупрозрачным цветом. При выборе объекта появляется всплывающее контекстное меню с вариантами действий или (при необходимости детализировать объект) его увеличенное фото. При наведении курсора на отдельные элементы увеличенного фото объекта появляется всплывающее контекстное меню с вариантами действий. Выбор варианта действия из контекстного меню производится курсором. После выбора варианта из контекстного меню происходит фиксация действия для оценки правильности выполнения сценария и операции.
Технология VR предполагает перемещение субъекта по созданной виртуальной сцене при помощи беспроводного контроллера с возможностью захвата и перемещения предметов и объектов (инструмента, элементов оборудования и т.д.) при помощи виртуальных кистей рук.
Как показывает практика, интерактивные тренажёры, работа которых основана на принципах виртуальной реальности,
Jl-
M АРМИЯ-2021
очень эффективно дополняют традиционные средства обучения, используемые на групповых и практических занятиях.
Кроме формирования профессиональных умений и навыков подобные тренажёры успешно развивают творческие способности, профессиональную интуицию. Их применение является одним из этапов подготовки обучающегося перед допуском его к самостоятельным практическим действиям на вооружении, военной и специальной технике.
Комплексный виртуальный тренажёр инженерно-технического состава службы ракетно-артил-лерийского вооружения 2С19М2 «Дилемма» позволяет сформировать первоначальные навыки ведения боевой работы на самоходном артиллерийском орудии, навыки практических действий в нестандартных ситуациях, показать сущность процессов, протекающих в системах, их взаимную связь. Всё это позволяет существенно повысить качество подготовки военных специалистов.
Другим планируемым к демонстрации тренажёром является тактический электронный стрелковый тренажёр «ТЭСТ-МО», разработанный АО «Научно-производственное объединение «РусБИТех» (г. Москва).
Тренажёр предназначен для обучения военнослужащих стрельбе из стрелкового оружия и гранатометов по неподвижным (появляющимся) и движущимся целям с применением правил стрельбы самостоятельно или в составе боевых групп (подразделений) в различных условиях обстановки (при выполнении оперативно-служебных задач) и обеспечивает:
а) плановую огневую подготовку стрелков, гранатомётчиков, снайперов;
б) контроль уровня готовности стрелков;
в) занятия по тактической подготовке при функционировании
тренажёра в составе тренажёрного комплекса, основанного на взаимодействии учебно-тренировочных средств в рамках единого виртуального поля боя, реализованного в соответствии с требованиями международного стандарта распределённого моделирования IEEE1516 (HLA).
Особенностью «ТЭСТа» является работа на различных операционных системах, в том числе на операционной системе специального назначения Astra Linux Special Edition. Ещё одной особенностью является использование системы трёхмерной визуализации «Ирис-Т», предназначенной для создания высокодетального бесшовного трёхмерного изображения виртуального боевого пространства на основе геопространственных данных и трёхмерных моделей объектов с использованием специальных графических эффектов и анимаций.
Программное обеспечение тренажёра позволяет строить баллистические траектории, показывает линии прицеливания, свала, завала оружия, что необходимо для разбора действий обучающихся.
Тренажёр работает на электронной карте местности, в том числе незнакомой, позволяет тренировать обучающихся в определённых метеоусловиях. Имеется возможность создания ветра, любого направления,давления,температуры, которые программное обеспечение будет учитывать при построении баллистических траекторий полёта пуль или гранат.
«ТЭСТ» работает по бессекторной технологии, что позволяет при проведении занятий с несколькими обучающимися анализировать их действия в тех или иных ситуациях в целом или по каждому выстрелу за каждого стреляющего. В комплектацию могут входить имитаторы снайперских винтовок, автоматов, пулемётов, ручных и автоматических гранатомётов.
Имитаторы оружия предназначены для оснащения обучающихся
стрелков физическим макетом соответствующего реального образца, обеспечивающим их активное участие в упражнении (тренировке) путём производства с имитатором необходимых манипуляций (присоединение магазина или заряжание гранатомёта, изменение режима огня, досылание патрона в патронник, прицеливание, производство выстрела и др.). Имитаторы оружия повторяют форму и массогабаритные характеристики соответствующих реальных образцов. Отклонение массы и линейных размеров имитаторов от соответствующих характеристик реальных образцов с присоединённым магазином и/или полным боекомплектом составляет не более 10%.
Каждый имитатор оборудован датчиками, что позволяет руководителю занятия наблюдать за действиями обучающихся, делать замечания и исправлять ошибки. Этот анализ выводится на экран. Имитаторы оружия оборудуются исполнительными механизмами и подачей сжатого воздуха для большей реалистичности отдачи от оружия. «ТЭСТ» работает в едином виртуальном пространстве с другими тренажёрами. Используя несколько тренажёров совместно, можно проводить тренировки целыми подразделениями.
В процессе выполнения упражнения тренажёр реализует формирование ведомости успеваемости и обеспечивает контроль работоспособности имитаторов в процессе выполнения упражнения. При анализе выполнения упражнения тренажёр обеспечивает автоматический расчёт суммарного количества баллов за выполнение упражнения, показателей результативности стрельбы (количество поражённых мишеней, боеприпасов, непопаданий), а также экспорт информации в текстовый редактор для печати.
Кроме того, на экспозиции «Военное образование - передовые технологии и цифровая трансформация» филиалом планируется демонстрация достижений в области
электронных образовательных ресурсов - электронных обучающих программ и электронных учебников.
Филиалом будет представлена автоматизированная информационно-справочная система (далее - АИС) для расчёта изделия 83т888-1.10, обеспечивающая возможность обучения расчёта и использования изделия в процессе эксплуатации, при его подготовке к использованию по назначению и техническом обслуживании.
АИС позволяет:
- систематизировать исходную информацию из эксплуатационной документации на изделие 83т888-1.10, необходимую для его подготовки к использованию по назначению и проведения технического обслуживания, и за счёт этого сократить затраты времени на поиск необходимой информации;
- осуществлять эффективное взаимодействие с пользователем за счёт разработки сценариев диалога, сочетающих возможности гипертекстовых технологий и возможности традиционных технологий работы с базами данных;
- предоставлять информацию о текущих мероприятиях по эксплуатации изделия 83т888-1.10 по запросам пользователя;
- выполнять анализ информации по текущим мероприятиям эксплуатации;
- использовать интерактивные методы обучения;
- обеспечивать санкционированный доступ к данным для различных пользователей.
Такой подход к обучению и организации работы расчёта изделия при подготовке изделия к использованию по назначению и техническом обслуживании предложен впервые. Его особенностями являются:
- использование современных информационных технологий, обеспечивающих кроссплатфор-менность программного продукта; возможность систематизации
сведений эксплуатационной документации, учёта и анализа информации о текущих мероприятиях эксплуатации;
- обеспечение возможности автоматизации деятельности расчёта изделия 83т888-1.10 в части организации работы со справочной и текущей информацией;
- наличие средств анализа неисправностей оборудования изделия, позволяющих прогнозировать его техническое состояние и способствующих повышению эффективности действий расчёта.
В результате использования электронного образовательного ресурса достигаются следующие преимущества: повышение эффективности процесса обучения личного состава; упрощение выполнения мероприятий по подготовке изделия к использованию по назначению и его техническому обслуживанию; автоматизация учёта и анализа сведений по текущим мероприятиям эксплуатации изделия; обеспечение возможности отработки навыков работы личного состава с технической документацией и документирования информации, образующейся в процессе работы расчёта.
Разработанный обучающий программный продукт может рассматриваться как объект дальнейших исследований. Программа имеет модульную структуру и позволяет включить дополнительные компоненты, расширяющие её функционал. По мере накопления информации в случае использо-
вания АИС номерами расчёта воинских подразделений возможно подключение интеллектуальных компонентов прогнозирования технического состояния оборудования.
Электронный учебник предназначен для изучения конструкции взрывателей и взрывательных устройств боеприпасов ракетно-ар-тиллерийского вооружения и в свой состав включает три раздела.
Экспонаты, планируемые к демонстрации в этом году, - это лишь малая составляющая интенсивного процесса развития научной деятельности и совершенствования учебно-материальной базы в области развития информационно-образовательной среды, проходящего в филиале. В настоящее время подразделениями филиала активно ведётся опытная эксплуатация специального программного обеспечения «Образование-МО», признанного инновационной разработкой и внедряемого в образовательный процесс всех вузов Министерства обороны Российской Федерации. ■
ЛИТЕРАТУРА
1. Инновации Военно-воздушной академии наращивают возможности и расширяют горизонты применения / Г. В. Зибров, В. В. Беляев - М.: Вестник военного образования, 2020, № 4.
2. Электронный стрелковый тренажёр «ТЭСТ». Описание и основные характеристики - М.: НПО «РусБИТех», 2020.
