CC BY
49
УДК 371.693
О НЕОБХОДИМОСТИ МОДЕЛИРОВАНИЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ДЕСАНТНИКА-ПАРАШЮТИСТА ПО УПРАВЛЕНИЮ ПАРАШЮТНЫМИ СИСТЕМАМИ СПЕЦИАЛЬНОГО
НАЗНАЧЕНИЯ
А.В. Осипов, В.С. Абанин
Обоснована необходимость моделирования эталонной деятельности десантника-парашютиста при создании динамического тренажера освоения парашютной системы специального назначения; предложен эмпирический аппарат по регистрации параметров деятельности.
Ключевые слова: формирование навыков действий при десантировании, тренажер, моделирование, парашютная система.
Парашютные системы (ПС) специального назначения «Арбалет-1» и «Арбалет-2» предназначены для десантирования личного состава групп специального назначения и разведывательных подразделений с комплектом вооружения и снаряжения. В настоящее время эти парашютные системы состоят на вооружении специальных и разведывательных подразделений воздушно-десантных войск (ВДВ) и войск специального назначения.
Парашюты типа «Арбалет» позволяют парашютисту десантироваться со специальным снаряжением общей массой до 150 килограммов в диапазоне температур воздуха от минус 35 до плюс 35 градусов Цельсия на скорости летательного аппарата (ЛА) при десантировании до 350 километров в час. Уникальные характеристики ПС позволяют совершать прыжки с максимально допустимых высот с горизонтальным перемещением парашютиста в воздухе на расстояние до 50 километров из всех ЛА, оборудованных для десантирования (самолетов типа Ан-2, Ан-26, Ан-12, Ил-76 и вертолетов типа Ми-8).
Парашютные системы специального назначения принципиально отличаются от парашютов с круглым куполом, как по своей конструкции, так и по принципу действия. Парашюты «Арбалет» имеют форму крыла. Круглые купола элементарно используют сопротивление, захватывая как можно больше воздуха под себя, тем самым обеспечивая безопасное снижение парашютиста. В отличии от них, купол типа «крыло» создает себе подъемную силу, приложенную к «крылу» в зависимости от формы купола и его положения по отношению к набегающему воздушному потоку. Контроль подъемной силы «крыла» и является искусством пилотирования ПС специального назначения.
Возможности управления ПС типа «крыло» значительнее, чем у круглокупольных; они способны доставлять парашютиста на достаточное удаление от зоны выброски из летательного аппарата, и, самое главное, позволят десантникам приземляться в указанный район с точностью до нескольких метров. Это крайне важно для решения боевых задач, выполняе-
426
мых военнослужащими специальных и разведывательных подразделений, так как они не должны себя демаскировать и выйти в район боевого применения с максимальной точностью и минимально затраченным временем. Кроме того, нужно иметь ввиду, что десантирование спецподразделений происходит на незнакомую местность и парашютист, снижаясь, должен сориентироваться и выбрать безопасную площадку для приземления, что будет основой для успешного выполнения боевого задания.
Учитывая колоссальные психофизиологические нагрузки, действующие на военнослужащих во время десантирования, необходимо подводить их к выполнению боевой задачи максимально уверенным в своих силах. Из области военной психофизиологии известно, что боеспособность военнослужащего на 65% обусловлена его функциональным состоянием и психофизиологическими резервами организма и только на 35% зависит от технических средств ведения боевых действий. Максимальное снижение психофизиологической нагрузки, воздействующей на военнослужащего на этапе его доставки в район выполнения боевой задачи, является весьма актуальным научно-практическим направлением. Снижение психофизиологической нагрузки возможно путем формирования устойчивых навыков, в том числе и по управлению парашютными системами специального назначения.
В настоящее время подготовка десантников-парашютистов проводится на штатных воздушно-десантных комплексах (ВДК) в учреждениях и воинских частях ВДВ. Тренажеры и снаряды данного комплекса используются для первоначальной подготовки, и являются средствами контроля готовности обучаемых к прыжку. Однако, низкие подобие и адекватность тренажеров и снарядов ВДК реальным процессам, происходящим в ходе десантирования, не позволяют эффективно формировать первоначальные навыки деятельности парашютистов при освоении ПС типа «крыло».
Обобщая мнения коллектива профессорско-преподавательского состава кафедры воздушно-десантной подготовки Рязанского высшего воздушно-десантного командного училища, с уверенностью можно сказать, что существует проблема подготовки десантников при освоении ими ПС типа «крыло». Оценка действий парашютистов по результатам десантирования с использованием парашютных систем типа «крыло» подтверждает, что десантники, имеющие опыт применения ПС с круглым куполом (Д-6 и Д-10), испытывают трудности при управлении ПС «Арбалет-2» от момента отделения от ЛА до приземления. Причиной этого является отсутствие практических навыков управления ПС типа «крыло».
В отличие от парашютов с круглым куполом, при управлении парашютной системой специального назначения возникают достаточно большие скорости перемещения (до 10 м/с), при этом военнослужащий воспринимает новые, ранее не испытываемые, ощущения при движении под куполом парашюта.
В этих условиях человек необъяснимо ощущает, так называемую, «нереальность» своей деятельности и всех происходящих процессов, при этом действия парашютиста становятся вялыми, несвоевременными, допускаются ошибки, и все это увеличивает риск получения серьезных травм и иных нежелательных последствий.
В современных условиях подготовки войск и формирования профессиональных качеств военнослужащих на лидирующее место выходят учебно-тренировочные средства и тренажеры, способные моделировать поведение объекта с высокой степенью подобия при различных видах деятельности.
Для многих специалистов видов ВС РФ и родов войск созданы и внедрены в систему боевой подготовки современные тренажерные средства, позволяющие качественно готовить военнослужащих требуемого квалификационного уровня.
Решением проблемы качественной подготовки десантников-парашютистов, использующих парашютные системы специального назначения, является разработка нового динамического тренажера, устраняющего дефицит профессионально важных визуальных, акустических, акселера-тивных нагрузок и внешних воздействующих факторов на обучаемых. Используя такой тренажер в системе боевой подготовки, возможно довести действия десантника до автоматизма при штатном снижении и при возникновении каких-либо нештатных ситуаций, а также максимально объективно оценить его готовность к выполнению прыжка.
Из трудов ученых С. А. Курочкина, В. Е. Шукшунова [1, 2] известно, что тренажер в процессах уровня математического обеспечения включает модели узлов и агрегатов, учебно-тренировочные задачи, модели воздействий на обучаемого оператора, модели обеспечения подобия при решении учебно-тренировочных задач, модели управления узлами и агрегатами, модели контроля обучения и оценку действий оператора. Таким образом, для получения объективной оценки действий десантника при обучении на динамическом тренажере необходимо использовать в алгоритме работы тренажера эталонные действия при возникновении всех возможных ситуаций от момента покидания ЛА до момента приземления. Это возможно только на основе сбора полетной информации и последующего анализа для моделирования деятельности парашютиста по управлению ПС специального назначения.
В Рязанском высшем воздушно-десантном командном училище имени генерала армии В.Ф. Маргелова создано и используется устройство для регистрации полетной информации парашютиста (патент на полезную модель № 170197) (рис. 1).
Данное устройство позволяет на всей траектории снижения парашютиста (рис. 2) регистрировать параметры внешних воздействующих факторов, а также динамические и кинетические показатели управляемого снижения десантника при выполнении учебно-тренировочных прыжков (рис. 3).
Рис. 1. Десантник с размещенным устройством для регистрации полетной информации парашютиста
Рис. 2. Траектория снижения парашютиста
429
Рис. 3. Первичные данные, полученные устройством для регистрации полетной информации парашютиста
Анализируя и обобщая данные, полученные с устройства для регистрации полетной информации парашютиста, и зная, что подготовленный опытный десантник выполнял эталонные действия по управлению ПС специального назначения, возможно смоделировать его деятельность и применить, например, для модели воздействий на обучаемого оператора.
Моделирование действий парашютиста при совершении тренировочного прыжка - это моделирование процесса, который целесообразно представить в системе, в которой он протекает, и определить взаимодействующие подсистемы.
Анализ этапов тренировочного прыжка позволяет выделить следующие взаимодействующие подсистемы: «парашютист», «стабилизирующий (основной, запасной) парашют» и «внешняя среда» (самолет, воздух, другие парашютисты).
При совершении прыжков с парашютом действия парашютиста направлены, в основном, на управление ПС и на применение различных видов группировки.
В методике моделирования действий парашютиста при совершении тренировочного прыжка с парашютом, разработанной Ю.В. Усачёвым и А.И. Фёдоровым [3] для неуправляемых парашютов, выявлена необходимость в разработке структурной, динамической и функциональной моделей.
Данная методика включает в себя следующие задачи:
- условно выделяются четыре основных этапа прыжка;
- для наглядности создается граф действий парашютиста на каждом из этапов;
- на основе анализа правил совершения тренировочных прыжков с парашютом разрабатываются алгоритмы действий парашютиста в штатных и нештатных ситуациях;
- алгоритмы представляются в виде блоков процессов;
- используя законы биомеханики и кинематики, положение тела парашютиста в пространстве описывается его местом, ориентацией и позой, тело парашютиста представляется в виде системы подвижных звеньев;
- движения рук, ног, головы и туловища представляются в виде двух или трех звеньев;
- изменение положения тела в пространстве представляется через матрицу состояний (1) (для характеристики восьми звеньев (руки - ноги) используется матрица S размером 8x3):
/аг & уД
S=h Р2 72 , (1)
W Ръ У8/
где а, Р, у - углы, образованные каждым из звеньев рук - ног (векторами llt 12) с осями координат системы Oxyz (рис. 4).
Рис. 4. Представление руки парашютиста в виде двух звеньев
В итоге полученные математические уравнения биомеханики можно использовать при разработке информационной модели и далее программного обеспечения, являющегося основой для рендеринга - перевода математических формул в «видимую» фигуру действий парашютиста на компьютере в виде ЗБ анимации.
Методика моделирования действий парашютиста при совершении тренировочного прыжка с парашютом, предложенная Ю.В. Усачёвым и А.И. Фёдоровым в целом достаточно четко описывает порядок выполнения задач, необходимых для получения конечного результата. Однако, решение этой задачи авторами сводится к теоретическому предположению моделирования, основанного на научных подходах биомеханики и анализа правил совершения тренировочных прыжков с неуправляемым парашютом. Одной из сложных задач при этом является определение ориентации тела парашютиста в пространстве.
Используя описанное выше устройство для регистрации полетной информации парашютиста, появляется возможность эмпирически проверить теоретические подходы Ю.В. Усачёва и А.И. Фёдорова, определить динамические и кинетические показатели управляемого снижения десантника при выполнении учебно-тренировочных прыжков и скорректировать разработанные ранее учебные модели деятельности обучаемого парашютиста.
Эталонные модели деятельности обучаемого парашютиста, реализованные в динамическом тренажере освоения ПС типа «крыло», будут являться базой для эффективной оценки сформированости навыков десантников.
Список литературы
1. Курочкин С. А. Основы тренажеростроения [Текст]. Тула. Изд-во ТулГУ, 2007. 128 с.
2. Шукшунов В.Е. Тренажерные комплексы и тренажеры. Технологии разработки и опыт эксплуатации. М. «Машиностроение», 2005. 384 с.
3. Усачёв Ю.В., Федоров А.И. Методика моделирования действий парашютиста при совершении тренировочного прыжка с парашютом [Текст]: // Вестник Рязанского государственного университета им. С.А. Есенина, 2010. №27. С. 89 - 97.
Осипов Александр Вячеславович, адъюнкт, 2510 78051101@,mail. ru, Россия, Рязань, Рязанского высшего воздушно-десантного командного училища имени генерала армии В. Ф. Маргелова,
Абанин Владислав Сергеевич, канд. техн. наук, докторант, vlad-acamail.ru, Рязанского высшего воздушно-десантного командного училища имени генерала армии В.Ф. Маргелова
ABOUT THE NECESSITY OF MODELING OF THE PARACHUTYST ACTIVITY IN THE MANAGEMENT OF THE PARACHUT SYSTEMS OF SPECIAL PURPOSE
A.V. Osipov, V.S. Abanin
The necessity of modeling the paratrooper paratrooper's reference activity during the creation of a dynamic simulator for the development of a parachute system for special purposes is substantiated; The empirical device on registration of parameters of activity is offered.
Key words: formation of landing operations skills, simulator, modeling, parachute
system.
Osipov Alexander Vyacheslavovich, postgraduate, 251078051101@,mail.ru, Russia, Ryazan, Maintenance Ryazan Higher Airborne Command School named after General of the Army V.F. Margelov,
Abanin Vladislav Sergeevich, candidate of technical sciences, doctoral, vlad-ac@,mail. ru, Ryazan, Maintenance Ryazan Higher Airborne Command School named after General of the Army V.F. Margelov
УДК 621.793
СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ПОВРЕЖДЕНИЙ КОРПУСНЫХ ДЕТАЛЕЙ ВОЕННОЙ ТЕХНИКИ
ХОЛОДНЫМ ГАЗОДИНАМИЧЕСКИМ НАПЫЛЕНИЕМ
Г.В. Куприянов
В работе представлен способ восстановления повреждений чугунных корпусных деталей в виде трещин, пробоин и сколов холодным газодинамическим напылением, основанный на обеспечении адгезионной прочности газодинамических покрытий на чугунной основе, за счет разработанного авторами новой операции подготовки поверхности под напыление.
Ключевые слова: холодное газодинамическое напыление, газодинамическое покрытие, адгезионная прочность, чугунная основа, корпусные детали, военная техника.
В условиях перехода Вооруженных Сил Российской Федерации на единую систему организации технического обслуживания и ремонта вооружения и военной техники, «Концепция развития подвижных средств восстановления бронетанкового вооружения и техники и военной автомобильной техники на период до 2030 года» диктует необходимость проведения исследований по разработке нового облика мобильного ремонтно-восстановительного органа войскового и оперативного уровня на основе оптимизации состава, структуры и технологического оснащения подвижных средств восстановления военной техники (ВТ) [1].
По данным концепции дальнейшее малоэффективное финансирование системы автотехнического обеспечения (АТО), отсутствие средств для поддержания бронетанкового вооружения и техники (БТВТ) и военной автомобильной техники (ВАТ) на необходимом уровне и новых образцов оборудования, обеспечивающих реализацию современных технологий и оснастки при восстановлении вооружения и военной техники приведет к тому, что к 2030 году более 80 % автомобильной техники, основу которой составляют автомобили семейств Урал, КамАЗ, будет не способно организовать и провести полный объем работ по техническому обслуживанию, эвакуации и ремонту БТВТ и ВАТ [1].
433
