CC BY
6А.В. ПОЛЯНСКОВ, П.В. ФИЛАТОВ, А.А. ОШКИН
A.V. POLYANSKOV, P.V. FILATOV, A.A. OSHKIN
ПОГРУЖАЯСЬ В ВИРТУАЛЬНЫМ МИР
DIVE INTO THE VIRTUAL WORLD
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДИКИ ОБУЧЕНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ ОБРАЗЦОВ РАКЕТНО-АРТИЛЛЕРИЙСКОГО ВООРУЖЕНИЯ
IMPROVEMENT OF THE METHOD OF TRAINING IN THE OPERATION OF SAMPLES OF ROCKET AND ARTILLERY WEAPONS
Сведения об авторах: Полянсков Александр Владимирович - преподаватель кафедры (производства и эксплуатации ракетно-артиллерийского вооружения) филиала ВА МТО в г. Пензе, майор, кандидат технических наук (г. Пенза. E-mail: irina7pp@gmail.com);
Филатов Павел Вячеславович - докторант филиала ВА МТО в г. Пензе, подполковник, кандидат технических наук, доцент (г. Пенза. E-mail: ussur_ tigr_103@mail.ru);
Ошкин Александр Александрович - начальник отдела (организации научной работы и подготовки научно-педагогических кадров) филиала ВА МТО в г. Пензе, майор, кандидат технических наук, доцент (г. Пенза. E-mail: glaz1985@mail.ru).
Аннотация. Статья посвящена совершенствованию методики обучения эксплуатации образцов самоходной артиллерии за счёт внедрения в учебный процесс учебно-тренировочных средств, использующих технологии полного или частичного погружения в виртуальный мир, или различных видов смешенияре-альной и виртуальной реальности.
Ключевые слова: учебно-тренировочные средства, вооружение, военная и специальная техника, интерактивные средства обучения.
Information about the authors: Alexander Polyanskov - Lecturer in the Department (Production and Operation of Rocket and Artillery Weapons) of the VA MTO branch in Penza, Major, Candidate of Technical Sciences (Penza. E-mail: irina7pp@gmail.com);
Pavel Filatov - Doctoral Student of the branch of the VA MTO in Penza, Lieutenant Colonel, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor (Penza. E-mail: ussur_ tigr_103@mail.ru);
Alexander Oshkin - Head of the Department (Organization of Scientific Work and Training of Scientific and Pedagogical Personnel) of the branch of the VA MTO in Penza,
Major, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor (Penza. E-mail: glazl985@ mail.ru).
Summary. The article is devoted to improving the methodology for teaching the operation of self-propelled artillery samples by introducing into the educational process educational and training tools using technologies of full or partial immersion in the virtual world, or various types of mixing real and virtual reality.
Keywords: training aids, weapons, military and special equipment, interactive training aids.
Укрепление боевого потенциа- ризующемся беспрецедентным нимаемых решений, увеличивала Вооружённых Сил является увеличением объёма решаемых ется зависимость достижения важнейшей задачей государства. боевых задач, повышением тре- поставленных целей от уровня На современном этапе, характе- бований к обоснованности при- подготовки как командного, так
Фото 1. Выполнение сценария по техническому диагностированию механизма подачи гильз самоходной гаубицы 2С19М2, реализованного в виртуальном тренажёре
и инженерного состава, эксплуатирующего образцы ракетно-ар-тиллерийского вооружения (РАВ). В условиях увеличения уровня технической сложности современных образцов РАВ особую важность приобретает вопрос повышения качества подготовки курсантов. Решение этого вопроса напрямую зависит от соответствия существующих и перспективных учебно-тренировочных средств (УТС) современным требованиям, предъявляемым к подготовке будущих офицеров.
В свою очередь данный факт определяет необходимость качественного освоения современных образцов РАВ, невозможного без УТС, обеспечивающих процесс освоения с требуемым уровнем качества.
Отсутствие УТС приводит к тому, что в учебных заведениях обучение личного состава проводится непосредственно на образце вооружения, приводя непременно как к увеличению материальных затрат и времени на освоение образца, так и к расходу моторесурса и частым выходам из строя образцов вооружения, при этом не гарантируя приобретения умений и навыков с требуемым качеством за определённое время, что определяет актуальность вопроса совершенствования разрабатываемых УТС.
Наибольший интерес в вопросе совершенствования УТС направлен на возможность практической реализации в них технологий полного или частичного погружения в виртуальный мир или различных видов смешения реальной и виртуальной реальности.
Главными преимуществами технологий виртуальной и дополненной реальности в процессе обучения являются: наглядность, безопасность, вовлечение (реализация большого количества сценариев, недоступных в реальности) и фокусировка (полное погружение в учебный материал). На первое место, безусловно, необходимо
поставить фактор безопасности. Технология виртуальной реальности позволяет моделировать различные сценарии выполнения практических работ на вооружении без риска получения травмы и гибели, что, к сожалению, возможно в обычной объективной реальности.
Виртуальная и дополненная реальность создаёт для обуча-
ющегося особое цифровое пространство, с которым тот может взаимодействовать. Виртуальная реальность изолирует человека от физического мира с помощью шлема и дополнительных аксессуаров: контроллеров и датчиков для управления виртуальным «телом», иногда специальных манжет, обеспечивающих обратную тактильную отдачу.
Фото2. Технология виртуальной реальности в виртуальном тренажёре самоходной гаубицы 2С19М2
АРМИЯ-2023
Клапан модератора
Фото3. Тормоз отката гаубицы 2А64М2
В Филиале Военной академии материально-технического обеспечения (г. Пенза) при проведении практических и групповых занятий по специальным дисциплинам используется виртуальный тренажёр самоходной гаубицы 2С19М2.
Программное обеспечение автоматизированной обучающей системы виртуального тренажёра 2С19М2 предназначено для обучения курсантов (слушателей) по специальностям: «Стрелково-пу-шечное, артиллерийское и ракетное оружие», «Специальные машины и устройства». Графический интерфейс системы является гибким и одинаково удобен в использовании как на персональных компьютерах с большим экраном, так и на мобильных терминалах (смартфонах или планшетах).
Функциональные возможности тренажёра позволяют организовать в локальной сети дисплейного класса (и удалённо) работу с интерактивным виртуальным
тренажёром изделия 2С19М2 в составе единой управляющей среды в части отработки навыков при выполнении различных сценариев.
Практическое применение подобного виртуального тренажёра при проведении занятий с курсантами - это несомненный прорыв в развитии современных образовательных технологий. Однако, несмотря на это, существующий виртуальный тренажёр обладает существенным недостатком - отсутствием возможности поиска и устранения различных неисправностей сборочных единиц, входящих в состав самоходной гаубицы. На наш взгляд, именно на этом направлении необходимо сосредоточить основные усилия при поиске технических путей совершенствования тренажёра. Технология виртуальной реальности имеет несомненные перспективы в реализации этого направления совершенствования УТС. Остановимся здесь более подробно.
Когда-то видеоигры имели, пожалуй, единственную функцию - развлекать. Однако сегодня прогресс в этой области идёт семимильными шагами. Создано невероятное число игр, которые носят попутно и образовательный характер. Большинство из них относятся к подвиду симуляторов, хотя образовательная составляющая часто присутствует и в играх другого жанра.
Главной целью, на достижение которой направлены усилия по техническому совершенствованию существующего виртуального тренажёра, является обучение курсантов в игровом режиме. Меню виртуального тренажёра должно содержать выбор различных заданий с различным уровнем сложности. Иными словами, без знания материальной части образца РАВ обучающийся может серьёзно поломать голову над определением той или иной неисправности. Например, если не знать конструкцию противооткатных устройств гаубицы 2А64М2 и принцип их функционирования, трудно будет сразу определить такую неисправность, как «накат со стуком», причина которой кроется не в накатнике, а в неисправности клапана модератора, находящегося в тормозе отката.
Обучающийся должен не только просматривать анимационные ролики, уже реализованные в виртуальном тренажёре, а понимать, как устранить возможные неисправности и в конечном итоге устранить их в одном из сценариев виртуального тренажёра. Кроме того,
Фото4. Возникновение неисправности «осечка»
Фото 5. Разборка составных сборочных единиц
необходимо, чтобы возможные неисправности генерировались совершенно случайным образом, что позволит существенно повысить интерес к процессу освоения образца РАВ.
Переходим непосредственно к выработке практических рекомендаций по совершенствованию виртуального тренажёра. С этой целью рассмотрим предлагаемый нами вариант алгоритма для реализации в программном обеспечении тренажёра.
Алгоритм состоит из пяти пунктов:
1. Определение источника неисправности. Постановка технического диагноза. Это самый важный пункт в алгоритме, связанный с тремя основными аспектами.
Первый аспект - определение технического состояния, в котором находится образец диагностирования в настоящее время, то есть диагноз - распознавание, определение, обнаружение. Данный аспект имеет место при проведении всех видов технического обслуживания образца РАВ, регламентных работ, при постановке и снятии с хранения, возникновении отказов и неисправностей отдельных агрегатов, систем и механизмов.
Второй аспект - предсказание технического состояния, в котором образец диагностирования будет находиться в некоторый момент времени, то есть прогноз - предвидение, предсказание. Прогнозирование вероятного технического
состояния отдельных конструктивных элементов и образца РАВ в целом является в настоящее время основой для организации работы службы РАВ, связанной с планированием технического обслуживания и ремонта техники, а также с мероприятиями по обеспечению продления межремонтных ресурсов.
Третий аспект - определение технического состояния, в котором образец диагностирования находился в некоторый момент в прошлом, то есть генез - происхождение, возникновение процесса образования. Знание технического состояния, в котором образец находился в прошлом, является непременным условием, во-первых, достоверного прогнозирования надёжной его работы на определённый период эксплуатации, а во-вторых, расследования при-
чин аварий и поломок, составления рекламационных документов.
Таким образом, знание действительного технического состояния образца РАВ является обязательным как для генеза, так и для прогноза. Поэтому техническая диагностика служит основой как технической прогностики, так и технической генетики.
Теория технической диагностики базируется на предположении, что любой образец диагностирования является детерминированным устройством, то есть каждому техническому состоянию образца диагностирования соответствует вполне определённое его внешнее проявление и, наоборот, каждому диагностическому признаку соответствует вполне определённое техническое состояние образца. В диагностической задаче способ функционирования образ-
Фото 6. Регулировка механизма полуавтоматики гаубицы 2А64М2
Фото 7. Методика обучения эксплуатации образцов РАВ с использованием технологии виртуальной и дополненной реальности
ца диагностирования считается заданным, а искомым являются неизвестные свойства его структуры.
Этот принцип и предлагается внедрить в основу реализации первого пункта алгоритма. Например, износу бойка ударника в затворе соответствует неисправность «осечка». Виртуальный мир, соответствующий этому, представлен на фото 4.
2. Разборка составных сборочных единиц. Виртуальный симу-лятор должен позволять снимать детали, откручивать болты, находить неисправную деталь, после чего заменять её или восстанавливать при помощи технологического оборудования из состава подвижных средств технического обслуживания и ремонта (сва-
рочного выпрямителя, токарного или фрезерного станка, паяльной станции, приспособления для разборки и сборки противооткатных устройств и т.д.).
3. Устранение выявленных неисправностей путём замены или восстановления неисправной детали.
4. Сборка и регулировка сборочной единицы после проведения ремонта, установка собранного узла на образец РАВ - наиболее ответственный пункт предлагаемого алгоритма.
Виртуальная реальность должна позволять выполнение сборки таким образом, чтобы возможность того, что останется «лишняя» деталь, не была исключена, и после выполнения сборки обучающийся с удивлением мог обнаружить при
установке на образец РАВ, что не все детали установлены, и единственный выход - снова снимать, раскручивать и заново устанавливать.
При реализации второго и третьего пунктов алгоритма актуально применение небольших хитростей, заключающихся в расширении функциональных возможностей виртуального мира в процессе игры за счёт очков опыта, который увеличивается у каждого обучающегося в зависимости от правильности прохождения им того или иного сценария. В первую очередь стоит улучшать диагностическое оборудование, стенды для искусственного отката, выверочные мишени и т.д.
Разборку, обслуживание и сборку отдельных узлов и механизмов артиллерийских систем желательно выполнять в течение определённого времени, что позволяет исключить потери деталей, и особенно элементов крепёжа, а также предотвратить коррозию деталей. Это требование особенно актуально для деталей гидравлических устройств. Если работы, связанные с обслуживанием силовых цилиндров, штоков, поршней и других деталей гидравлических и гидропневматических устройств, не завершены в течение определённого времени, то для предотвращения коррозии их необходимо помещать на кратковременное хранение в ванны с той рабочей жидкостью, которой они заполняются, или же начислять обучающемуся штрафные баллы, что в целом снизит его итоговую оценку.
5. Заключительный пункт алгоритма - проведение испытаний сборочных единиц после осуществления ремонта и проверка результирующих рабочих параметров, что позволяет сделать заключение о техническом состоянии изделия РАВ после ремонта.
Для совершенствования современных виртуальных средств обучения в части обучения эксплуатации образцов РАВ мы предлагаем
Фото 8. Практическая работа на образце РАВ с использованием технологии дополненной реальности
внедрить в образовательный процесс методику, включающую в себя трёхуровневую систему обучения, включающую предлагаемый нами алгоритм поиска и устранения возможных неисправностей образца РАВ. Такая методика структурно может иметь вид, представленный на фото 7.
Процесс обучения на первом уровне заключается в изучении материальной части при помощи эксплуатационной документации на образцы, обучающих фильмов, презентаций, технологических карт на проведение каких-либо операций и т.д.
Второй уровень включает в процесс обучения технологию виртуальной реальности, в которой в игровом режиме обучающийся может как изучать материальную часть образца РАВ, так и выполнять различные сценарии, без прохождения которых доступ к третьему уровню методики будет невозможен.
Третий уровень - это уже реальная работа на образце рАв.
Здесь мы предлагаем использовать технологию дополненной реальности, когда всё остаётся на своих местах: обучающийся продолжает видеть окружающее пространство и других обучающихся. Этот мир дополняется цифровыми данными, которые «накладываются» поверх реальных объектов и позволяют с собой взаимодействовать. Для этого не нужны дорогостоящие устройства - достаточно планшета или специальных очков. На фото 8 показана реализация технологии дополненной реальности.
В целях пояснения необходимо сказать, что реальность, которую видит обучающийся при работе на образце РАВ, можно дополнить тем, что находится внутри того или иного узла и агрегата, или дополнить вышесказанное какой-либо поясняющей надписью. Всё это возможно, если надеть очки или направить на объект планшет.
Цифровые технологии виртуальной и дополненной реальности открывают перед военным обра-
зованием целый спектр новых уникальных возможностей. Это большой шаг в будущее, стремительное развитие которого уже не за горами. Благодаря синтезу традиционных и инновационных способов обучения курсантов мы сможем значительно улучшить качество их подготовки, сделать процесс обучения доступным для каждого обучающегося, активизировать творческое мышление для совершения полезных научных открытий.
ЛИТЕРАТУРА
1. Технический паспорт программного обеспечения «Виртуальный тренажёр» ГЕРВ.466539.015. - СПб.: Геонавигатор, 2018. 29 с.
2. Модернизированная 152-мм гаубица 2А64: руководство по эксплуатации 2А64М2 РЭ. - М.: Воениздат, 2016. 238 с.
3. Носов, В. А. Технология технического обслуживания и ремонта ракетно-артил-лерийского вооружения. Часть I. Технология технического обслуживания образцов ракетно-артиллерийского вооружения. -Пенза: ПФ ВА МТО, 2018. 167 с.
НА КНИЖНУЮ ПОЛКУ
Н.В. Агеев
Методологический эксперимент по исследованию структуры и формы представления материала по теме «Военная история СССР во Второй мировой войне» для адаптации к современным информационным технологиям
Монография. - М.: ВАГШ ВС РФ, 2022. - 162 с.
В монографии приведены результаты научного поиска автором оптимальной структуры текстового материала по разделу военной истории «История войн», обосновываются предложения к требованиям данной структуры, даётся оценка временных затрат на создание текстуальной части. Важным шагом к адаптации текста к современным информационным технологиям является разработка сведений по персоналиям и требований к тестовым заданиям для контроля и самоконтроля усвоения учебного материала.
Исследование проведено на примере темы: «Военная история СССР во Второй мировой войне». Представленный материал может быть использован преподавателями и слушателями в образовательном процессе академии по темам, посвящённым Великой Отечественной и Второй мировой войнам.
