CC BY
33И.В. ДАВЫДОВ, Е.В. ТУБОЛ
СУЩЕСТВЕННО ПОВЫШАЯ НАВЫКИ ВОЖДЕНИЯ
DRAMATICALLY IMPROVE DRIVING SKILLS
КОМПЛЕКСНЫЙ ТРЕНАЖЁР МЕХАНИКА-ВОДИТЕЛЯ ТАНКА С ЭЛЕМЕНТАМИ ВИРТУАЛЬНОЙ РЕАЛЬНОСТИ
COMPLEX TANK DRIVER SIMULATOR WITH VIRTUAL REALITY ELEMENTS
Сведения об авторах: Давыдов Игорь Владимирович - заместитель начальника кафедры эксплуатации и ремонта Казанского высшего танкового командного ордена Жукова Краснознамённого училища, подполковник, кандидат исторических наук, доцент (г. Казань. E-mail: igrdvd@yandex. ru);
Тубол Евгений Викторович - преподаватель кафедры эксплуатации и ремонта Казанского высшего танкового командного ордена Жукова Краснознамённого училища (г. Казань. E-mail: Tubol_evgen93@mail. ru).
Аннотация. Статья рассматривает возможность интегрирования элементов виртуальной реальности с применением IT-техноло-гий (далее VR-технологии) в процесс обучения курсантов танковых подразделений в ходе овладения и совершенствования навыков вождения танков при проведении занятий по дисциплине «Вождение боевых машин».
В статье приводятся описание тренажёров для обучения вождению механика-водителя танка в высших военно-учебных заведениях Главного командования Сухопутных войск Министерства обороны Российской Федерации и пути решения проблемы интегрирования элементов виртуальной реальности в процесс обучения с помощью VR-техноло-гий.
Ключевые слова: VR-технологии, VR-очки, тренажёр для обучения вождению механиков-водителей танка.
Information about the authors: Igor Davydov - Deputy Head of the Operation and Repair Department of the Kazan Higher Tank Command Order of the Zhukov Red Banner School, Lieutenant Colonel, Candidate of Historical Sciences, Associate Professor (Kazan. E-mail: igrdvd@yandex. ru);
Evgeny Tubol - Lecturer of the Department of Operation and Repair of the Kazan Higher Tank Command Order of the Zhukov Red Banner Schools, Major General of the Reserve (Kazan. E-mail: Tubol_evgen93@mail. ru).
Summary. The article considers the possibility of integrating virtual reality elements using IT technologies (hereinafter referred to as VR technologies) into the process of training cadets of tank units in the course of mastering and improving tank driving skills during classes in the discipline «Driving of combat vehicles».
The article provides a description of simulators for teaching driving tank mechanics in the Higher Military Educational Institutions of the High Command of the Ground Forces of the Ministry of Defense of the Russian Federation and ways to solve the problem of integrating virtual reality elements into the learning process using VR technologies.
Keywords: VR-technologies, VR-glasses, driving simulator for tank drivers.
I.V. DAVYDOV, E.V. TUBOL
НОЯБРЬ - ДЕКАБРЬ 2022 №6 (39) \ J2J /
На сегодняшний день формирование высоких профессиональных компетенций у обучающихся в высших военно-учебных заведениях Сухопутных войск Министерства обороны Российской Федерации (СВ МО РФ), в рамках уверенного овладения бронетанковой техникой, невозможно без полной и качественной отработки Курса вождения боевых и специальных машин Сухопутных войск (КВБ и СМ СВ-2011).
В соответствии с требованиями руководящих документов качественная реализация Курса вождения достигается:
• высокой профессиональной и методической подготовкой офицеров и сержантов, а также эффективным использованием в обучении учебно-тренировочных средств;
• своевременным планированием вождения машин;
• качественной подготовкой к занятиям по вождению с использованием современной учебной материально-технической базы;
• твёрдым знанием обучающихся основ движения и правил вождения, материальной части и правил эксплуатации машин;
• проведением занятий с подразделениями по всем разделам Курса вождения;
• постоянной и целенаправленной психологической подготовкой личного состава в ходе проведения занятий по вождению;
• строгим соблюдением условий выполнения упражнений по вождению боевых машин, методике обучения и соблюдением требований безопасности.
Согласно методике обучения вождению для выработки необходимых навыков вождения в воинских частях и военно-учебных заведениях должны применяться тренажёры вождения боевых машин (танков, БМП, БТР и др.).
В Казанском высшем танковом командном ордена Жукова Краснознамённом училище (КВТКУ) для обучения механика-водителя
танка применяются следующие тренажёры:
• для обучения вождению в составе экипажа - динамический тренажёр экипажа танка Т-80У и Т-90 (изделие ДТЭ-219К и ДТЭ-188);
• для обучения вождению механика-водителя танка:
• Т-72 - тренажёр ТТВ-172К;
• Т-72Б3 - тренажёр ТТВ-184-Д;
• Т-80 - тренажёр ТТВ-219К;
• Т-14 «Армата» - тренажёр ТВК-Армата-Д.
Занятия на таких тренажёрах начинаются сразу же после изучения курсантами органов управления боевой машины и проводятся перед каждым практическим вождением на боевых машинах.
Очевидно, что использование имеющихся тренажёров включает множество достоинств. Так, к основным преимуществам стоит отнести: экономию расхода моторесурса бронетанковой техники, наличие программного обеспечения, позволяющего моделировать различные условия выполнения упражнений Курса вождения, доступность внесения различных неисправностей
в органы управления и контрольно-измерительных приборов без ущерба для образца бронетанкового вооружения, возможность контроля за обучающимися посредством средств программного обеспечения и др.
Однако современные технические достижения позволяют значительно расширить возможности имеющихся тренажёров вождения и успешно решить ряд проблемных вопросов.
Например, одной из значимых проблем в обучении механика-водителя танка является отсутствие возможности выполнять упражнения по вождению танка в положении «по-походному», что значительно сужает круг выработки практических умений и навыков у курсантов.
Дело в том, что вся моделируемая визуальная обстановка в имеющихся тренажёрах вождения для механика-водителя отражается через штатные приборы наблюдения или тримплексы, расположенные непосредственно в отделении управления.
Рис. 1. Заставка тренажёра механика-водителя компании «ЛОГОС»
122
НОЯБРЬ - ДЕКАБРЬ 2022 №6 (39)
Рис. 2. Комплексный тренажёр вождения с элементами виртуальной реальности
Между тем положение «по-походному» является для механика-водителя очень актуальным при совершении маршей танковых (мотострелковых) подразделений в отсутствие угрозы нападения со стороны противника, выполнении нормативов по погрузке техники на большегрузный прицеп, железнодорожную платформу, постановке машины в окоп и т.д.
Таким образом, возникает значительный пробел в обучении вождения с использованием тренажёров.
Ещё одной проблемой при подготовке механика-водителя танка на существующих тренажёрах является недостаточное сопряжение органов управления с информационной обстановкой.
Решение данных проблем стало возможно с помощью применения технологии виртуальной реальности, активно внедряемой в современном мире в различных симуляторах.
Работы в данном направлении ведутся многими разработчиками.
Например, УИ-технологии, разработанные группой компа-
ний «ЛОГОС», позволили создать тренажёр механика-водителя/оператора мостоукладчика, который соответствует требованиям Курса вождения инженерных машин (КВИМ-2011).
В КВТКУ работы по внедрению в учебный процесс виртуальной реальности ведутся уже на протяжении нескольких лет.
Активно изучая успешный опыт внедрения УИ-технологии компанией «ЛОГОС», группа разработчиков КВТКУ пришла к выводу, что имеющаяся тренажёрная база может быть значительно улучшена за счёт интегрирования в неё виртуальной реальности с помощью УИ-технологии.
Очевидно, что комплексный тренажёр механика-водителя танка с элементами виртуальной реальности должен соответствовать ряду требований, обеспечивающих соответствие Курса вождения боевых и специальных машин Сухопутных войск.
Приступив к созданию комплексного тренажёра, разработчики не стали отходить от классической компоновки технических средств.
В результате экспериментальной разработки состав тренажёра для обучения механика-водителя включает в себя модуль механика-водителя и модуль инструктора.
Сам тренажёр имеет трёхстепенную динамическую платформу, обеспечивающую имитацию тангажа и крена - угловое перемещение в продольной вертикальной плоскостях и перемещение в вертикальном направлении.
Компьютерная система трёхмерной визуализации местности позволяет вносить в программное обеспечение различные корректировки, которые в зависимости от изменений требований к обучению не требуют замены технических блоков тренажёра.
К классическому полю зрения штатных приборов наблюдения механика-водителя, в котором моделируется обстановка, добавился шлем виртуальной реальности с УИ-очками.
В УИ-очках имитируется внешняя информационная обстановка, отражающая:
а) местность, обеспечивающую выполнение упражнений;
НОЯБРЬ - ДЕКАБРЬ 2022 №6 (39) \ Щ /
б) динамическое изменение условий видимости (времени суток, степени освещённости), погодных условий (туман, пыль) и времени года (зима, лето);
в) акустическую обстановку, согласованную с действиями на рабочем месте обучаемого.
Имитируемая тренажёром работа оборудования, систем и органов управления машины, установленных в модуле обучаемого, типовые отказы двигателя и обслуживающих его систем и имитация перемещения машины по синтезируемой местности - всё это отражается в VR-очках.
Таким образом, усовершенствованный тренажёр вождения с интегрированным в него УК-программным обеспечением и технологиями виртуальной реальности, в зависимости от действий обучаемого, дают возможность:
• обучать выбору рационального режима работы моторно-трансмис-сионной установки;
• имитировать трогание машины, трогание с пробуксовкой, буксирование;
• разгон, изменение скорости движения в диапазоне скоростей реальной машины, движение по инерции, скатывание на подъёмах и спусках;
• торможение различными способами, юз и занос, повороты в зависимости от действий обучаемого и с учётом характеристик синтезируемой трассы (типа грунта, профиля местности);
• вождение в сложных дорож-но-грунтовых условиях (глубокий снег, песок, грязь).
Перемещение машины имитируется в реальном масштабе времени и сопровождается изменением визуальной обстановки в имитаторах приборов наблюдения в VR-очках, на мониторах системы видеонаблюдения на рабочем месте механика-водителя и на контрольном видеомониторе МИ.
Инструктор с помощью клавиатуры или манипулятора «мышь» выбирает режимы работы, органи-
Рис. 3. Шлем виртуальной реальности
зованные в виде системы многоуровневых меню (окон и вкладок), и управляет процессом обучения: выбирает режим обучения, регистрирует обучаемых, ставит учебную задачу и контролирует действия обучаемых по информации, отображаемой на экранах видеомониторов и УК-очках виртуальной реальности.
Обучаемый, в соответствии с предъявленным упражнением, воздействует на органы управления, выполняя поставленные задачи.
В процессе обучения инструктор и обучаемый обмениваются сообщениями по внутренней переговорной связи, слышат звуковые сигналы работы агрегатов машины на месте и в движении; звуковые сигналы и звуки при столкновении машины с препятствием.
Система контроля и оценки действий обучаемого фиксирует допущенные ошибки по подготовке и пуску двигателя, качеству вождения. По полученным результатам в конце упражнения автоматически выставляется оценка в соответствии с Курсом вождения. Принтер, входящий в состав тренажёра, позволяет вывести результаты выполнения упражнений на бумажный контроль.
Выводы:
В результате интеграции элементов виртуальной реальности
разработанный комплексный тренажёр вождения обладает следующими методическими возможностями:
а) управление процессом обучения с рабочего места инструктора;
б) регистрация обучаемых (занесение данных номера войсковой части, подразделения, воинского звания, фамилии, класса воинской специальности);
в) выбор упражнений;
г) введение неисправностей отдельных систем и оборудования;
д) автоматическое вычисление оценок за выполнение упражнений Курса вождения;
е) автоматическая фиксация ошибок, допускаемых обучаемыми с выводом информации на видеомонитор инструктора;
ж) формирование базы данных результатов выполнения упражнений с просмотром информации на экране контрольного видеомонитора инструктора;
з) просмотр и распечатка результатов обучения, формирование ведомости учёта результатов выполнения упражнений Курса вождения;
и) ведение переговорной связи между обучаемым и инструктором;
к) проверка органов управления и элементов отображения информации пультовой аппаратуры, установленных на рабочем месте обучаемых на функционирование (тестирование пультовой аппаратуры);
л) учёт времени наработки тренажера.
Таким образом, результатом внедрения УК-технологий в процесс подготовки механиков-водителей с использованием тренажёров вождения (обучающихся военных вузов ГК СВ МО РФ) будет являться значительное повышение их личных профессиональных компетенций как специалистов в выработке твёрдых умений и навыков при управлении танком, что, несомненно, положительно отразится на успешном освоении воинской специальности в целом.
\ Щ I НОЯБРЬ - ДЕКАБРЬ 2022 №6 (39)
