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  装甲车辆综合模拟训练系统
装甲车辆综合模拟训练系统主要包括99A坦克综合模拟训练系统和11轮式装甲突击车综合模拟训练系统两部分内容。99A坦克/11轮式装甲突击车综合模拟训练系统的组成主要包括硬件和软件两部分。

1.概述

装甲车辆综合模拟训练系统主要包括99A坦克综合模拟训练系统和11轮式装甲突击车综合模拟训练系统两部分内容。99A坦克/11轮式装甲突击车综合模拟训练系统的组成主要包括硬件和软件两部分。

99A坦克/11轮式装甲突击车综合模拟训练系统硬件部分组成和结构基本一致。具体主要包括:驾驶训练舱、炮长训练舱、车长训练舱、训练控制台、运动平台、辅助设施等内容。

99A坦克/11轮式装甲突击车综合模拟训练系统软件部分组成和结构基本一致。具体主要包括:乘员训练模拟系统软件、训练控制台系统软件等内容。

因此99A坦克/11轮式装甲突击车综合模拟训练系统在整体详细设计方面,采用统一标准化设计构建99A坦克、11轮式装甲突击车综合训练模拟器的各个硬件设备训练舱和软件设计。

 

图1 装甲车辆综合模拟训练系统总体效果图(参考示意图)

2.系统组成与功能

2.1组成

99A式坦克/11式轮式装甲突击车综合模拟训练系统,运用半实物模拟仿真技术,具有跟99A坦克/11式装甲突击车实车基本一致的操作环境、训练舱内部件配置和操作体感反馈,可实现多台综合模拟系统联网合训,可以保障部队能够同时组织一个连规模的坦克/突击车模拟训练,完成驾驶专业、射击专业、通信单兵专业训练操作,以及车内协同、分队战术等课目的训练与考核,并具有各种假想战术情况设置、训练过程中导调、智能目标添置、火力对抗及数据统计、分析等功能。

99A式坦克/11式轮式装甲突击车综合模拟训练系统可分别或同时控制驾驶模拟舱、炮长模拟舱、车长模拟舱,实现单车专业技术训练和综合训练以及分队战术模拟训练。通过训练控制台组训者能够下达训练指令、监控受训者的操作,对受训者的训练成绩进行考评。本地多套系统可以通过综合训练导控系统联网完成分队战术模拟训练和内部组网对抗训练。

99A坦克/11轮式装甲突击车综合模拟训练系统中的训练环境和条件设置与现行大纲和教范要求相一致。确保训练地形、训练科目、考核规则与目前现行教范保持一致。

具体组成如下所示。

图2 装甲车辆综合模拟系统硬件与软件组成

2.2功能

1、99A式坦克综合模拟训练系统

99A式坦克综合模拟训练系统采用分布式总体结构,由驾驶模拟舱、炮长模拟舱、车长模拟舱组成,并加装六自由度运动平台,其中车长、炮长模拟舱采用吊篮式结构,安装在炮塔运动平台中;驾驶舱独立装载于1个运动平台。两个模拟舱均可实现独立与同步运动,通过与3D地图相结合,实现车辆颠簸、越障、后座力等模拟动态。具有跟实车基本一致的操作环境、部件配置和体感反馈,可实现多台综合模拟系统联网合训,可以保障部队能够同时组织一个连规模的坦克/突击车模拟训练,完成驾驶、射击、通信单兵专业训练操作,以及车内协同、分队战术等课目的训练与考核,并具有各种假想战术情况设置、训练过程中导调、智能目标添置、火力对抗及数据统计、分析等功能。

 

图3 99A坦克实装展示图

2、11式轮式装甲突击车综合模拟训练系统

11式轮式装甲突击车综合模拟训练系统采用分布式总体结构,由驾驶模拟舱、炮长模拟舱、车长模拟舱组成,并加装六自由度运动平台,其中车长、炮长模拟舱采用吊篮式结构,安装在炮塔运动平台中;驾驶舱独立装载于1个运动平台。两个模拟舱均可实现独立与同步运动,通过与3D地图相结合,实现车辆颠簸、越障、后座力等模拟动态。具有跟实车基本一致的操作环境、部件配置和体感反馈,可实现多台综合模拟系统联网合训,可以保障部队能够同时组织一个连规模的坦克/突击车模拟训练,完成驾驶、射击、通信单兵专业训练操作,以及车内协同、分队战术等课目的训练与考核,并具有各种假想战术情况设置、训练过程中导调、智能目标添置、火力对抗及数据统计、分析等功能。

 

图4 11轮式装甲突击车实装展示图


3.主要技术性能指标

3.1系统指标

(1)能同时容纳84名学员实施教学活动;

(2)系统启动时间5分钟;

(3)计算机生成的三维实时图形提供驾驶所需要的场景,以满足驾驶与指挥示范教学和练习训练要求。三维显示分辨率1920×1080,图形刷新频率60帧/秒,且人眼感觉不到卡顿。

(4)计算机具有图形生成、数据处理、声学仿真等功能。

(5)音响系统产生实时各种声音,含发动机、行动部分等噪声模拟,电起动、警报器、电动机油泵、排污阀等模拟音响,其音响效果及操作配合音效等与实车基本一致。

(6)安全性要求

设备有良好的电路接地装置,具有用电保护功能;

电源开关有明显的通断指示、操作简便、能及时切断电源;

设备装有电源保险丝、极性保护装置;

接插件、印制板和支架有防插错、防反插保护装置;

安全功能:有急停功能;平台断电自动保护;

电源电压波动超过±10%范围或突然断电,平台能够启动保护机制,恢复供电重新启动后保证可正常工作。

(7)电磁兼容性:保证设备内所用单元和器件的自兼容能力;

(8)电源计划要求:交流220V±10%,50Hz±5%;

(9)连续工作时间:48小时;

(10)工作温度:-20℃~+55℃;低温:产品在-20℃环境试验下能够正常工作,产品在+55℃环境试验下能够正常工作;低温贮存:产品在-45℃条件下储存12h后,恢复常温开机能够正常工作;高温贮存:产品在+55℃条件下储存12h后,恢复常温开机能够正常工作。

(11)所有设备均设置可移动装置,确保室内搬运对系统运行无实质影响;

(12)通用性能维修性:保障性指标达到MTBF(平均维修间隔)3个月、MTTR(平均修复时间)3小时;平均故障间隔时间:200小时。

(13)建设的硬件需优先采购国产品牌;

(14)操作系统要求:兼容win7、xp。

(15)外观颜色:产品外部为军用三基色。

(16)外观质量:产品表面光洁,无色斑、针孔,喷漆无流挂现象,不允许出现凹陷、擦伤、掉漆等损坏情况;金属件无机械损伤和锈蚀、裂痕以及其它伤痕。

3.2功能指标

3.2.1驾驶训练舱

 

(1)驾驶模拟舱根据99A坦克/11式轮式装甲突击车实际驾驶室操作环境和操作空间布置,提供驾驶员驾驶技能训练操作环境,具有跟实车基本一致的模拟操作部件。模拟部件外形尺寸、空间位置、使用方法、行程力感与实装部件一致,各种开关按钮设置及触感与实装一致。驾驶员训练舱可与车长训练舱/炮长训练舱组合成单车训练设备。

(2)驾驶模拟舱内置主潜望镜、副潜望镜、驾驶员任务终端(能够模拟实装终端显示与操作,驾驶任务终端可模拟显示温度、油量、油压、车速、发动机转速、档位等状态,能够模拟行驶里程)、驾驶仪表板、驾驶窗盖及升降机构、转向操纵装置、制动操纵装置、油门操纵装置、自动换挡器(变速操纵装置)、驻车开关、车通2#盒。

(3)驾驶模拟舱能够通过驾驶操纵设备对装备动力行驶进行仿真,模拟车辆的加速性、制动性、越壕宽、过垂直墙高度、最大爬坡、转向幅度、车速控制等内容与实车一致。能够实现驾驶规范性操作技能模拟训练,与驾驶软件配合实现发动、起车、换挡、变速、转向、制动、停车、熄火等操作动作过程模拟;能够进行升、降座模拟驾驶训练;能够实现昼夜条件下、多种路况和场地的驾驶训练;能够实现驾驶专业、单车或多车协同训练,并对训练结果进行评判及记录;能够通过车内通话器实现同车内训练人员间语音通话;训练课目符合最新发布的训练大纲和教范的要求。

(4)驾驶员环绕视景显示无缝拼接,显示视觉效果与车辆速度匹配,且与实景相一致。

(5)可实现驾驶规范性操作技能模拟训练,与驾驶软件配合实现发动、起车、换挡、变速、转向、制动、停车、熄火等操作动作过程模拟;能够进行升、降座模拟驾驶训练;能够实现昼夜条件下、多种路况和场地的驾驶训练;能够实现驾驶专业、单车或多车协同训练,并对训练结果进行评判及记录;能够通过车内通话器实现同车内训练人员语音通话;训练课目符合最新发布的训练大纲和教范的要求

3.2.2炮长训练舱

 

(1)炮长模拟舱根据99A坦克/11式轮式装甲突击车实际炮长室操作环境和操作空间布置,提供炮长射击技能训练操作环境,具有跟实车一致的模拟操作部件。模拟部件外形尺寸、空间位置、使用方法、行程力感与实装部件一致,各种开关按钮设置及触感与实装一致。

(2)可通过模拟火炮射击程序,实现稳像、装表、人工装表工况下弹种选择、装弹、测距、跟踪、瞄准、击发等操作动作过程模拟;能够模拟炮射导弹操作,实现与实际相一致的导弹击发、制导、复位等操作动作过程模拟;能够实现昼夜条件下白光、热像等多种观察方式下多种工况的火炮、并列机枪、高射机枪、炮射导弹等武器的射击专业训练,并对训练结果进行评判;训练课目符合最新发布的训练大纲和教范的要求。

(3)11式轮式装甲突击车综合模拟训练系统能够利用虚拟现实技术模拟二炮手战场观察,可通过调整不同视角进行场景观察,完成大纲和教范规定的高射机枪射击模拟训练。

3.2.3车长训练舱

 

(1)车长模拟舱根据99A坦克/11式轮式装甲突击车实际车长室操作环境和操作空间布置,提供车长射击通信指挥训练操作环境,具有跟实车一致的模拟操作部件。模拟部件外形尺寸、空间位置、使用方法、行程力感与实装部件一致,各种开关按钮设置及触感与实装一致。

(2)车长训练舱内置车长任务终端,能够模拟实装终端显示与操作,能够拟制文电,录入战果战损、车辆工况,能够进行距离和面积测试,能够拟制导航路线,给驾驶任务终端下发路线和指令,能够模拟导航和航迹管理。

(3)车长训练舱包含车长周视瞄准镜、车长任务计算机(车长任务终端)、车长战斗显控终端、光电对抗主控器(光电对抗中央决策处理器)、车长操纵台、电台(171A)、车通1#盒。

(4)内置半实物模拟电台和车通,可实现车际组网、车内乘员间通信指挥的操作技能模拟训练,模拟任务终端具备通信环境干扰模拟功能,具有与实车任务终端相同的操作界面及方式,具备车辆状态同步、线路下达、偏航报警、模拟训练地图导入、支持多车战术训练的功能。

可模拟车长操作,实现监炮/独立观察、指示目标、超越射击等操作动作过程模拟;训练课目符合最新发布的训练大纲和教范的要求。

3.2.4运动平台

 

99A坦克/11轮式装甲突击车综合模拟训练系统采用电动六自由运动平台,向乘员提供六自由度的运动信号,使乘员的体感与真实驾驶相一致,能够真实模拟车辆颠簸、摇摆、震动、加速、减速、射击后座等姿态。

●运动平台响应时间20ms

●平台控制周期10ms

●模拟底盘绕X、Y、Z轴最大线位移量±220mm

●模拟底盘绕X、Y、Z轴最大角位移量±18°,(炮塔模拟舱运动平台绕Z轴旋转最大角位移量无限制)

●X、Y、Z轴向最大加速度0.6g

●模拟炮塔绕Z轴旋转最大角速度120°/s

3.2.5训练控制台

 

(1)训练控制台由机柜、显示器、模拟电台等设备构成。控制台各显示器分辨率为3840*2160(4K)。显示器能同时显示驾驶视景、炮长瞄准镜视景、车长瞄准镜视景、二维地图、三维场景、硬件监控界面,总体尺寸50寸。

训练控制台结构采用琴台式台体外形结构设计,设计外形尺寸为尺寸为(长×宽×高)2387mm*720mm*1080mm,外部蒙皮,总重250Kg。底部安装有脚轮,便于小范围的移动。显示区域安装显示器,操作台防止键盘鼠标、对讲开关、麦克风及音箱,设备安装室安装有计算机、网络交换机、断路器、运动平台控制开关等设备。

(2)训练控制系统采用Windows7操作系统,缓存32GB,独立显卡,显存8GB,SSD硬盘500GB,机械硬盘容量4TB。

(3)导控系统可以同时显示二维电子地图及对应的三维场景,提供场景和地图漫游、三维实体和二维军标点选及制定观察、视角控制等操作,可导调放置智能目标(99A坦克、11轮式装甲突击车、96A坦克、08步兵战车、04步兵战车、运输车、布雷车、指挥车等)、工事(碉堡、阵地、城墙)、障碍(石头、弹坑、木头、涉水场)、三角锥、铁丝网等要素(种类35种),具备防空袭、炮火压制、标示染毒区等导调控制效果12种,且放置方便,角度、方位调节灵活。

(4)能够使用模拟电台随时对受训者进行语音指导,能够使用控制计算机随时对受训者进行文字指导。

控制台选择乘员发送文字消息,文字消息可实时编辑,发送后文字信息能够立即在乘员训练视景中显示,显示内容能够自动消失或者由控制台控制消失。组训人员能够与受训人员进行语言通话,通话方式包括单道和多道。。

(5)训练控制台能存储并回放训练过程,训练结束后,可形成二维、三维战场态势回放,并能对战术训练数据进行科学统计、分析。回放过程可以暂停、快进。能够存储1000次训练过程,支持单次训练过程记录及回放时间40分钟。

(6)教员可以通过态势监控模块,实现训练进程中的态势实时监视,系统能即时监测整车训练模拟器接入情况,能够实现对所连接的训练模拟器进行训练管理,能够进行单车或多车训练课目设置、训练过程监视及控制,可以对训练结果进行数据评估。主要包括各车位置、伤亡状态、任务完成情况等。

(7)系统具备装备动力行驶仿真、弹道解算及分布概率计算,以及对不同弹种、距离、部位及角度毁伤计算能力。

3.2.6乘员训练模拟系统


(1)99A坦克/11轮式装甲突击车综合模拟训练系统中的各乘员观察视景观察与实际装备训练中一致,显示内容同步,视景显示刷新率60帧/秒,驾驶、射击和通信人员操作和系统场景显示响应时间0.3s,各主要观察视景的显示分辨率均1920×1080。

(2)系统具备多级毁伤的目标模型数量为50种;可满足车辆跃进、短停、隐蔽以及各类目标出现、运动、交火等功能,目标模型的外观、机动性能、火力性能符合实车性能。

目标模型分为靶形目标和实体目标模型,靶形目标包括:正面坦克、正面装甲车、正面步兵车、坦克发射点、地堡、无座力炮、机枪靶、火箭筒等模型、导弹车;实体目标包括:99A坦克、11轮式装甲突击车、步战车、输送车、地堡、步兵群、火箭筒等模型、自行火炮、牵引火炮。

(3)训练场地地形提供四种,本系统涉及四种地形(荒漠、山地、城镇、草原),场地中应包括平原土地、山区、沙漠、森林、农田、河流和乡村路等典型地段,并且系统支持导入地形文件,并能在排分队战术训练时使用。训练场地地形8km×8km,环形驾驶跑道5km,射击跑道距离5km。训练地形上应包括适当的道路及标识、植被、房屋、桥梁、胡泊、河流等景物模型。

(4)射击专业可以选择15种目标方案,方案能体现包括显示顺序、显示时间、目标距离、目标大小变化(根据实际距离目标大小)等内容。驾驶专业训练场根据大纲和教范要求设置起伏路、弹坑、车辙桥、涉水路等障碍,以及标示牌、标志杆等训练标识(15种),分布与尺寸与大纲和教范要求一致,并能够模拟晴、雨、雪、雾等气候条件和天气状态动态变换,以及昼夜训练场景。

(5)系统支持外部训练场地模型及地图导入功能,训练时可根据课目设定载入不同的训练场地。视景软件、训练导控软件与任务终端一致。

(6)系统能够模拟驾驶过程中发动机、喇叭等声响。能够模拟射击过程中的火炮装弹、火炮击发、机枪击发、烟幕弹击发、爆炸等声响。能够实现训练过程中各种声响、震动的模拟。同时能够模拟自然环境声音,包括下雨声、风声和鸟叫声等。

3.2.7其他辅助器材

(1)UPS辅助电源:为综合训练导控系统提供30min UPS供电。

(2)其他支撑配件:支持装甲车辆综合模拟训练系统训练功能展开的其他配套软硬件。

(3)技术资料:包括说明书、合格证等。

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