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某军校战斗教学模拟系统建设案例

2024-03-27 09:45:45 点击数:

我公司与航天8357所联合研制 · 加固计算机在院校模拟教学训练中的应用 

一、项目概述 

针对某军校战斗教学训练中“装备原理认知、操作流程实训、指挥决策演练”的迫切需求,我公司联合航天八三五七研究所(航天8357所)承研承制了战斗教学模拟系统。系统以加固计算机为核心,构建主从分布式仿真平台,通过模拟量、数字量信号与1553B总线接口(带光电隔离)完成武器装备全流程仿真、信号模拟与闭环测试验证,为院校学员提供贴近实战、安全可控、可反复操作的模拟教学环境。

系统采用双机柜一体化加固设计,可完整复现导弹供电、助推器激活、导弹起飞等全时序工况,支持反舰、向空、对陆等多任务场景仿真。系统已研制完成并投入院校教学训练使用,是我公司在军工加固计算与装备模拟仿真领域综合研制能力的集中体现。

二、研制背景与需求分析 

(一)教学训练的现实需求

院校战斗教学训练需在安全、可控、可重复的前提下,让学员直观理解装备工作原理、掌握操作流程、训练指挥决策。直接使用实装开展训练存在安全风险高、耗材成本大、场地条件受限等问题,亟需以高保真的模拟教学系统替代部分实装实训。

(二)系统建设的核心需求

1.全流程仿真:复现装备从供电、助推到起飞的全时序工作过程;

2.贴近实战:模拟反舰、向空、对陆等多任务场景,支持多通道并行;

3.安全隔离:对外接口光电隔离,抵御干扰与浪涌,保护教学设备与人员;

4.高可靠加固:适应教学机房、外场演示等不同环境的持续稳定运行。

三、系统总体组成

系统采用双机柜一体化加固架构,集计算、显示、控制、信号接口于一体,各组成单元分工明确、协同工作。系统主要组成单元如下(见表1)。

功能项

功能描述

全流程工况仿真

仿真复现装备供电、助推、起飞等完整时序流程

多任务/多模式切换

支持反舰、向空、对陆等任务场景与多档模式选择

多通道并行模拟

支持多通道导弹模拟通道并行运行

信号模拟与采集

模拟量、数字量信号产生与采集,1553B总线数据交互

状态监视与显示

电压表、状态指示灯、显示器实时呈现系统与流程状态

闭环测试验证

完成装备全流程仿真与地面模拟闭环检测

表1  系统主要组成单元

 

图1  系统整机(双机柜一体化加固结构)

四、核心技术特点

(一)多工况全流程仿真

可复现导弹从向弹供电、助推器战斗、助推器激活到导弹起飞的全时序工况,支持反舰、向空、对陆等任务场景与多通道导弹模拟通道并行工作,实现装备全流程闭环仿真。

(二)主从分布式架构

主计算机负责总调度,从计算机分担仿真运算负载,满足大型复杂仿真模型的实时运算需求,保证多通道并行下系统的实时性与稳定性。

(三)电气隔离防护

模拟量、数字量与1553B总线信号均做光电隔离,有效规避外部被测设备的干扰与浪涌,保护内部仿真主机,提升系统安全性与可靠性。

(四)一体化加固设计

采用军工加固整机机柜,将计算、显示、开关操作、信号接口等模块集成一体,适应试验室、教学机房与外场演示等多种使用环境。

五、主要功能

系统面向战斗教学与装备仿真测试提供以下功能(见表2)。

功能项

功能描述

全流程工况仿真

仿真复现装备供电、助推、起飞等完整时序流程

多任务/多模式切换

支持反舰、向空、对陆等任务场景与多档模式选择

多通道并行模拟

支持多通道导弹模拟通道并行运行

信号模拟与采集

模拟量、数字量信号产生与采集,1553B总线数据交互

状态监视与显示

电压表、状态指示灯、显示器实时呈现系统与流程状态

闭环测试验证

完成装备全流程仿真与地面模拟闭环检测

表2  系统主要功能

 

图2  操作控制面板(导弹模式选择、发控/模拟器控制与状态监视)

六、教学应用价值

图3  战士操作战斗教学模拟系统总控台

图4  战士在显控台开展战术模拟训练

图5  多人协同完成战斗教学演练

七、项目成果与拓展应用

本系统已完成研制并交付院校投入教学使用,形成可复用的战斗教学模拟平台,验证了我公司在军工加固计算与模拟仿真领域的整体研制能力。其技术架构与设计经验可进一步拓展应用于装备原理教学、操作流程实训、指挥决策演练、科研仿真测试等场景。

八、研制单位说明

本系统由我公司与航天8357所联合研制。我公司发挥在加固计算机、军工整机集成与国产化适配方面的工程研制经验,承担系统整机研制与生产交付;航天8357所发挥其在航天测控、信号处理与系统仿真领域的专业优势,共同完成总体方案设计与关键技术攻关,实现优势互补、协同研制。