引信系列多媒體教學訓練系統(tǒng)開發(fā)與應用

王衛(wèi)民　崔亮　范志鋒

摘要：針對彈藥引信裝備安全要求高、結(jié)構(gòu)復雜、原理抽象、動作過程瞬態(tài)等特點，為解決彈藥引信教學中高危操作不可及，作用過程不可逆，實裝教學風險大等問題，運用虛擬現(xiàn)實、多媒體等現(xiàn)代信息化技術，開發(fā)了引信系列多媒體教學訓練系統(tǒng)，實現(xiàn)了復雜結(jié)構(gòu)可視化，抽象原理形象化，瞬態(tài)不可逆作用過程復現(xiàn)，燃燒爆炸風險消除，創(chuàng)新了彈藥引信教學手段，有力促進了裝備信息化教學改革。

關鍵詞：引信；多媒體；教學訓練；信息化

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）39-0244-02

引信是彈藥的起爆控制系統(tǒng)，被喻為“彈藥的大腦”、“彈藥之魂”，在武器系統(tǒng)中占有非常重要的地位和作用。引信一方面要在恰當?shù)臅r間，恰當?shù)牡攸c，以及可靠的情況下完全起爆彈藥，另一方面要確保彈藥勤務處理和射擊使用的安全，是確保彈藥“安全”、“可靠”的關鍵，處于武器系統(tǒng)終端毀傷“生與死”對抗的第一線。由于引信在武器系統(tǒng)中地位重要，作用特殊，安全性要求高，以及本身結(jié)構(gòu)原理、操作使用、技術保障的復雜性，引信教學、訓練、使用等問題在部隊一直備受關注。針對彈藥引信裝備自身的易燃、易爆，安全要求高，結(jié)構(gòu)復雜，原理抽象，尺寸配合精度高，動作過程瞬態(tài)，運動過程相互關聯(lián)等特點，為解決彈藥引信教學中高危操作不可及，作用過程不可逆，實裝教學風險大等問題，運用虛擬現(xiàn)實、多媒體等現(xiàn)代信息化技術，開發(fā)了該引信系列多媒體教學訓練系統(tǒng)，實現(xiàn)了復雜結(jié)構(gòu)可視化，抽象原理形象化，瞬態(tài)不可逆作用過程復現(xiàn)，燃燒爆炸風險消除，創(chuàng)新了彈藥引信裝備教學手段，有力促進了裝備信息化教學改革。該系統(tǒng)手段豐富，技術先進，實用性強，應用面廣，在院校和部隊的教學實踐中取得了顯著成效。

一、系統(tǒng)開發(fā)

（一）設計與開發(fā)思路

立足部隊彈藥崗位實際需求，著眼培養(yǎng)“精技術、會管理、能指揮”的高素質(zhì)新型彈藥人才，秉持“打牢知識基礎、強化實踐能力、培育創(chuàng)新精神”的育人宗旨，以“功能完善、水平先進、特色鮮明、應用面廣”為目標，按照“精通一型，旁通一類，兼顧系統(tǒng)”思路，分析論證引信系列多媒體教學訓練系統(tǒng)總體技術方案，詳細設計系統(tǒng)內(nèi)容與功能，在消化吸收調(diào)研搜集整理引信設計圖紙等技術資料的基礎上，利用建模軟件完成引信零部件三維實體建模，打好三維實體建模基礎，做好各階段實施質(zhì)量與檢查評估，注重實際應用效果，抓本質(zhì)，抓規(guī)律，抓特點，創(chuàng)新教學方法手段，為探索裝備構(gòu)造原理課程教學改革做出有益嘗試。

（二）開發(fā)過程

1.調(diào)研論證。結(jié)合彈藥專業(yè)課程教學和部隊彈藥崗位實際需求，到兵器工業(yè)部門、部隊、軍隊院校等單位調(diào)研，確保獲得設計生產(chǎn)圖紙、技術說明書、研制工作總結(jié)、管理使用等第一手資料，選定火箭炮、榴彈炮、加農(nóng)炮、加榴炮、坦克炮、高炮等彈藥配用的典型引信，確定引信多媒體教學訓練系統(tǒng)內(nèi)容與功能，成立引信多媒體教學訓練系統(tǒng)編制組和評審組。

2.三維建模。利用Solidworks建模軟件對引信的零部件進行三維實體建模，組裝成裝配體，組織專家對引信零部件、裝配體三維實體模型進行檢查評審，根據(jù)提出的改進意見和建議，及時對引信三維模型進行修改和完善。

3.系統(tǒng)開發(fā)與完善。編制組根據(jù)修改完善的引信系列多媒體教學訓練系統(tǒng)腳本，利用多種多媒體開發(fā)軟件，制作完成引信結(jié)構(gòu)原理動畫，作用過程動畫，拆裝分解動畫，相關配音處理，多媒體教材合成，虛擬現(xiàn)實合成等工作，完成引信系列多媒體教學訓練系統(tǒng)初稿，經(jīng)過試用，專家評審和修改完善后形成終稿。

（三）系統(tǒng)組成

引信系列多媒體教學訓練系統(tǒng)由多媒體教學課件和虛擬現(xiàn)實訓練系統(tǒng)兩大部分組成。多媒體教學課件包括：引信配用彈種、主要諸元與配套火工品、構(gòu)造、作用過程、使用說明與注意事項、設計思想總結(jié)、思考題、附件等模塊。虛擬現(xiàn)實訓練系統(tǒng)包括：引信構(gòu)造教學、系統(tǒng)運行設置、動作視圖、分解視圖、虛擬現(xiàn)實操作訓練等模塊。

（四）系統(tǒng)功能

1.教學及演示功能。該系統(tǒng)針對彈藥引信裝備自身的易燃、易爆，安全要求高，結(jié)構(gòu)復雜，原理抽象，尺寸配合精度高，動作過程瞬態(tài)，運動過程相互關聯(lián)等特點，通過文字、圖片、視頻、動畫等多種技術，對系列引信的配用，結(jié)構(gòu)組成，工作原理，作用過程，射擊使用，分解檢測等內(nèi)容進行教學和演示，能夠三維、立體、實時、動態(tài)地演示復雜引信結(jié)構(gòu)原理，瞬態(tài)作用過程，苛刻作用環(huán)境條件等，解決了彈藥引信教學中高危操作不可及，作用過程不可逆，實裝教學風險大等問題，從而大大提高了引信知識的學習效果。

2.虛擬現(xiàn)實訓練功能。該系統(tǒng)針對部隊彈藥崗位對引信教學訓練的實際需求，采用Solidworks、3Dmax、Maya、Virtools等軟件開發(fā)了虛擬現(xiàn)實訓練系統(tǒng)，增強了互動性，通過逼真的實際操作，將引信拆裝的過程進行演示，并且可以通過透視圖，隱藏視圖和爆炸視圖增強學習效果，加深了學員對引信結(jié)構(gòu)、裝配關系、工作原理、作用過程的認知和理解，為掌握分解檢查，分解后引信機構(gòu)的性能實驗，銷毀處理等操作奠定訓練基礎，探索了彈藥引信裝備教學的新路子，在教學實踐中取得了顯著成效。

3.考核評估功能。考核評估模塊主要包括試題考核和虛擬拆裝練習考核兩部分，學員可利用其進行學習效果的自我測試考核，隨時掌握自己的學習情況，同時也可加深學員對學習內(nèi)容的記憶，查找自身薄弱環(huán)節(jié)，鞏固訓練效果，提高教學訓練水平。

二、實踐應用

（一）學院教學實踐應用

由于引信在彈藥和武器系統(tǒng)中的重要地位和作用，該成果在學院的教學實踐中得到了廣泛應用。該成果應用于學院直通車、國防生、研究生、輪訓、短訓、外訓等有關專業(yè)和課程的教學中，包括《彈藥學》、《彈藥系統(tǒng)分析與設計》、《彈藥構(gòu)造與作用》、《彈藥技術與安全管理》等課程。該成果能夠三維、立體、實時、動態(tài)地演示復雜引信結(jié)構(gòu)原理，瞬態(tài)作用過程、虛擬分解結(jié)合、苛刻作用環(huán)境條件等，提高了學員學習興趣和效果，增強了互動性，對培養(yǎng)學員掌握知識能力，應用動手能力，獨立思考能力，綜合設計能力，創(chuàng)新思維能力具有重要作用，在教學實踐中取得了顯著成效，提高了教學質(zhì)量和水平。

（二）軍隊院校彈藥專業(yè)教學應用

該系統(tǒng)應用于相關軍隊院校彈藥專業(yè)教學實踐中，主要應用對象為彈藥檢測、修理、處廢、倉儲專業(yè)的學員，成果應用效果如下：一是該系統(tǒng)創(chuàng)新了引信課程的教學方法和手段，解決了引信實裝無法直接用于教學，實物模型尺寸小，結(jié)構(gòu)原理難理解，作用過程不直觀的難題；二是該系統(tǒng)可應用于彈藥儲存、使用、質(zhì)量檢測、修理、處廢等全壽命過程多個階段的教學環(huán)節(jié)，能直接指導引信的射擊使用裝定，分解檢測，分解處理等操作；三是該系統(tǒng)通過直觀操作訓練，為士官、士兵學員引信培訓提供了一種新的方式，極大地提高了學員學習興趣；四是該系統(tǒng)所選擇的典型引信非常具有代表性，具有以點帶面，舉一反三的效果。

（三）彈藥技術保障機構(gòu)應用

該系統(tǒng)在南京軍區(qū)某部進行了應用，有效解決了軍區(qū)級彈藥技術保障機構(gòu)引信分解訓練的難題，具體應用效果如下：一是擺脫了以往直接采用真引信“邊摸索、邊分解”的高危操作，極大地提高了引信檢查、性能試驗、銷毀處理的安全性；二是該系統(tǒng)可用于培訓部隊彈藥的射擊使用，直觀、全面、準確地展現(xiàn)了引信的作用過程、使用方法及注意事項，可用于指導引信的射擊前準備，陣地使用操作等技術保障工作；三是該系統(tǒng)為軍區(qū)級彈藥技術保障機構(gòu)業(yè)務培訓提供了有效條件，對培養(yǎng)高素質(zhì)彈藥技術保障人才隊伍具有重要作用。

三、主要創(chuàng)新點

（一）破解了彈藥引信裝備教學難題

針對彈藥引信裝備自身的易燃、易爆，安全要求高，結(jié)構(gòu)復雜，原理抽象，尺寸配合精度高，連接形式多樣，動作過程瞬態(tài)，運動過程相互關聯(lián)等特點，運用虛擬現(xiàn)實與多媒體等信息化技術，開發(fā)的引信系列多媒體教學訓練系統(tǒng)，實現(xiàn)了復雜結(jié)構(gòu)可視化，抽象原理形象化，瞬態(tài)不可逆作用過程復現(xiàn)，燃燒爆炸風險消除，加深了學員對引信結(jié)構(gòu)、裝配關系、工作原理、作用過程的認知和理解，探索了彈藥引信裝備教學的新路子，在教學實踐中取得了顯著成效。

（二）創(chuàng)新了彈藥引信裝備信息化教學手段

著眼軍事人才培養(yǎng)質(zhì)量效益，創(chuàng)新信息化教學手段，開發(fā)的引信系列多媒體教學訓練系統(tǒng)，能夠三維、立體、實時、動態(tài)地演示復雜引信結(jié)構(gòu)原理，瞬態(tài)作用過程，虛擬分解結(jié)合，苛刻作用環(huán)境條件等，通過研究式、討論式、案例式等教學方法，開展以三維結(jié)構(gòu)展示，原理作用過程演示，虛擬分解結(jié)合，檢測與處理訓練等為主要內(nèi)容的實踐教學，提高了教學質(zhì)量和水平，有力促進了信息化教學改革。

（三）探索了彈藥保障人才培養(yǎng)的新模式

著眼培養(yǎng)能打仗打勝仗高素質(zhì)新型軍事人才需要，緊貼彈藥崗位任職能力需求，開發(fā)的引信系列多媒體教學訓練系統(tǒng)，有利于培養(yǎng)學員掌握知識能力，應用動手能力，獨立思考能力，綜合設計能力，創(chuàng)新思維能力。該系統(tǒng)可作為“彈藥保障與安全性評估國家級實驗教學示范中心”網(wǎng)絡共享教學資源，部隊相關人員可通過全軍軍事訓練信息網(wǎng)進行學習。亦可分發(fā)到相關院校、部隊、彈藥技術保障機構(gòu)等單位，相關人員可自學使用。

參考文獻：

[1]張合.引信與武器系統(tǒng)交聯(lián)理論與技術[M].北京：國防工業(yè)出版社，2010.

[2]張合，李豪杰.引信機構(gòu)學[M].北京：國防工業(yè)出版社，2007.