充分利用专修室 搞好火控装备原理教学

摘 要：充分发挥新型装备火控系统专修室的作用，在火控系统装备教学过程中指导学员通过示教器材和装备部组件等专修室资源，形象生动地学习装备原理、故障排除及维修方法。解决了以往教学中存在的装备少、结构复杂、易损毁、维修成本高、与部队更新不同步等教学难题，提高了火控装备保障人才的培训质量，收到了良好的教学效果。

关键词：专修室；火控系统；示教装置；教学

Make the best of specialized classroom to do well teach for the fir control equipment

Li Shengjun， Cheng Yuanzeng， Li Ming， Fu Qiang

Ordnance Engineering College， Shijiazhuang， 050003， China

Abstract： This paper describes the give full play to the role of the fire control system specialized classroom of the new equipment， in the fire control system equipment teaching process to guide students through the teaching devices and equipment assembly， specialized resources， vivid learning equipment principle， troubleshooting and repair method. Solved the teaching difficult problem of less equipment， complicated structure， easy to damage， maintenance cost is high， and the update does not synchronous with troops that existing in the teaching， improved training quality of fire control equipment assurance talents， has received the good teaching effect.

Key words： specialized classroom； fire control system； teaching devices； teaching

火控系统是现代新型武器装备的重要组成部分，尤其在防空武器中占有核心地位，是武器系统的控制中枢。能否保证火控装备完好的战斗力，要靠军队院校培养优秀的技术人员进行保障，而在教学过程中我们遇到了很多困难，针对装备的教学特点，我们另辟蹊径，通过专修室的建设与应用，指导学员在课上通过示教器材和装备部组件形象生动地学习火控及装备原理、故障排除及维修方法，破解了以往教学中存在的装备少、结构复杂、易损毁、维修成本高等教学难题，提高了火控装备保障人才的培训质量，收到良好的教学效果。

1 以往实装教学中遇到的难题

1.1专业多、装备少，产生教学冲突

多年来，火控专业主要是依托某自行高炮武器系统的炮车进行授课。该自行高炮武器系统属于大型复杂的武器装备，包括火力、火控、电气、底盘、雷达等几大系统，涵盖了机、光、电、气、计算机等多个专业的教学内容。然而，学院只有一台装备，经常出现多个系室、多个专业要同时使用装备的现象，导致各个专业的教学相互冲突，严重影响了教学活动的正常开展。

1.2 装备老、故障多，影响教学效果

学院的炮车为试验样炮，十几年前接装进驻学院时，性能状态基本能够满足教学需要。但十几年来，由于该装备担负了多个单位、多个专业的教学任务，拆装频繁，导致装备老化、故障频出。虽然学院及相关专业教研室多次对装备进行了修复，授课教员在教学过程中也带领学员排除了很多故障，但由于装备备件非常昂贵以及装备老化十分严重等原因，还是有很多故障不能及时排除，以至于装备目前已基本处于瘫痪状态，在很大程度上影响了教学效果。

1.3 试验炮，未改装，导致教学脱节

由于该装备进驻我院时仅为科研试验样炮，而根据部队实际使用情况来看，装备在后续生产阶段，不论是结构还是内部电路，都有很大程度的改进。尤其是目前部队装备已改型为弹炮结合武器系统，炮塔内手轮的位置，快速寻北装置、激光测距机、跟踪镜电子箱、基准控制箱、火控计算机、火控面板等器件的内部电路都有改变，而学院的装备未改装，这就导致教学装备与部队使用装备脱节。因而在教学中出现了“如果按样炮讲授，则与部队实装不一致；按改型后的新装备结构讲授，学员又见不到实装，理解困难”的两难局面。

新型装备火控系统专修室的建成，如雪中送炭般，很好地解决了上述教学过程中存在的诸多问题。

2 装备及教学特点分析

2.1 装备单体多，工作复杂

自行高炮武器系统是具有独立作战能力的昼夜型好天候轻型装甲自行防空武器系统，主要由单炮搜索雷达、光电火控系统、导弹挂架模块、自动高炮和轻型装甲底盘等组成。自行高炮火控系统是自行高炮武器的火力控制中心，主要用来接收单炮搜索雷达对空中目标的方位导引，由跟踪系统以半自动方式截获并自动（电视或红外热成像）跟踪目标，激光测距，测定目标现在点的精确坐标，解算系统以等速直线运动假定求取火炮的射击诸元，随动系统驱动火炮指向目标提前点，实施对空中目标射击。这一复杂严密的工作过程是由构成火控系统的光电探测系统、稳定跟踪系统、火控计算机系统、随动系统、车体信息处理系统、全炮控制电气系统等若干分系统完成的，而每一分系统又包括几个单体，每个单体内部又有多个电路模块。模块与模块之间、单体与单体之间、分系统与分系统之间信息相互交换，错综复杂，但时序严格。

2.2 教学空间小，不便开展

在教学过程中，不但要让学员搞清楚装备的内部结构，更关键的是要掌握装备的工作原理及信号的传输关系。诸多的装备单体分布在装备底盘和炮塔的各个位置，且装备内部空间有限，单体的结构也十分紧凑，很不便于教员在装备上同时面向几十名学员开展教学，同时装备内部信号的走向、工作过程也不能直观地向学员展示。因此，我们借助专修室的示教装置及实装部组件进行形象直观的教学，解决了这一矛盾。

3 专修室装备设备资源介绍

为了搞好火控装备原理教学，针对以前在装备教学中遇到的问题，我们建成了新型装备火控系统专修室，并于两年前投入使用。开发有自行高炮火控系统工作原理、电气控制系统、火控系统信号分析、跟踪模拟、通信系统和伺服控制系统等示教装置，以及原理、构造教材、图册、挂图和基于装备部组件开发的火控模拟平台。专修室结构图如图1所示。这些示教器材（系统）和实装部组件建立了开放式实装武器火控系统及其工作环境，可开展自行高炮火控系统、直属单体分系统、电路板（模块）的组成、连接关系和结构、单体故障设置与排除等方面的教学，使学员熟悉和掌握装备原理、基本操作、性能检测、调整及维修方法。为装备专业教学提供了良好的平台。

图1 专修室结构图

3.1 教材、图册、挂图和多媒体课件

专修室针对改型后的新装备重新编写了原理和构造教材、相应的电路图册，内容比以前教材更丰富，层次更明晰，并根据以往上课过程中的实际需要研制了方便切换的大幅面灯箱挂图以及方便野外训练、维修使用的防水防褶皱挂图，制作了能形象演示火控系统工作过程原理、内部构造及电路原理的多媒体课件。

3.2 示教装置

3.2.1 火控系统原理仿真系统

该装置可进行七类实验，分别是：航迹特性分析实验、基本卡尔曼滤波器实验、解耦卡尔曼滤波器实验、非解耦卡尔曼滤波器实验、典型航路射击诸元解算实验、标准条件射击诸元解算实验和非标准条件射击诸元解算实验。

3.2.2 原理性示教装置

该装置采用计算机仿真模拟的方式再现自行高炮的战斗过程，用于演示自行高炮火控系统战斗过程中的工作原理。主要包括目标引入（搜索、引导、捕获和跟踪）、目标坐标转换（球面坐标到直角坐标的转换、车体坐标到大地坐标的转换）、目标运动参数求取、提前点坐标的求取、射击诸元的计算和输出。

3.2.3 各分系统示教装置

（1）自行高炮伺服控制系统示教装置。该装置由随动系统工作流程示教板、随动系统基本工作原理演示、随动系统所属单体构造及原理演示和随动控制箱构造及原理演示等部分组成。可以直观展示随动系统内部构造，形象化展示工作原理及流程。

（2）自行高炮跟踪示教系统。跟踪系统是火力控制系统的前端输入单元，承担着对目标进行搜索和捕获，并实施半自动或自动跟踪目标，实时采集目标位置信息的任务。具有能够设置不同的训练难度和分级评估标准，能够对训练过程的快速性、精确性和平稳性指标进行评估、综合评价和指导训练等特点。通过跟踪训练达到熟悉目标运动规律、熟练地根据跟踪曲线分析跟踪过程存在的问题，并科学地指导训练等目的。

（3）自行高炮电气控制系统示教系统。该装置将车长控制台、驾驶员操作舱、炮手操作台所属的炮车底盘内与炮塔吊篮上5个不同部位的车长控制箱、驾驶员指示灯盒、车体配电箱、转速表、炮车总电源开关、火力控制箱、炮塔配电箱以及舱门连锁开关等集成在示教装置的前面板上，能使学员加深对全炮控制电气系统的组成及控制关系的理解。主要特点是将全炮电气控制系统主要操作面板在示教装置上全仿真实现；将车长、炮手、驾驶员对全炮电气控制系统的操作面板集中在一起，便于熟悉各乘员之间的协同操作。具有实现对全炮电气控制系统的模拟操作使用、加深理解供电系统的控制及供配电关系、熟悉全炮电气控制系统主要单体的构造、熟悉炮车乘员相互之间的操作配合关系4个方面的主要功能。

（4）通信系统示教装置。该装置主要由主控计算机、实装操作面板、信号测试区、控制电路板、显示器等部分构成。主要特点是组成全面、构造细致，交互操作、按功能分块、原理介绍条理清晰，信号流程与特征直观，抽象原理形象化。该装置能展示通信系统组成与构造、通信系统工作原理以及进行信号流程与特征分析。

（5）自行高炮火控系统信号分析示教装置。该装置由操作工作台、控制面板、主机、信号采集分系统、信号模拟分系统、软件系统及附件组成。主要用于演示火控系统各单体之间信号的传递关系，以及各个信号的特点、特征，辅助学员深入了解自行高炮火控系统的原理，加深对原理构造知识的理解。同时，提供一个通用信号采集测试平台，用于学员实际采集、观察自行高炮火控系统中的信号特征，并与标准信号进行对比，理论联系实际。主要功能有：自行高炮火控系统结构、信号连接关系展示；模拟显示自行高炮火控系统各单体间主要节点的信号，给出标准信号的电气特性；通过转接电缆，实际采集装备各单体间的连接信号，并与标准信号进行比较，对自行高炮火控系统信号进行对比分析。主要特点是：运用多种手段，系统展示火控系统信号连接关系；信号虚拟显示与信号模拟相结合，提高了信号的演示效果；实装信号采集与虚拟信号演示相结合，增强学员信号分析能力。

3.2.4实装模拟系统

装备部组件采用购置、研制和改造相结合，基于自行高炮的实装部组件和单体模型，将部组件置于老式装备底盘改造的平台之上，并由中心控制台生成目标航路及背景，通过投影机投影到大屏幕，建立了开放式的实装单体教学环境。

该套系统可以模拟自行高炮火控系统，首次构建了自行式防空火控系统开放式实装模拟教学环境。同时，该套系统可以结合装备构造课程开展装备控制原理、信息流程分析和研究。此外，还可进行维修模拟训练。

4 各种资源在教学中的应用

专修室的建成为火控专业授课提供了很大方便，结合专修室的使用已经培养了多期本科学员及短训班学员。

4.1 挂图图册的应用

挂图和图册依据实装对每个零件建立三维模型，围绕装备的构造和电路原理，多方位、有针对性地编排挂图和图册的内容，学员可以学习结构原理和各模块之间的相互关系，为开展维修训练提供了条件。挂图营造了浓厚的装备教学氛围，学员置身在专修室，通过挂图能够清晰地看到装备的主要结构组成和电路原理等内容，清晰直观地学习装备知识。

4.2 示教系统的应用

授课过程中，利用示教系统供多人同时学习不同机构或分系统的连接关系和工作原理，与单纯使用教材和图册教学相比更形象直观，同时通过示教装置进行操作练习及原理学习，很好地解决了缺少装备的不足。示教系统的交互模式多，实现了原理框图、测试母板及实装板卡间的交互，符合课堂教学习惯和教学规律，这样既能用于课堂授课，又有助于学员自学。

示教装置在教学及自学过程中发挥了重要的作用。自行高炮火控系统信号分析示教装置的测试性好，基于开放式结构构件的示教系统，便于实现内部关键信号的测试。在教学过程中，利用示教系统实现了课堂集中授课、分组教学训练、自主学习等多种教学模式。

4.3 实装模拟系统的应用

以前由于装备数量少，且装备内空间狭小，不可能实现在实装上给几十名学员同时讲解装备构造及原理，只能在课堂上集中讲解装备理论知识，再分组到装备上学习，这样不仅不能很好地将理论与实践相结合，学员感到学习枯燥乏味，而且学习效率很低，导致学员学习兴趣不浓。开放式装备部组件上的单体及电气连接关系、工作原理与实装上的一样，在专修室授课，教员可以在装备部组件上进行直观的讲解，全体学员都能看到教员所讲解部分的实装单体以及内部构造，很好地解决了以往教学中存在的“讲解和示范分开”的现象。同时，也可以通过实装部组件分批进行“小班化”操作训练，使学员感觉如同操作实装一样，这样即解决了装备少的难题，又避免了装备损耗。讲解与部组件的使用有机结合，不仅调动了学员的学习热情，同时有助于学员对装备原理、操作和维护更深层次地了解与掌握，提高了课堂教学效率及授课质量。

5 结束语

综上所述，专修室的建成，在火控装备教学过程中发挥了巨大的作用，达到了预期的建设目的。结合两年多的使用情况，应该根据更高的教学需求，进一步优化专修室结构，拓展教学功能，加强管理，采取多种使用模式，多层次、全方位地提高使用效益，进一步提高装备专修室的综合教学能力，为火控装备课程教学注入强大的活力。

参考文献

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收稿日期：2012-07-18

作者简介：李胜军，在读博士研究生，讲师。