Стрелковый тренажер «ингибитор»: математическое обеспечение баллистики дозвукового оружия

S F Egorov

doi:10.22213/2410-9304-2021-4-76-87

Authors

S. F. Egorov Udmurt Federal Research Center UB RAS

DOI:

https://doi.org/10.22213/2410-9304-2021-4-76-87

Keywords:

shooting simulator, external subsonic ballistics, mathematical model, aiming point recorder, ballistics trajectory, dispersal, adjustment fire

Abstract

The mathematical support for calculation of external ballistics for subsonic weapons is described taking into account external factors for the tactical optical-electronic simulator for small arms "Inhibitor" developed at the Institute of mechanics UdmFRC UB RAS and at Computer facilities department of Kalashnikov ISTU jointly with JSC «Kalashnikov» Concern». The tactical and technical assignment is given for ballistic calculation of the trajectory and point of hit of subsonic simulators of PM weapon and GP-25 with the laser emitter of the targeting point taking into account external factors: position of the sighting bar of all types of sights (mechanical, optical, night) with the procedure of their preliminary sighting (transformation of coordinates of the laser spot into coordinates of the visual targeting point), features of the mounted trajectories of the GP-25 (air pressure drop with the height of the trajectory), air temperature and pressure, wind force, ballistic scattering minus the hardware error of the sighting point recorder (geometric subtraction of independent random errors). Mathematical models of external ballistics implemented in the software relying on the aiming angle of the weapon simulator, the initial speed and ballistic coefficient of various types of ammunition in real time in the simulator coordinate system make up a ballistic trajectory in order to solve the “meeting problem”. Results of software tests for the error in the calculation of ballistic trajectory characteristics are given. It was concluded that further research and development of electronic shooting simulators were promising thanks to the improvement of computing tools and the development of software libraries in order to increase the accuracy of simulating external ballistics of simulators taking into account many external factors, expand functional networks and reduce cost and, therefore, increase competitiveness.

Author Biography

S. F. Egorov, Udmurt Federal Research Center UB RAS

PhD in Engineering, Associate Professor

References

Muñoz J.E., Pope A.T., Velez L.E. Integrating Biocybernetic Adaptation in Virtual Reality Training Concentration and Calmness in Target Shooting. // Physiological Computing Systems. Lecture Notes in Computer Science, vol 10057. 2019. Springer, Cham. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-030-27950-9_12.

Lábr M., Hagara L. Using open source on multiparametric measuring system of shooting // ICMT 2019 - 7th International Conference on Military Technologies. DOI: 10.1109/MILTECHS.2019.8870093.

Bogatinov D., Lameski P., Trajkovik V. Firearms training simulator based on low cost motion tracking sensor // MULTIMEDIA TOOLS AND APPLICATIONS. 2017, vol. 76, no. 1, pp. 1403-1418. DOI: https://doi.org/10.1007/s11042-015-3118-z.

Gudzbeler G., Struniawski J. Functional assumptions of "Virtual system to improve shooting training and intervention tactics of services responsible for security" (VirtPol) // Conference on Photonics Applications in Astronomy, Communications, Industry, and High Energy Physics Experiments (Wilga, POLAND). 2017, vol. 10445, no. UNSP 104456M. DOI: https://doi.org/10.1117/12.2281622.

Gudzbeler G., Struniawski J. Methodology of shooting training using modern IT techniques // Conference on Photonics Applications in Astronomy, Communications, Industry, and High Energy Physics Experiments (Wilga, POLAND). 2017, vol. 10445, no. UNSP 104456L. DOI: https://doi.org/10.1117/12.2281618.

Fan YC., Wen CY. A Virtual Reality Soldier Simulator with Body Area Networks for Team Training // SENSORS. 2019, vol. 19, no. 451. DOI: 10.3390/ s19030451.

De Armas C., Tori R., Netto A. V. Use of virtual reality simulators for training programs in the areas of security and defense: a systematic review // Multimed Tools Appl. 2019. DOI: https://doi.org/10.1007/s11042-019-08141-8.

Fedaravičius A., Pilkauskas K., Slizys E., Survila A. Research and development of training pistols for laser shooting simulation system // Defence Technology. 2019. DOI: https://doi.org/10.1016/j.dt.2019.06.018.

Maciejewski M., Piszczek M., Pomianek, M., Palka N. Optoelectronic tracking system for shooting simulator - tests in a virtual reality application // PHOTONICS LETTERS OF POLAND. 2020, vol. 12, no. 2, pp. 61-63. DOI: 10.4302/plp.v12i2.1025.

Taylor P. Dispatch Priming and the Police Decision to Use Deadly Force // POLICE QUARTERLY. 2020, vol. 23, no. 3, pp. 311-332. DOI: 10.1177/ 1098611119896653.

Maciejewski M., Piszczek M., Pomianek M., Palka N. Design and Evaluation of a SteamVR Tracker for Training Applications - Simulations and Measurements // METROLOGY AND MEASUREMENT SYSTEMS. 2020, vol. 27, no. 4, pp. 601-614. DOI: 10.24425/mms.2020.134841.

Aphanasiev V. A., Vdovin A. Yu., Kornilov I. G. Weight functions of light shield and the signal at the input of optical sensor at the intersection of the bullets of light shield. // JOURNAL OF MEASUREMENTS IN ENGINEERING. JUNE 2019, VOL. 7, ISSUE 2. P. 74-83. DOI: https://doi.org/10.21595/jme.2019.20441.

Aphanasiev V. A., Yuran S. I. Determination of point estimates in an information measuring system on the basic of light shields // Journal of Measurements in Engineering. 2019. Т. 7. № 2. С. 90-95. DOI: 10.21595/ jme.2019.20442.

Афанасьев В. А., Коробейникова И. В. Модели акустических мишеней для сверхзвуковых и дозвуковых скоростей движения пуль // Системная инженерия. 2015. № 1 (1). С. 53-64.

Коробейников В. В., Коробейникова И. В. Варианты моделей акустических мишеней // Вестник КИГИТ. 2012. № 1 (19). С. 18-23.

Исследование возможности уменьшения погрешности световой мишени из-за нутации и прецессии пули / В. А. Афанасьев, В. С. Казаков, В. Е. Лялин, В. В. Коробейников // Надежность и качество : труды международного симпозиума. 2013. Т. 2. С. 251-252.

Вдовин А. Ю., Марков Е. М. Оптимизация положения световых экранов в системах определения скорости и баллистического коэффициента с использованием лазерного излучателя // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2014. № 3. С. 129-132.

Марков Е. М., Вдовин А. Ю. Разработка мобильной телевизионной системы для измерения параметров дробового выстрела на основе камеры видеонаблюдения // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2014. № 4. С. 121-123.

Алексеев С. А. Системные методы исследования конструкций стрелкового оружия // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2020. Т. 23, № 3. С. 5-14. DOI: 10.22213/2413-1172-2020-3-5-14.

Алексеев С. А. Задачи анализа и синтеза на этапах проектирования систем стрелково-пушечного вооружения // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2021. Т. 24, № 1. С. 11-18. DOI: 10.22213/ 2413-1172-2021-1-11-18.

Петухов К. Ю. Алгоритмы обработки сигналов при цифровых измерениях в информационно-измерительных системах для стрелкового оружия : дис. … канд. техн. наук. Ижевск, 2003. 156 c.

Петухов К. Ю. Автоматизация измерения скорости детали в момент встречи с упором // Вестник КИГИТ. 2010. № 1 (10). С. 116-117.

Петухов К. Ю., Шаяхметов М. Р. Передискретизация как метод борьбы с шумом // Вестник КИГИТ. 2012. № 7 (25). С. 4-8.

Петухов К. Ю. Алгоритмы обработки цифровых измерений, эквивалентных преобразованиям аналоговых сигналов // Вестник КИГИТ. 2010. № 1 (10). С. 118-121.

Корнилов И. Г., Афанасьева Н. Ю., Веркиенко Ю. В. Обратная модель системы «проектор - экран - оптико-электронный преобразователь» стрелкового тренажера // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2007. № 1. С. 63-65.

Корнилов И. Г. Измерительно-вычислительная система определения точки попадания в стрелковом тренажере коллективного боя // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2012. № 2. С. 110-113.

Егоров С. Ф., Казаков В. С. История создания оптико-электронного стрелкового тренажера «Ингибитор» // Информационные технологии в науке, промышленности и образовании : сборник трудов регион. науч.-техн. оч.-заоч. конф. / науч. ред. В. А. Куликов. Ижевск, 2016. С. 134-142.

Оптико-электронные стрелковые тренажеры. Теория и практика / В. С. Казаков, Ю. В. Веркиенко, В. В. Коробейников, Н. Ю. Афанасьева. Ижевск : ИПМ УрО РАН, 2007. 260 с.

Егоров С. Ф., Казаков В. С., Коробейников В. В. Стрелковый тренажер на общедоступных компонентах // Интеллектуальные системы в производстве. 2011. № 1 (17). С. 182-185.

Корнилов И. Г. Подсистема визуализации целей, имитации выстрела и определения точки попадания в стрелковом тренажере : дис. … канд. техн. наук. Ижевск, 2006. 128 с.

Афанасьева Н. Ю., Афанасьев В. А., Веркиенко Ю. В. Теория вероятностей и математическая статистика : учебное пособие для студентов. Ижевск, ИжГТУ, 2006. 248 c.

Ермолаев С. И., Комаров Л. Б., Чурбанов Е. В. Внешняя баллистика. Л., 1958. 716 с.

Коновалов А. А., Николаев Ю. В. Внешняя баллистика. М. : ЦНИИ информации, 1979. - 228 с.

Решение обратной задачи внешней баллистики в информационно-измерительной системе / В. А. Афанасьев, Н. Ю. Афанасьева, А. Ю. Вдовин, Ю. В. Веркиенко // Вестник Ижевского государственного технического университета. 2008. № 3. С. 104-106.

Исследование уравнений внешней баллистики для решения обратной задачи / В. А. Афанасьев, Н. Ю. Афанасьева, А. Ю. Вдовин, Ю. В. Веркиенко // Вестник Ижевского государственного технического университета. 2008. № 4. С. 105-107.

Коновалов А. А., Николаев Ю. В. Внешняя баллистика. Ижевск. 2003. 192 с.