引信系列多媒體教學訓練系統開發與應用

王衛民　崔亮　范志鋒

摘要：針對彈藥引信裝備安全要求高、結構復雜、原理抽象、動作過程瞬態等特點，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，運用虛擬現實、多媒體等現代信息化技術，開發了引信系列多媒體教學訓練系統，實現了復雜結構可視化，抽象原理形象化，瞬態不可逆作用過程復現，燃燒爆炸風險消除，創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，被喻為“彈藥的大腦”、“彈藥之魂”，在武器系統中占有非常重要的地位和作用。引信一方面要在恰當的時間，恰當的地點，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，處于武器系統終端毀傷“生與死”對抗的第一線。由于引信在武器系統中地位重要，作用特殊，安全性要求高，以及本身結構原理、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，結構復雜，原理抽象，尺寸配合精度高，動作過程瞬態，運動過程相互關聯等特點，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，運用虛擬現實、多媒體等現代信息化技術，開發了該引信系列多媒體教學訓練系統，實現了復雜結構可視化，抽象原理形象化，瞬態不可逆作用過程復現，燃燒爆炸風險消除，創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、系統開發

（一）設計與開發思路

立足部隊彈藥崗位實際需求，著眼培養“精技術、會管理、能指揮”的高素質新型彈藥人才，秉持“打牢知識基礎、強化實踐能力、培育創新精神”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”思路，分析論證引信系列多媒體教學訓練系統總體技術方案，詳細設計系統內容與功能，在消化吸收調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，做好各階段實施質量與檢查評估，注重實際應用效果，抓本質，抓規律，抓特點，創新教學方法手段，為探索裝備構造原理課程教學改革做出有益嘗試。

（二）開發過程

1.調研論證。結合彈藥專業課程教學和部隊彈藥崗位實際需求，到兵器工業部門、部隊、軍隊院校等單位調研，確保獲得設計生產圖紙、技術說明書、研制工作總結、管理使用等第一手資料，選定火箭炮、榴彈炮、加農炮、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內容與功能，成立引信多媒體教學訓練系統編制組和評審組。

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.系統開發與完善。編制組根據修改完善的引信系列多媒體教學訓練系統腳本，利用多種多媒體開發軟件，制作完成引信結構原理動畫，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，虛擬現實合成等工作，完成引信系列多媒體教學訓練系統初稿，經過試用，專家評審和修改完善后形成終稿。

（三）系統組成

引信系列多媒體教學訓練系統由多媒體教學課件和虛擬現實訓練系統兩大部分組成。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、構造、作用過程、使用說明與注意事項、設計思想總結、思考題、附件等模塊。虛擬現實訓練系統包括：引信構造教學、系統運行設置、動作視圖、分解視圖、虛擬現實操作訓練等模塊。

（四）系統功能

1.教學及演示功能。該系統針對彈藥引信裝備自身的易燃、易爆，安全要求高，結構復雜，原理抽象，尺寸配合精度高，動作過程瞬態，運動過程相互關聯等特點，通過文字、圖片、視頻、動畫等多種技術，對系列引信的配用，結構組成，工作原理，作用過程，射擊使用，分解檢測等內容進行教學和演示，能夠三維、立體、實時、動態地演示復雜引信結構原理，瞬態作用過程，苛刻作用環境條件等，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.虛擬現實訓練功能。該系統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等軟件開發了虛擬現實訓練系統，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構、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容的記憶，查找自身薄弱環節，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、外訓等有關專業和課程的教學中，包括《彈藥學》、《彈藥系統分析與設計》、《彈藥構造與作用》、《彈藥技術與安全管理》等課程。該成果能夠三維、立體、實時、動態地演示復雜引信結構原理，瞬態作用過程、虛擬分解結合、苛刻作用環境條件等，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，提高了教學質量和水平。

（二）軍隊院校彈藥專業教學應用

該系統應用于相關軍隊院校彈藥專業教學實踐中，主要應用對象為彈藥檢測、修理、處廢、倉儲專業的學員，成果應用效果如下：一是該系統創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，結構原理難理解，作用過程不直觀的難題；二是該系統可應用于彈藥儲存、使用、質量檢測、修理、處廢等全壽命過程多個階段的教學環節，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）彈藥技術保障機構應用

該系統在南京軍區某部進行了應用，有效解決了軍區級彈藥技術保障機構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；二是該系統可用于培訓部隊彈藥的射擊使用，直觀、全面、準確地展現了引信的作用過程、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；三是該系統為軍區級彈藥技術保障機構業務培訓提供了有效條件，對培養高素質彈藥技術保障人才隊伍具有重要作用。

三、主要創新點

（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，結構復雜，原理抽象，尺寸配合精度高，連接形式多樣，動作過程瞬態，運動過程相互關聯等特點，運用虛擬現實與多媒體等信息化技術，開發的引信系列多媒體教學訓練系統，實現了復雜結構可視化，抽象原理形象化，瞬態不可逆作用過程復現，燃燒爆炸風險消除，加深了學員對引信結構、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）創新了彈藥引信裝備信息化教學手段

著眼軍事人才培養質量效益，創新信息化教學手段，開發的引信系列多媒體教學訓練系統，能夠三維、立體、實時、動態地演示復雜引信結構原理，瞬態作用過程，虛擬分解結合，苛刻作用環境條件等，通過研究式、討論式、案例式等教學方法，開展以三維結構展示，原理作用過程演示，虛擬分解結合，檢測與處理訓練等為主要內容的實踐教學，提高了教學質量和水平，有力促進了信息化教學改革。

（三）探索了彈藥保障人才培養的新模式

著眼培養能打仗打勝仗高素質新型軍事人才需要，緊貼彈藥崗位任職能力需求，開發的引信系列多媒體教學訓練系統，有利于培養學員掌握知識能力，應用動手能力，獨立思考能力，綜合設計能力，創新思維能力。該系統可作為“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進行學習。亦可分發到相關院校、部隊、彈藥技術保障機構等單位，相關人員可自學使用。

參考文獻：

[1]張合.引信與武器系統交聯理論與技術[M].北京：國防工業出版社，2010.

[2]張合，李豪杰.引信機構學[M].北京：國防工業出版社，2007.