Logistyka.net.pl

Integracja tradycyjnych i nowoczesnych metod nauczania na przykładzie demonstratora technologii - trenażera morskiego zestawu rakietowo-artyleryjskiego ZU-23-2MR

Logistyka - nauka

Jan Wacław Kobierski, Stanisław Milewski, Mirosław Chmieliński, Krzysztof Bielawski, Tomasz Buda, Dariusz Szagała

Integracja tradycyjnych i nowoczesnych metod nauczania na przykładzie demonstratora technologii - trenażera morskiego zestawu rakietowo-artyleryjskiego ZU-23-2MR
Wstęp
System szkolenia stanowi układ elementów wzajemnie ze sobą powiązanych oraz zbiór relacji między nimi, ukierunkowany na osiąganie założonych celów szkolenia. Proces szkolenia jest to zespół kolejno następujących po sobie czynności, obejmujących organizację szkolenia, szkolenie, kontrolę i ocenę postępów w szkoleniu. Ma on charakter ciągły, jest organizowany i realizowany na wszystkich poziomach dowodzenia. Proces szkolenia podlega ciągłej modyfikacji, w zależności od zmieniających się uwarunkowań operacyjnych i organizacyjnych oraz uzyskiwanych doświadczeń.
Formy, metody i treści szkolenia dostosowywane są do zadań, potrzeb i nowych wyzwań przyszłości.5
Okręty bojowe Marynarki Wojennej RP zdają zadania programowe. Zadanie programowe wyznacza zbiór zagadnień szkoleniowych, określających jednoznacznie ciąg czynności, jakie należy wykonać, aby załoga okrętu osiągnęła żądany poziom wyszkolenia. Po zdaniu określonego zadania programowego okręt może przystąpić do następnego etapu szkolenia i wykonywania kolejnego zadania programowego.
Rosnące koszty użycia uzbrojenia w warunkach zbliżonych do bojowych (wyjścia w morze, koszty paliwa, prowiantu, amunicji) powodują potrzebę poszukiwania tańszych form szkolenia bojowego. W dobie cięć budżetowych Marynarka Wojenna znalazła się w sytuacji całkowicie odmiennej niż jeszcze kilkanaście lat temu. „Dzisiaj liczy się z aptekarską dokładnością każdą motogodzinę

1 dr hab. inż. prof. nadzw. AMW Jan Wacław Kobierski, Akademia Marynarki Wojennej
2 dr inż. Stanisław Milewski, Akademia Marynarki Wojennej, Wydział
Nawigacji i uzbrojenia Okrętowego, Instytut Uzbrojenia Okrętowego
3 mgr inż. Mirosław Chmieliński, Akademia Marynarki Wojennej, Wydział Nawigacji i uzbrojenia Okrętowego, Instytut Uzbrojenia Okrętowego
4 Krzysztof Bielawski, Tomasz Buda, Dariusz Szagała, AREX Sp. z o.o.
5 Doktryna Szkolenia SZ RP DD/7, MON Sztab Generalny WP, Warszawa
2006, s. 7.
6 Program szkolenia załóg okrętów bojowych, DMW, Gdynia 2009, s. 10.
Logistyka 5/2011
okrętu w morzu, każdą wystrzelona torpedę czy rakietę, każde trałowanie.”7
Istotnym więc jest, aby dysponując ograniczonymi środkami, utrzymać na założonym poziomie gotowości bojowej sprzęt, jak również zapewnić wysoką jakość szkolenia. Problem poszukiwania nowoczesnych, ale również i tańszych metod szkolenia bojowego zauważono już wcześniej. Podczas sesji poświęconej symulatorom i trenażerom International Training Equipment Conference 1992, zwrócono uwagę, że szkolenie na trenażerach oraz przy użyciu programów symulacyjnych jest niezbędnym składnikiem rozwijania umiejętności dowodzenia oraz wyrabiania nawyków w obsłudze uzbrojenia.
Celem zasadniczym stosowania trenażerów oraz symulatorów jest wykreowanie modelowych warunków szkolenia wojsk, obniżających jego koszt.
Należy przy tym zwrócić uwagę na rosnącą rolę, jaką w szkoleniu z użyciem trenażerów pełnią warunki maksymalnie zbliżone do tych, jakie operator spotyka w czasie wykonywania zadań rozpoznawczo-ogniowych. Zapewnia to realizację szkolenia w pełnym zakresie, w tym trenowanie procedur operacyjnych oraz działanie w określonych sytuacjach problemowych.
Dzięki szybkiemu rozwojowi technologii IT oraz wymiana doświadczeń w ramach współpracy międzynarodowej np. NATO pozwalają wzbogacić metody nauczania wykorzystywane w szkoleniu wojsk, zwłaszcza metodę praktycznego działania, wzbogaconą poprzez wykorzystanie symulatorów i trenażerów uzbrojenia. W niniejszym opracowaniu przyjęto stosować następujące definicje określające nowoczesne środki dydaktyczne:
1. Symulator, urządzenie pozwalające na odtwarzanie przebiegów rzeczywistych w warunkach sztucznych. Obecnie większość symulatorów

Grzybowski M.,: Symulatory w Szkoleniu Marynarzy, Przegląd Morski
1992, Nr 10, s. 33.
8 http://portalwiedzy.onet.pl/Hasło opracowano na podstawie „Słownika Wyrazów Obcych” Wydawnictwa Europa, pod redakcją naukową prof. Ireny Kamińskiej-Szmaj, autorzy: Mirosław Jarosz i zespół. ISBN
83-87977-08-X, rok wydania 2001.

Logistyka - nauka
wykorzystuje symulację komputerową. Inne ujęcie symulatora (łc. simulator ‘naśladowca’) traktuje, iż jest to urządzenie techniczne. urządzenie naśladujące działanie innego urządzenia, stosowane gł. podczas badań i szkoleń.
2. Trenażer - to urządzenie treningowe do szkolenia indywidualnego i zespołowego żołnierzy w posługiwaniu się sprzętem bojowym (maszynami, urządzeniami i przyrządami). Trenażer zastępuje sprzęt bojowy i obniża znacznie koszt szkolenia. Jego mechanizmy i urządzenia są modelami podobnymi do oryginału; pozwalają na szkolenie w warunkach zbliżonych do realnych.
Umożliwia on nabywanie przez żołnierzy praktycznych umiejętności lub ćwiczenia tych umiejętności.
Demonstrator technologii - trenażer ZU23-2-MR
Marynarka Wojenna RP posiada na wyposażeniu określony zbiór morskich zestawów rakietowo-artyleryjskich ZU-23-2MR Wróbel II. Nosicielami tego typu systemów uzbrojenia rakietowoartyleryjskiego są okręty transportowo-minowe projektu 767 Lublin (20 zestawów), trałowce bazowe zmodernizowane do niszczycieli min projektu
206 FM (3 zestawy) oraz trałowiec bazowy projektu
207 DM Gopło (1 zestaw), jak również trałowce bazowe 207 M Mamry (3 zestawy). Ponadto w eksploatacji pozostaje kilkadziesiąt zestawów wcześniejszej konstrukcji Wróbel I.
Duża liczba zestawów Wróbel I oraz Wróbel II pozostających w zasobach MW, jak również czynniki determinujące działania szkoleniowe, w tym dążenie do wzbogacenia systemu kształcenia oficerów MW oraz szkolenia celowniczych (użytkowników) wskazanego uzbrojenia są podstawą poszukiwania nowoczesnych środków i metod dydaktycznych.
W 2009 roku, w ramach konsorcjum naukowo-przemysłowego, AMW z Gdyni oraz firma
AREX Sp.z oo z Gdańska rozpoczęły realizację projektu badawczego, którego celem jest opracowanie

Trenażer to urządzenie przeznaczone do uczenia człowieka kandydata na operatora (pewnych) praktycznych umiejętności wyrobienia sprawności w wykonywaniu układów (rodzaj, liczba i kolejność) działań, obsługiwania pewnych maszyn, będących zwykle odpowiednio przerobioną, przygotowaną do potrzeb edukacyjnych, wersją tych maszyn”.
10 Chmieliński M. Milewski S., Modzelewski A.: Komputerowe wspomaganie procesów dydaktycznych i szkoleniowych w zakresie użycia uzbrojenia rakietowego i artyleryjskiego. Materiały III Międzynarodowa
Konferencja Naukowo-Techniczna „Technika i Uzbrojenie Morskie”
NATCon 2009, Gdynia 2009, s. 417-427.
11 Banacki A., Bielawski K., Chmieliński M., Tamberg S.: Nowe rozwiązania technologiczne dla Sił Zbrojnych RP. Zeszyty Naukowe AMW 172B.
Publikacje z zakresu „Kierowania ogniem systemów obrony powietrznej (przeciwlotniczej)”, Gdynia 2008, s. 241-258.
12 Praca naukowa finansowana ze środków na naukę w latach 20092011 jako projekt rozwojowy nr O R 0034 09.
oraz zbudowanie demonstratora technologii trenażera zestawów rakietowo-artyleryjskich ZU-232MR Wróbel II - spełniającego wyszczególnione wcześniej wymagania.
Uzbrojenie w postaci zestawów rakietowoartyleryjskich małego kalibru jest szeroko stosowane w Polsce oraz w świecie. Jednakże, wszelkie znane rozwiązania krajowe i światowe, w zakresie budowy oraz wykorzystania trenażerów i symulatorów, są związane z użytkowanie przez dane państwo (Siły Zbrojne) konkretnego sprzętu uzbrojenia i jednocześnie są rozwiązaniami jednostkowymi, wytwarzanymi na konkretne zamówienie.
Ze względu ciągłą modernizację zestawu ZU23-2MR oraz unikatowy charakter projektu żadne znane rozwiązanie techniczne nie może posłużyć do porównania tym bardziej, jako wzorzec rozwiązania.
Technologia kształcenia i szkolenia z wykorzystaniem trenażera ZU-23-2MR
Trenażer morskiego przeciwlotniczego zestawu rakietowo-artyleryjskiego ZU-23-2MR - rozumiany w projekcie, jako demonstrator technologii, to urządzenie (system działania) będące pozbawioną cech bojowych wersją zestawu ZU-232MR, przygotowaną dla potrzeb edukacyjnych i przeznaczone do:
− uczenia kandydatów na operatorów (celowniczych) praktycznych układów działań (rodzaj, liczba i kolejność i związki miedzy nimi) w zakresie wstępnego, końcowego przygotowania do wykonywania zadań rozpoznawczo ogniowych oraz oceny i korekty ich skuteczności;
− doskonalenia obsługiwania zestawu ZU-23-2MR przez celowniczego;
− wyrabiania sprawności, umiejętności i nawyków celowniczego.
Proces i warunki przygotowania do wykonywania zadań ogniowych są modelowane między innymi przy wykorzystaniu symulatorów - trenażera. Natomiast sam proces kierowania ogniem w czasie przygotowania końcowego realizowany za pomocą celowników ZU-23-2MR może być wspomagany komputerowo.
Otoczenie zestawu ZU-23-2MR traktowanego, jako system, jest zbiorem elementów i ich właściwości. Nie są one jednocześnie częścią systemu, ale mają one określony wpływ na jego zachowanie.

Zob. http://www.nettax.pl/dzienniki/dumon/2005/5/poz.35/ zal.htm
14 W tym ujęciu, opisana platforma stanowić będzie również bazę do prowadzenia dalszych badań w kierunku wypracowania danych do zaprojektowania zdalnie sterowanego systemu kierowania ogniem ZU23-2MR. Demonstrator technologii trenażera zestawu ZU-23-2MR, jest również stanowiskiem badawczym, które w odpowiedniej skali demonstruje przebieg i właściwości danego procesu i zjawisk.

Logistyka 5/2011
Logistyka - nauka

Elementy tworzące otoczenie zestawu
ZU-23-2MR, jak ich wzajemne związki (oddziaływania) przedstawia rysunek 1.

B
R
Z
G
O
W
Y
Okręt nosiciel zestawu

P
O
W
I
T
R
Z
N
Y
M
O
R
S
K
I
P
R
Z
C
I
W
N
I
K
S
Y
S
T
M
B
Częścią składową trenażera TR ZU-23-2MR oprócz szkolącego i szkolonego, wyposażonych w odpowiednie urządzenia są również symulatory związane z potrzebą ukazania dynamiki zjawisk wyodrębnionych z wycinka rzeczywistości pola walki, między innymi, związane z: warunkami hydrometeorologicznymi, w tym stanem morza oraz charakterem działania potencjalnego przeciwnika.
Funkcje „Trenażera morskiego przeciwlotniczego zestawu rakietowo-artyleryjskiego ZU-232MR” odnoszą się do systemu rzeczywistego i tworzą warunki do nabywania praktycznych umiejętności, niezbędnych do obsługi rzeczywistych zestawów bojowych, w zakresie przygotowania wstępnego, końcowego i oceny skuteczności. Trenażer (demonstrator technologii) - wynik projektu jest przewidziany do szkolenia indywidualnego i zespołowego żołnierzy oraz doskonalenia kadr (dowódców działu II).

Rys.1. Otoczenie zestawu ZU-23-2MR ( jako systemu) uwzględniające czynniki zewnętrzne. Źródło: Kobierski J. W., Kierowanie ogniem naziemnych systemów obrony powietrznej (zarys teorii), AMW, Gdynia-Koszalin 2004, s.

Szkolenie celowniczego z wykorzystaniem prezentowanego trenażera jest realizowane wg modelu (Rys.1) opartego na sieciocentrycznej strukturze funkcjonalnej morskiego przeciwlotniczego zestawu rakietowo-artyleryjskiego ZU-23-2MR obowiązującej na okrętach MW.
Cel (zadanie)

Dowódca okrętu (dowódca działu), instruktor


Stanowisko instruktora

Operator


Rys. 3. Widok trenażera ZU-23-2MR w Pracowni Broni rakietowej i Artylerii AMW
Stanowisko operatora
gdzie:
informacja z otoczenia; oddzia ywanie ogniowe; decyzyjne oddzia ywanie informacyjne.

Rys. 2. Model trenażera TR ZU-23-2MR
Logistyka 5/2011

Symulator to urządzenie modelowe, system komputerowy - oprogramowanie, urządzenia i ich organizacje imitujące działanie urządzenia rzeczywistego, wykorzystywane głównie w celach szkoleniowych”. Stosowaną metodą jest symulacja komputerowa, pozwalająca wnioskować o zachowaniu się obiektów wyodrębnionych z wycinka rzeczywistości przy wykorzystaniu programów komputerowych symulujących to zachowanie.

Logistyka - nauka

Zgodnie z założeniami funkcjonalnymi oraz technicznymi przyjętymi w projekcie prezentowany trenażer ZU-23-2MR zapewnia szkolenie operatora, zgodnie z metodyką szkolenia obowiązującą w MWRP oraz ocenę jego postępów w obszarach:
− przygotowania wstępnego;
− przygotowania końcowego;
− rozliczenia co do skuteczności wykonywanych zadań (układów zadań).
Trenażer TR ZU-23-2MR składa się z dwóch stanowisk - stanowiska operatora oraz stanowiska instruktora i związków między nimi powiązanych siecią komputerową (rys.1), jako wynik odwzorowania rzeczywistego układu: operator ZU-23-2MR dowódca okrętu (dowódca działu; instruktor).
Na stanowisko instruktora (występującego w roli dowódcy działu II) będzie monitorowana sytuacja taktyczna oraz postępy operatora w realizacji zadań ogniowych.
Stanowisko operatora w trenażerze znajduje odzwierciedlenie na rzeczywistym zestawie ZU-232MR, którego lufy, zamki oraz amunicja i rakiety są pozbawione cech bojowych i zmodernizowane do potrzeb szkolenia. Wszystkie parametry trenażera TR ZU-23-2MR, włącznie z kinematycznymi, odpowiadają parametrom rzeczywistym. Wnętrze stanowiska operatora odpowiada wnętrzu rzeczywistego zestawu rakietowo-artyleryjskiemu ZU-232MR. Dla celów szkoleniowych zainstalowano w nim dodatkowe elementy umożliwiające podgląd czynności wykonywanych przez operatora.
Trenażer jest „rzeczywistym odbiciem” zestawu bojowego ZU-23-2MR zmodernizowanym wg wymogów szkoleniowo-treningowych w warunkach laboratoryjnych. Wszystkie charakterystyki trenażera, w tym kinetyczne (wskaźniki) odpowiadają parametrom technicznym zestawu oraz warunkom pracy zestawu bojowego ZU-23-2MR ( Rys.
4 i 5).

Rys. 4. Zestaw bojowy ZU-23-2MR oraz model 3D wraz z podstawą konstrukcji trenażera

Rys. 5. Celownik tachometryczny GP-02MR a - w rzeczywistości, b - symulator celownika z obrazem pola walki

W układzie „symulatora pola walki” jest również uwzględniony i odzwierciedlony wpływ warunków hydrometeorologicznych na proces prowadzenia obserwacji, naprowadzania zestawu i wykonywania zadań ogniowych przez celowniczego. Warunki realizacji zadania ogniowego, zwłaszcza hydrometeorologiczne, są projektowane z uwzględnieniem modelu okrętu (nosiciela). Przykład modelu okrętu oraz układu symulującego przechyły oraz nurzanie dla określonego stanu morza przedstawiono poniżej (Rys.6).

Rys. 6. Model stanowiska bojowego na okręcie oraz symulator stanu morza w laboratorium

Dodatkowo trenażer zostanie wyposażony w system akustycznego (przybliżonego) odzwierciedlenia pola walki - odgłosy wystrzałów, celów, itp. Wyniki szkolenia - operatora (celowniczego) i doskonalenia czynności dowódcy działu II, w aspekcie zagadnień rozpatrywanych w projekcie będą archiwizowane, analizowane i oceniane na stanowisku instruktora.
Dedykowana aplikacja na stanowisku instruktora „Trem3D” umozliwia przygotowanie zadania ogniowego - scenariusza ćwiczenia - według ustalonych kryteriów:
- grupa - szkolony;
- wybór okrętu (nosiciela);
- wybór stanowiska ogniowego;
- wybór zadania ogniowego (celu)
Logistyka 5/2011
Logistyka - nauka

- wybór warunków realizacji zadania ogniowego (stan morza, siła wiatru, widzialność).
Przykład kolejnych okien interfejsu instruktora przedstawiono poniżej.

Rys. 7. Interfejs graficzny instruktora do przygotowania zadania ogniowego - okno wyboru

Zgodnie z założeniami projektu oraz nowym (przygotowywanym) podejściu do zagadnienia kształcenia decydentów ognia (dowódców) oraz szkolenia celowniczych zestawów rakietowoartyleryjskich wykorzystanie trenażera ZU-23-2MR wzbogaci metody nauczania wykorzystywane w szkoleniu wojsk, zwłaszcza metodę praktycznego działania. W warunkach laboratoryjnych przedstawiony trenażer zapewni kompleksowe szkolenie żołnierzy na poziomie umożliwiającym nabywanie przez nich wiadomości i umiejętności w zakresie:
a) budowy zestawu rakietowo- artyleryjskiego ZU23-2MR;
b) przygotowania wstępnego (osiągania gotowości; sprawdzenie funkcjonowania i przejście do poszukiwania), w tym m.in. procedur: ładowania, rozładowania amunicji oraz sprawdzenia sieci odpalania;
c) przygotowania końcowego, w tym: min. celowania i naprowadzania w ograniczonych warunkach;
d) oceny skuteczności wykonania zadań ogniowych;
Wnioski

Rys. 8. Interfejs graficzny instruktora do przygotowania zadania ogniowego - okno wyboru parametrów zadania ogniowego

Rys. 9. Interfejs graficzny instruktora do przygotowania zadania ogniowego - okno podsumowania (oceny) realizacji zadania ogniowego

Zastosowanie nowoczesnych metod szkolenia z wykorzystaniem trenażerów, w tym TR ZU-232MR w wierny sposób oddaje specyfikę walki okrętu z przeciwnikiem powietrznym, nawodnym i brzegowym. Właściwe ułożenie programu szkolenia zapewnia, po pierwsze możliwość zapoznania szkolonych z warunkami wykonywania typowych zadań ogniowych, po drugie pozwala na wytworzenie w ich umysłach obrazu współczesnego pola walki na morzu. Włączenie trenażerów do procesu szkolenia wojsk, zwłaszcza celowniczych na autonomicznych stanowiskach bojowych tworzonych np. z zestawów ZU-23-2MR nabiera szczególnego znaczenia w dynamicznie zmieniających się warunkach walki zbrojnej.
W proponowanej postaci trenażer (demonstrator technologii) ZU-23-2MR umożliwi budowę unikalnej bazy badawczej. Poprzez to, może przyczynić się także do uzyskania możliwości eksportowych oryginalnego w skali międzynarodowej systemu szkolenia wojsk.
Streszczenie

Trenażer morskiego przeciwlotniczego zestawu rakietowo-artyleryjskiego ZU-23-2MR będzie wyposażony w podstawowy zestaw przykładowych scenariuszy bojowych, przygotowanymi na podstawie metodyki szkolenia, wraz z instrukcjami pracy dotyczących operatora i instruktora.
Logistyka 5/2011

W 2009 roku, AMW z Gdyni oraz firma AREX
Sp.z oo z Gdańska rozpoczęły realizację projektu badawczego, którego celem jest opracowanie oraz zbudowanie trenażera zestawów rakietowoartyleryjskich ZU-23-2MR Wróbel II. Projekt integruje nowoczesne metody kształcenia podchorą-

Logistyka - nauka
żych AMW, jak również szkolenia celowniczych oraz spełnia wymagania współczesnego pola walki
Artykuł odnosi się do roli trenażerów i symulatorów uzbrojenia w szkoleniu wojsk. Ukazuje ogólną charakterystykę wojskowych i technicznych wymagań stawianych trenażerom uzbrojenia w szczególności w odniesieniu do warunków morskich.
Abstract
In 2009 Naval Academy of Gdynia and
AREX Company Ltd. of Gdańsk started a research project whose aim is to develop and build a simulator and training device of rocket-artillery sets ZU23-2MR Wróbel II. The project integrates modern methods of training cadets as well as military staff and meets modern battlefield requirements.
The article refers to the role of training devices and simulators armament in the training of troops. It shows the general characteristic of military and technical requirements of training devices and simulators with particular reference to specifically marine conditions. morskiego przeciwlotniczego zestawu artyleryjsko - rakietowego ZU-23-2MR.
Kobierski
J.W., Czynniki determinujące zastosowanie trenażerów w szkoleniu wojsk (w
MW RP) sprawozdanie zadania badawczego nr
1/3/10/OTM, projektu Trenażer morskiego przeciwlotniczego zestawu rakietowoartyleryjskiego
ZU-23-2MR, kryptonimem
„NADIR”, Gdynia 2010.
Nowy słownik pedagogiczny, red. W. Okoń, Wydawnictwo Żak, Warszawa 2004.
Warsztaty
„Narzędzia pedagogiczne w kształtowaniu środowiska edukacyjnego” http://www. mnisw.gov.pl http://www.arex.com.pl

Literatura
1. Banacki A., Bielawski K., Chmieliński M., Tamberg S., Nowe rozwiązania technologiczne dla Sił Zbrojnych RP, Zeszyty Naukowe AMW
172B. Publikacje z zakresu „Kierowania ogniem systemów obrony powietrznej (przeciwlotniczej), Gdynia 2008.
2. Bielawski K., Chmieliński M., Kobierski J., Milewski S., Celowość stosowania rozwiązań modernizacyjnych uzbrojenia dla Sił Zbrojnych
RP (technologie dualne), Materiały III
Międzynarodowa
Konferencja
NaukowoTechniczna „Technika i Uzbrojenie Morskie”, NATCon 2009, Gdynia 2009.
3. Buda T., Bielawski K., Działalność Zakładu
Automatyki i Urządzeń Pomiarowych AREX Sp. z o.o. Materiały Seminarium „Nowoczesne technologie w systemach infrastruktury kolejowej”, Jurata 2008.
4. Chmieliński M., Adamski M. Kobierski J., Realizacja zadań ogniowych na morzu z wykorzystaniem symulacji komputerowych, NiT Nauka, Innowacje, Technika, Nr 1/2004.
5. Chmieliński M., Kobierski W., Tamberg S., Trenażery w procesie kształcenia w Akademii Marynarki Wojennej w Gdyni, Materiały
Seminarium
„Nowoczesne technologie w systemach infrastruktury kolejowej”, Jurata 2008.
6. Kobierski
J.
W., Kierownik projektu rozwojowego. Projekt na temat trenażer
Logistyka 5/2011