Simulador de dotación del tanque T-62M. Índice

Transcripción

1 Simulador de dotación del tanque T-62M 1

2 Simulador de dotación del tanque T-62M 2

3 ISDI Trabajo de Diploma: Simulador de dotación del tanque T-62M Autores: Osvaldo Morales Pérez. Rayko Herrera Pentón. Tutor/ra: D.Ind. Diana Rosa Hernández Valdéz Curso:

4 Agradecimientos: A mis seres queridos por haberme apoya do durante estos cinco años. A todo el que hizo posible la realización de este proyecto. A la tutora por habernos guiado y exigido durante todo el transcurso del proyecto. A todos los socios de la beca por convivir conmigo. Agradecimientos: A mi familia por todo el apoyo A nuestra tutora por guiarnos A Blanca y a Hilda por la atención y los cuidados. 4

5 Dedicatoria: A mi abuela,a mi papá, a mi hermano y a mi mamá en especial por haberme dado todo en esta vida Dedicatoria: A mi papá, a mi mamá, a mi hermana y a mis abuelos. 5

6 Resumen El presente trabajo es sobre el desarrollo de una propuesta de diseño del simulador de dotación de tanque con el objetivo de poder exportarlo y dotar a las FAR con el mismo, que implique un bajo costo de producción y que cumpla con los requerimientos de calidad establecidos para este tipo de productos. El cual se llevará a cabo en el Centro de Investigación y Desarrollo de Simuladores (CID - SIM, SIMPRO), contando con la tecnología existente en el centro y la posibilidad de contactar con diferentes proveedores en todo el país. de la etapa de problema, desarrollándose un sistema de cabinas llevadas hasta la etapa de desarrollo. El resultado del proceso de diseño consiste en el producto final que se generó con el cumplimiento de los objetivos de su diseño. Además aspectos recomendativos de implementación en el mismo, para un futuro, que aumenten las prestaciones y así enriquecerlo de manera general con el transcurso del tiempo, cuando los fabricantes posean en su haber las tecnologías correspondientes. Para esto se realizó el estudio de la información escrita dispuesta por las instituciones que la facilitaron, con un mayor porcentaje en el propio SiMPRO, para aspectos técnicos relacionados con el diseño de simuladores. Además se conoció de manera tangible el medio de combate original en todas sus dimensiones así como su interior más la información que se recibió del personal especialista en el medio, los que ofrecieron datos importantes sobre sus hábitos y costumbres en la interacción con el mismo (modo de uso) y el funcionamiento general. Para la etapa de conceptualización se analizaron diferentes alternativas para dar solución al proyecto, de estas se escogió la que mejor respondía a las condicionantes y requisitos arrojados por el cliente y por el análisis 6

7 Capítulo 1 Introducción--9 Necesidad. Descripción--10 Demanda de diseño--13 Encargo--14 Condicionantes--14 Cliente--15 Alcance--15 Objetivos--17 Capítulo 2 Problema--18 Enunciado--19 Información--20 Análisis Sincrónicos--26 Conclusiones--34 Análisis de los Factores--35 7

8 Requisitos Generales--54 Conclusiones--56 Capítulo 3 Concepto--59 Premisas--60 Alternativas--62 Variantes--67 Solución de subproblemas--69 Exploración formal--78 Capítulo 4 Desarrollo--80 Conclusiones--125 Recomendaciones--126 Bibliografía

9 Capitulo 1 Introducción Necesidad. Descripción Demanda de Diseño Encargo de Diseño Condicionantes del cliente Objetivos 9

10 Necesidad Descripción En nuestro país contamos con centros de preparación para la defensa que abarcan unidades militares donde se prepara a personas no profesionales y centros de enseñanza en los que se forman los futuros oficiales de las F.A.R. En ellos se logra la especialización del personal en las diferentes ramas de la preparación militar. Una de esas ramas concierne a la infantería mecanizada y dentro de ella a la especialidad de tanquistas donde encontramos a los que son asignados a los modelos T-62M que son utensilios con altas cualidades tácticotécnicas. Aquí los soldados o estudiantes deben interactuar con modelos como estos como parte de la preparación. Resulta de gran importancia mantener la disposición combativa de estas personas con una alta preparación. Lo que se traduce en una constante actividad preparatoria en el entrenamiento de los conductores mecánicos, jefes de dotación, artilleros y cargadores, en el manejo de los sistemas, conducción del tanque, corrección del tiro, táctica, comunicación entre ellos y la cohesión de grupo como dotación donde es de gran importancia el trabajo colectivo bajo las órdenes de un jefe. Sin embargo la actividad preparatoria de estas tropas suponen un elevado consumo de recursos para la economía, y el país no puede mantenerlas periódicamente pues se apoyan en medios que el estado no puede poner a disposición constantemente por lo costoso que le resulta su adquisición. Por otra parte está el daño al medio ambiente, por la emanación de gases nocivos a la atmósfera como el CO2 generado por la combustión dentro de los motores, además de los gases que se generan por las reacciones químicas dentro de las municiones cuando se producen los disparos y cuando impactan sobre los objetivos. También está presente el daño a la superficie del terreno producto a las explosiones de los impactos que provocan desertificación por el alto grado de partículas contaminantes que se depositan sobre el suelo. El resultado de esta preparación combativa genera consecuencias negativas tanto a la economía como al medio ambiente, y además del factor humano, producto de los elementos mencionados anteriormente. La interacción de las tropas con estos medios puede ser mucho menos frecuente, por lo que se puede ver frustrada su plena disposición combativa. Introducción 10

11 Introducción Las etapas iniciales de preparación de los tanquistas consisten en el conocimiento general del vehículo, su destinación y sus cualidades combativas. Para esto el instructor se vale de medios a escala real, algunas modificadas para apreciar el espacio interior, los componentes, las características y dimensiones reales del vehículo. Se procede al aprendizaje básico de las funciones de conducción y de tiro. Aquí es necesario el uso de simuladores para conocer los sistemas de control de dirección y del motor, los que existen y están distribuidos por todo el territorio nacional. Además de la interacción con los controles de las armas y todo respecto a las acciones de puntería también podemos encontrar estos simuladores en condiciones de uso actualmente. Resulta de gran ayuda el empleo de simuladores para: Iniciar la preparación de los soldados en su etapa primaria como tanquistas, donde incluye el reconocimiento de los controles e indicadores; la destinación de los mismos (función) y la utilización de cada uno (modo de uso). La iniciación en las tareas de artillería (armas del tanque) La práctica de los conocimientos en diferentes escenarios virtuales. La práctica y el entrenamiento de situaciones pre programadas virtualmente como una simulación de un ejercicio que se llevará a cabo en el terreno real posteriormente. Las acciones que se llevan a cabo con todos los integrantes de un tanque relacionadas con el vehículo se denominan acciones de una dotación. Abarcan tareas de conducción, exploración y de tiro, pero desde la perspectiva de una organización, en cuanto al orden en que se deben llevar a cabo y cómo, donde la comunicación es esencial. Cada integrante desempeña un papel esencial dentro del tanque. Pero se necesita que todos actúen como un todo o como un grupo sólido y compacto, porque de lo contrario de nada valdría la habilidad del conductor o la excelente puntería del artillero, y dará al traste con un pobre desempeño con el vehículo. El entrenamiento de una dotación se basa en la comunicación entre cada uno de los integrantes en primer lugar. Se enseña cómo debe responder la misma ante cada situación, la habilidad de resolver las tareas encomendadas como un grupo. La creación de hábitos y costumbres. Aquí es donde se enseña a pensar de forma táctica, puesto que en un simulador de dotación se plantean tareas más generales encaminadas a la incorporación de conocimientos de cómo trabajar en grupo. Hoy día no cuenta en nustro país con un simulador que permita entrenar esto. 11

12 Introducción el personal que conforma la misma, divididos por las funciones que realizan sus integrantes. suficiencia de los conocimientos de cada integrante en su campo. medio que posea los puestos que albergarán a cada uno de ellos. puestos con un funcionamiento fidedigno al tanque real. medios para la comunicación entre ellos. Para el entrenamiento de una dotación de un tanque T-62M se requiere: Un simulador de dotación permite: Elevar el pensamiento táctico de un grupo. La interrelación directa de los subordinados con el jefe, escuchar voces de mando, responder a las indicaciones inmediatas dictadas por el superior. Posibilidad de entrenamiento en escenarios cargados de complejidad y dificultad donde las decisiones y acciones de la dotación jueguen un papel muy importante. Posibilidad de entrenamiento en situaciones combativas críticas. Posibilidad de la incorporación de un instructor que pueda seguir paso a paso el desempeño de la dotación y la cohesión de la misma. Planteamiento de tareas específicas y la posibilidad de evaluación directa del personal. SIMPRO ha desarrollado un proyecto de concepción de un simulador de dotación y se necesita la intervención del diseño para que la implementación del medio como tal posea las partes y componentes necesarios en la realización de los ejercicios que los futuros usuarios ejecuten, el funcionamiento general así como adecuaciones al contexto donde va a ubicarse. El estudio de las acciones que se lleven a cabo con el medio, el análisis de los antecedentes y similares incorporan particularidades y características que se deben implementar. Se define la tecnología y los materiales que se requieren y se ajustan a la producción nacional. La intervención del diseño además tributa a simplificar las acciones gerenciales relacionadas con la producción, como la búsqueda de materiales y personal capacitado. El Centro de Desarrollo de Simuladores dispone de especialistas e investigadores con amplia experiencia en materia de diseño y construcción de simuladores que se encuentran en explotación en diferentes zonas del país. No solo están subscritos a satisfacer las necesidades internas, sino que por su calidad y simplicidad constructiva, junto al servicio post-venta, permite que estos productos puedan comercializarse con éxito a un precio competitivo hacia países del área. 12

13 Introducción Para el soporte de la investigación y aseguramiento del éxito de la misma se cuenta con una base de información técnicamilitar sobre el equipo que será simulado, así como proveedores de la totalidad de los componentes y la asesoría de especialistas militares. Por ende con el respaldo del Ministro de las Fuerzas Armadas Revolucionarias, se le encarga al Instituto Superior de Diseño el desarrollo de un simulador de dotación de tanque el cual tendrá como objetivo el adiestramiento psicológico de las tropas como grupo, de ser posible su producción con la tecnología disponible en la U.I.M. Demanda de Diseño Proponer el diseño del mueble de un simulador de Dotación de tanque que responda a los atributos formales y funcionales del T- 62M, priorizando los puestos de trabajo del conductor, artillero y jefe de tanque. Proponer soluciones de diseño de los bloques que no se puedan tomar del vehículo real por su complejidad tecnológica. Proponer el diseño del puesto instructor priorizando las áreas funcionales del mismo, además de una distribución de todos los puestos dentro del aula. 13

14 Encargo de Diseño El Centro de Investigación y Desarrollo de Simuladores (SIMPRO), respaldado por el Ministro de las Fuerzas Armadas le encarga al Instituto Superior de Diseño la tarea del diseño del simulador de Dotación del tanque T-62M, concibiendo los puestos de: Conductor, Jefe de Dotación y Artillero (Dotación), además del puesto de evaluación y control del Instructor; recreando las condiciones físicas, funcionales, y de uso próximas a las existentes dentro del vehículo, dando soluciones técnicas para su implementación con los recursos accesibles para la empresa y su diseño deberá cumplir con los requerimientos de calidad establecidos para su exportación. Condicionantes Recrear un ambiente similar al obtenido en el vehículo T-62M. Generar un producto con un elevado estándar de calidad para su futura exportación. Emplear tecnologías y materiales disponibles en los talleres de las FAR, realizando solo las importaciones necesarias de insumos no existentes en el país. 14

15 Introducción Cliente El Centro de Investigación y Desarrollo de Simuladores (CIDSIM) ubicado en calle Loma s/n entre Conill y Santa Ana, es una entidad autofinanciada de investigación científica, innovación tecnológica, producciones y servicios especializados de ciencia y tecnología. Este Centro de Investigaciones se subordina a la UIM Unión de Industria Militar. Alcance La realización de este proyecto tiene propuesto llegar hasta la fase de desarrollo, para que en un futuro el Centro de Desarrollo de Simuladores pueda desarrollar un prototipo de serie cero. Se incidirá en el diseño del mueble definiendo sus atributos formales y funcionales teniendo presente la disponibilidad tecnológica y económica del cliente, funcionamiento de los puestos, priorizando su fidelidad con las áreas del vehículo real. Así como factores estéticos formales. Se abarcará el diseño del puesto del instructor como un área más del simulador. Se presentarán recomendaciones para el espacio donde estará ubicado el simulador, así como condiciones de iluminación y ventilación dentro del local. Se diseñarán los bloques que no se puedan tomar del tanque real, presentando los siguientes componentes: Soporte del órgano de visión prismático del conductor con aditamento para ver en la noche. 15

16 Introducción Alcance Soporte del órgano de puntería Cuadro de mando del estabilizador Soporte del órgano de visión del jefe de dotación con su aditamento para ver en la noche. Soporte del órgano de comunicación externa, radio estación p-123m. Indicador de rumbo y azimutal. Panel de disparadores eléctricos. Computador balístico. Soporte del órgano de comunicación interna. Sistema nube enmascaramiento. Indicador del telémetro láser. Mando del telémetro láser. 16

17 Introducción Objetivos Generar una propuesta de un sistema simulador de dotación para el tanque T-62M, el cual recree las condiciones físicas, funcionales y de uso más próximas a las existentes en el vehículo real, para el entrenamiento de la cohesión de la dotación, y la comunicación táctica en los ejercicios. Garantizar formalmente en el diseño del simulador, que connote un ambiente militar. Tener como estándar de calidad, el simulador de dotación del T-55, fabricado por la industria Kharkiv Morozov, para así poder facilitar una inserción en el mercado internacional como competidores confiables. Garantizar la evaluación por parte del instructor no solo del desenvolvimiento de los soldados con el simulador, sino también de las relaciones y el comportamiento como dotación. En la concepción del aula para el entrenamiento garantizar la participación indirecta del resto de los soldados, para perfeccionar el aprendizaje y la identificación de errores que puedan cometer durante el ejercicio. 17

18 Capitulo 2 Problema Enunciado Información Análisis sincrónico (Internacionales) Análisis sincrónico (Nacionales) Conclusiones de los análisis Análisis de los Factores de Diseño Requisitos generales Conclusiones 18

19 Problema Enunciado de Problema Proveer un medio de simulación, para el entrenamiento de la cohesión como grupo de una dotación, del tanque T-62M, para los puestos de conducción, artillero y jefe de tanque, donde se concibe además el puesto del instructor, que serán empleados en las aulas de instrucción de las academias de tanquistas del país y con las posibilidades futuras de exportación. 19

20 Problema Breve descripción del Tanque T-62 El T-62 es un carro de combate soviético/ruso diseñado a finales de los años cincuenta y producido a partir de la década del sesenta. Fue el último sucesor de la venerable línea de tanques que se inició en los años cuarenta con el extraordinario T-34. Aunque su estructura general es muy conservadora y poco innovadora, se trató del primer carro de combate en incorporar un cañón de ánima lisa, el cual le permitía disparar misiles guiados a través del mismo. Su cañón de 115 mm fue en su momento el de mayor calibre y el primero en utilizar eficazmente la moderna munición APFSDS. El T-62 surgió como una rama avanzada y repotenciada del T-55, con el fin de complementarlo y no para reemplazarlo. Así pues, se suponía que el T-62 acompañaría a sus predecesores y proporcionaría una renovada potencia de fuego en el campo de batalla como respuesta inmediata al M60 norteamericano, mientras se esperaba pacientemente la tan deseada la renovación tecnológica. T-62M La más extensa modernización se llevó a cabo en 1983 con la aparición del modelo T-62M, cuyas mejoras se centraron en la protección, la movilidad y el control de fuego. Fueron instaladas dos placas de blindaje semicircular en torno al arco frontal de la torreta y una placa chata sobre el glacis. Una placa de blindaje es básicamente una caja de acero rellena con espuma de poliuretano, permitiéndole al T- 62M gozar de una protección teórica de 370 mm contra municiones de energía cinética y 490 mm contra proyectiles de energía química. Las otras medidas de protección eran reforzar el suelo del casco para incrementar la resistencia a las minas antitanque y soldar faldones para las orugas de 10 mm de acero en los laterales del chasis. Todo esto repercutió en el peso y tamaño del T-62M; el 20

21 Problema primero superó las 45 toneladas, de modo que la presión sobre el suelo pasó a ser de 0,83 kg/cm2, y además el casco se ensanchó más de 20 cm en total. En lo que a movilidad respecta, se cambió el motor V-55 por el más potente V-55U de 621 caballos, y se agregaron dos amortiguadores adicionales de cada lado para las primeras ruedas de apoyo. Debido al incremento del peso, el T-62M llegaba hasta los 45 km/h en carretera, ya que la relación potencia peso había bajado a 13,6 hp/ton. 21

22 Problema Fue mejorado con la adición de un telémetro láser KTD-2, visor TShSM-41U para el artillero, sistema de estabilización Meteor-M1 (que incrementaba las posibilidades de acertar en el blanco mientras el tanque ruso se desplazaba a una velocidad considerable y sobre terreno irregular), y computadora balística BV-62. La anatomía del T-62M es la habitual a la de muchos tanques soviéticos. El conductor se sienta en la parte delantera izquierda, y posee una escotilla para su acceso personal. Delante de ella hay dos periscopios, de los cuales uno es intercambiable por un IR para la visión nocturna de potenciales enemigos. Adaptado para todo tipo de climas y situaciones, estos periscopios tienen dispositivos eléctricos para descongelarlos al usarse en climas muy fríos; una plancha frontal situada frente a la escotilla impide que al vadear ríos el conductor se moje si mantiene la escotilla abierta. Datos Técnico del Tanque Dotación 4(Jefe de tanque, conductor, tirador, cargador) Armamento Cañón de 115mm; ametralladora de 7,62mm coaxial; y otra de 12,7mm antiaérea; generadores de humo. Munición 40 de 115mm; 300 de 12,7mm; 2500 de 7,62mm Largo 6,63m Ancho 3,3m Alto 2,395m Peso 40 toneladas Inclinación lateral 30% Capacidad de combustible 675 litros litros (tanques auxiliares) Alcance máximo 450 km-650 km con tanque auxiliares Vadeo 1,4 m(5 m con prepavvración) Ancho 3,3m Motor Diesel V-55; V-12 con 580 hp a 2000rpm; caja de 5 velocidades Velocidad máxima en carretera 50 km/h Gradiente 60% 22

23 Problema Igual que en el T-55 la tripulación ocupan sitios predeterminados en la torreta, el artillero y el Jefe de tanque se sitúan a la izquierda y el cargador a la derecha, ocupando el cañón y mecanismos en la parte central de esta y la munición de uso inmediato en la parte trasera de la torreta. Todo esto evidencia una falta de espacio para la tripulación, aun teniendo en cuenta que los tanquistas no son personas de mucha estatura. La planta motriz del T-62 es la misma del T- 55: un motor diesel de 580 HP con doce válvulas en V, enfriado por agua y provisto de un pre calentador para la puesta en marcha en frío y un dispositivo de arranque de aire comprimido. La transmisión es manual, con palanca de cambio conectada a una caja de 5 velocidades. El movimiento es proporcionado por las ruedas tractoras posteriores, que mueven a cinco ruedas de cada lado, con un marcado espacio entre la tercera y cuarta y la cuarta y quinta rueda, aunque las tres primeras están muy cerca. Los compartimientos del motor y la transmisión están asegurado contra incendios por sensores térmicos conectados a una alarma automática: cuando la temperatura supera el nivel de seguridad marcado, los extintores se activan rociando todo con espuma de bromuro de metilo. En caso de emergencia, tanto el comandante como el conductor pueden hacer uso de este sistema manualmente. esquema de la disposición de los puestos en un tanque T-62 23

24 Problema Simulación La simulación es la imitación de alguna cosa real disponible, estado de cosas, o proceso. El acto de simular algo generalmente conlleva a representar ciertos comportamientos o características cruciales de un seleccionado sistema físico o abstracto. Puede usarse para mostrar los efectos reales eventuales de condiciones alternativas y cursos de la acción. La simulación es también usada cuando el sistema real no puede estar comprometido, porque no puede ser accesible, o puede ser peligroso, o no está siendo diseñado sino no aún construido, o simplemente no puede existir. La simulación incluye la adquisición de información válida de la selección pertinente de comportamientos y características cruciales, el uso de suposiciones y aproximaciones simplificadoras dentro de la simulación, y la fidelidad y la validez de los resultados de la simulación. Las simulaciones militares También conocidas informalmente como los simulacros de guerra, sean modelos en los cuales las teorías de guerra pueden ser probadas y refinadas sin que sea necesario para hostilidades reales. Existen en muchas formas diferentes, con variar grados de realismo. En los últimos tiempos, su alcance se ha ampliado no incluir a sólo Fuerzas Armadas sino que también los factores políticos y sociales (por ejemplo, la serie NationLab de ejercicios estratégicos en Latinoamérica).47 Mientras muchos gobiernos hagan uso de simulación, individualmente y conjuntamente, poco es sabido acerca de las cosas específicas del modelo fuera de círculos profesionales. Simulador Un simulador es un medio, por lo general informático, que permite la reproducción de un sistema. Los simuladores reproducen sensaciones que en realidad no están sucediendo. Un simulador pretende reproducir tanto las sensaciones físicas (velocidad, aceleración, percepción del entorno) como el comportamiento de los equipos de la máquina que se pretende simular. Para simular las sensaciones físicas se puede recurrir a complejos mecanismos hidráulicos comandados por potentes ordenadores que mediante modelos matemáticos consiguen reproducir sensaciones de velocidad y aceleración. Para reproducir el entorno exterior se emplean proyecciones de bases de datos de terreno. A este entorno se le conoce como Entorno Sintético. Para simular el comportamiento de los equipos de la máquina simulada se pueden recurrir varias técnicas. Se puede elaborar un 24

25 Problema modelo de cada equipo, se puede utilizar el equipo real o bien se puede utilizar el mismo software que corre en el equipo real pero haciéndolo correr en un ordenador más convencional (y por lo tanto más barato). A esta última opción se la conoce como Software Rehosteado. Los simuladores más complejos son evaluados y calificados por las autoridades competentes. En el caso de los simuladores de vuelo la calificación la realiza la organización de aviación civil de cada país, que proporciona a cada simulador un código indicando su grado de realismo. En los simuladores de vuelo de mayor realismo las horas de entrenamiento contabilizan como horas de vuelo reales y capacitan al piloto para realizar su labor. Tipos de simuladores La tipología en cuestión abarca una gran variedad en consecuencia con la designación pero podemos mostrar los más relevantes. Simulador de conducción: permiten a los alumnos de autoescuela, enfrentarse con mayor seguridad a las primeras clases prácticas, además de permitirles practicar de manera ilimitada situaciones específicas (aparcamientos, incorporaciones desde posiciones de escasa visibilidad, conducción en condiciones climatológicas adversas, etc.). Simulador de vuelo o de aviones: permite dominar el mundo de la aviación y pilotar aviones, helicópteros. Simulador de vida o de dinámica familiar: permite controlar una persona y su vida. Simulador de negocio: permite simular un entorno empresarial. Es posible jugar diferentes roles dentro de las funciones típicas de un negocio. Simulador político: permite rolar como político. Simulador clínico médico: permite realizar diagnósticos clínicos sobre pacientes virtuales. El objetivo es practicar con pacientes virtuales casos clínicos, bien para practicar casos muy complejos, preparando al médico para cuando se encuentre con una situación real o bien para poder observar como un colectivo se enfrenta a un caso clínico, para poder sacar conclusiones de si se está actuando correctamente, siguiendo el protocolo de actuación establecido. Simulador musical: permite reproducir sonidos con un instrumento de juguete. Simulador termo solar: permite analizar la influencia de la producción de electricidad en la modificación de ciertos parámetros en una central solar termoeléctrica. 25

26 Problema Análisis sincrónico (Internacionales) En este análisis se realizará un estudio de las variables que nos permitirá comprender detalles comunes entre ciertos tipos de simuladores. Simulador T 55 (Ucrania) Este simulador desarrollado por la industria Kharkiv Morozov, permite entrenar individualmente al jefe, al artillero y al conductor, así como en composición de dotación. Para ello dispone de un sistema modular de cabinas de una o dos plazas montadas sobre plataformas dinámicas que realizan giros en 3D para cada uno y un Puesto del Instructor. Accesos Varía según la intención del fabricante. Pero en la gran mayoría lo podemos encontrar por un lateral y por la parte trasera de la estructura. Generalmente están dotados por una escalera incorporada puesto que la cabina está más elevada que el piso. Bloques internos. Presencia del panel de mandos frontal con los indicadores del funcionamiento del vehículo. Bloques de otros indicadores en ambos lados. Asiento para el conductor. Control de dirección del vehículo, palancas, pedales, controles laterales. Tamaño Un área de no más de cuatro metros de largo por tres de ancho, dos y medio de altura para la cabina del estudiante. Y un mueble para el instructor con dimensiones para colocar no menos de dos monitores. La distancia entre ellos no es mayor de dos metros. 26

27 Problema Ruido Constan de un sistema para simular los sonidos provenientes de la computadora que llegan a los estudiantes dentro del mueble y también al instructor. Por otra parte están los sonidos provenientes del mecanismo de movimiento. Tanto el estudiante como el instructor durante el uso del simulador llevan auriculares pero pueden escuchar sin problemas el ruido del contexto: como otros simuladores, voces etc. Iluminación Movimiento Posee un sistema de movimiento colocado en la parte inferior accionado por energía hidráulica que recibe las órdenes de una computadora. Generalmente para no separar de la realidad, estos simuladores están dotados de la iluminación referente al medio real, donde se puede apreciar en los que son cerrados completamente luminarias típicas de los vehículos reales más otra general para las tareas de mantenimiento internas o para otro uso. También podemos encontrar en los simuladores que no son cerrados algunas pequeñas luminarias enfocadas sobre algún control o indicador pero siempre la iluminación del entorno exterior penetra al interior de la cabina. 27

28 Problema Materiales Los más utilizados son los metales en forma de placas para la estructura exterior y algún bloque interno y plástico en no pocos componentes internos. Peso Puede variar de los 400 Kg a 600 kg. Cantidad de integrantes 3 integrantes más el instructor, aunque este tipo de simulador en específico permite el entrenamiento de cada uno de los puestos por separado. Ventajas: Posibilita el entrenamiento de la dotación del tanque en condiciones de emergencias. Con el empleo de la intercomunicación se pueden realizar ejercicios de entrenamientos por toda la dotación. Desventajas: Debido a su alta tecnología e uso de las partes y componentes reales de la torreta del vehículo esto lo convierte en un producto extremadamente caro. El simulador (cabinas y puesto del instructor), en su totalidad y dimensiones, ocupa demasiados espacios en los lugares de entrenamiento. Reproduce correctamente el interior de la torreta dando una simulación casi perfecta de las condiciones a las que se tienen que adaptar la dotación, (jefe, artillero y conductor). Para el buen desarrollo de la puntería en los artilleros este simula las condiciones físicas reales del terreno. Permite al artillero la interacción directa con las partes y piezas reales existentes en la torreta así como su mantenimiento. 28

29 Problema Análisis sincrónico (Nacionales) Simulador de tiro de Tanque En el país se ha desarrollado hasta el momento varios simuladores tanto de tiro como de conducción de tanque, los cuales han permitido una acumulación de experiencias en el desarrollo y la práctica de la realidad virtual. Simulador de tiro de tanque T-55, es un producto concebido por la empresa (SIMPRO) desde finales de los años 1990, como resultado de diversas necesidades y carencias de medios para la preparación de las tropas de las FAR. El mueble del puesto de tiro es una copia fiel del simulador empleado por la URSS, el cual tras sufrir un proceso de estandarización de sus prestaciones de tal forma que sirviera además para otros simuladores como tiro de tanque. Accesos Este mueble le posibilita al usuario una cierta libertad de uso, o sea, el usuario puede incorporase a su asiento tanto por la derecha como por la izquierda. Presencia de un panel mando del estabilizador del anima del cañón Miras Asiento del conductor CPU Display Palanca de acuñamiento 29

30 Problema Espacio que ocupa Un espacio no mayor de un metro de ancho por dos metros de largo para el puesto de estudiante. Generalmente se concibe tres puestos dentro del local para poder evaluar varios estudiantes al mismo tiempo. Además un puesto del instructor el cual dirige y controla el ejercicio de los artilleros pero no ocupa un espacio mayor a los dos metros de ancho por uno de largo. Movimiento Este simulador es estático, por lo que no se genera movimiento de ningún tipo. Ruido Tanto el estudiante como el instructor durante el uso del simulador llevan auriculares pero pueden escuchar el ruido del contexto Materiales La estructura principal del mueble está compuesta por tres piezas de fibra de vidrio reforzadas con angulares de acero de 40 mm posibilitando la estabilidad y rigidez de la misma. 30

31 Problema Color El tratamiento cromático empleado es el utilizado generalmente en los equipos con fines militares, el verde oliva 230 y el negro metálico. La gráfica como elemento decorativo responde a la marca de la empresa productora, SIMPRO. Cantidad de integrantes Es un simulador por estudiante, pero generalmente se evalúan tres al mismo tiempo, debido a se ponen tres simuladores para que un instructor los evalúe. 31

32 Problema Simulador de Conducción de Tanque El CID-SIM ha desarrollado una misma composición básica para el diseño y producción de sus simuladores de conducción de tanques, un modelo estructural que pudiera ser utilizado en diferentes simuladores de conducción. Movimiento Posee un sistema de movimiento colocado en la parte inferior accionado por energía hidráulica que recibe las órdenes de una computadora. Accesos Presenta una oquedad en la parte trasera del simulador que permite la entrada a mismo, además de una escalera para acceder a la misma. Componentes internos Se utilizan componentes internos del tanque como las miras, el asiento, palancas, pedales, indicadores. Por otra parte la utilización de displays es bastante eficiente para la visualización del mundo virtual. Espacio que ocupa No ocupa un área mayor de los dos metros cuadrados, también se incluye el puesto del instructor que no ocupa un espacio mayor a los 2mx1m. 32

33 Problema Materiales Utilización de la fibra de vidrio para la composición del mueble, reforzado con angulares de acero para garantizar la estabilidad y rigidez del mueble. Cantidad de integrantes Permite solamente un estudiante para la realización del ejercicio. Visualización del mundo virtual Utilización de monitores convencionales para la reproducción del entorno virtual. 33

34 Problema Conclusiones La diferencia fundamental que existe entre los simuladores internacionales y los nuestros consiste en que los países desarrollados productores de armamento utilizan en los simuladores los mismos componentes interiores que se encuentran en el tanque, lo que en nuestro caso no es posible ya que se elevarían demasiado los costos. Y la industria militar cubana no dispone de todos los recursos necesarios para la producción masiva de los simuladores. En el caso del simulador de tiro presenta una simulación no real ni exacta de los órganos de puntería y controles para la realización de los ejercicios de tiro. Se utiliza la fibra de vidrio como material principal para la fabricación del mueble, por sus altas prestaciones y su bajo costo; reforzado con angulares de acero para su estabilidad y rigidez. Utilización de monitores convencionales para la reproducción del entorno virtual. 34

35 Problema Análisis de los Factores de Diseño CONTEXTO Para el análisis de esta tipología de productos, vale destacar que existen diferentes tipos de contexto que se necesitan tener en cuenta: el aula donde se emplaza todo el sistema, el simulador como espacio donde la tripulación desarrolla los ejercicios y la zona a donde estará destinado el simulador a ejercer su función. Primeramente tenemos las divisiones de tanque del país, que por lo general están ubicadas en las afueras de las ciudades, el cual se necesita de transporte para llegar a la zona, donde hay un predominio del polvo y tierra, producidos por los vehículos existentes en estas unidades, además de los soldados cuando realizan los ejercicios de infantería. Otor de los contextos analizados son las aulas donde estará ubicado el simulador, debido a la política de la empresa, estas son aulas especializadas para el entrenamiento de las unidades militares, las cuales deben tener determinadas características para garantizar el buen funcionamiento de los simuladores y su óptima explotación. Estos espacios tienen requerimientos específicos para los que se determinan rangos admisibles para los valores de la temperatura, la humedad relativa, el aislamiento, las vibraciones, hermeticidad; la energía eléctrica en voltaje y frecuencia, así como la tierra física e iluminación. Las condiciones del local responden al régimen de trabajo de computadoras industriales, en las cuales se integran las mismas equipadas con tarjetas de red, de video y de audio, microprocesadores y discos duros para el almacenamiento de la información. En el interior de estos espacios se identifican tres zonas diferentes; la del instructor, la del emplazamiento del simulador con sus componentes funcionales y la zona donde se ubica el equipamiento para el procesamiento de datos. Otro de los espacios a tener en cuenta es donde los soldados desarrollarán los ejercicios de entrenamiento simulado (simulador), éste convivirá e interactuará con los componentes de los puestos de la dotación. Dicho contexto debe ser referente al contexto real existente dentro del tanque T-62M, el cual tiene ciertas particularidades como sus dimensiones espaciales, la ubicación y distribución de los comandos, poca iluminación y ventilación, así como aquellos elementos que conviven en el espacio y que constituyen obstáculos a la hora de realizar el tiro. 35

36 Problema FUNCION Bloques o componentes de cada puesto del tanque T-62 Puesto del conductor Escotilla de acceso Asiento del conductor Palanca de cambio de velocidad Compuesto por una tapa con mecanismos que le permiten que posean 4 grados de libertad, y una oquedad correspondiente con la misma. Oquedad de 55 cm en la dirección transversal al eje principal del tanque. Pivotea en el extremo exterior + de 90 grados. Metal en toda su estructura. Se ajusta en 2 posiciones en el eje vertical para elevar o bajar al conductor. Se ajusta en 6 posiciones (avance y retroceso) Continuación Palancas del mecanismo de dirección Palanca de la bomba de alimentación de combustible Órgano de visión prismático con aditamento para la visión nocturna 2 palancas con tres posiciones, cada una controla el movimiento de una estera. Con esto se puede abrir el paso de combustible por medio de la bomba hacia las cámaras de combustión. Delante del conductor a la altura de la vista desde la posición de sentado. Se usa cuando la escotilla del vehículo está cerrada completamente, generalmente en condiciones de combate o de avance por agua. Poseen un ángulo limitado en la horizontal. Poseen placas incorporadas que acaparan la mayor cantidad de luz y la proyectan en el visor para la visión nocturna. Luminarias Lámparas colocadas en todas la áreas Interruptor de la luminaria Interruptores de dos tiempos 36

37 Problema Continuación Pedal de embrague Delante a la izquierda, con él se desconecta una transmisión y permite incorporar otra. Bloque de indicadores Pedal del freno Delante a la derecha. Libera el fluido hidráulico hacia los mecanismos de frenado. Tacómetro eléctrico Indicador ubicado en este panel que informa las revoluciones por minuto. Interruptor de encendido y apagado del tanque Interrumpe y abre el paso del flujo eléctrico hacia los sistemas. Ubicado en la parte frontal derecha Captador de aceite Medidor de temperatura del aceite Indicador que visualiza el nivel del aceite en una escala que informa los niveles óptimos y críticos. Cuando el aceite lubrica los mecanismos está sujeto a condiciones térmicas, con este indicador el conductor conoce cuando es necesario aminorar la velocidad, detener la marcha, cortar el flujo de combustible etc. Voltio amperímetro Velocímetro Indicador de la velocidad del vehículo. Temperatura del agua. Indicador de la temperatura del agua. Presión del aceite Indicador que visualiza la presión con la que está fluyendo el aceite hacia los mecanismos. 37

38 Puesto del artillero Asiento del artillero Órgano de visión prismático con aditamento para la visión nocturna Soporte para el artillero para la posición sedente cuando está controlando la torreta y las armas. Pose un mecanismo que le permite el plegado del mismo. Es un dispositivo con el cual el artillero visualiza parte del entorno incluyendo los blancos a abatir. Posee placas que acaparan niveles altos de luz y proyectan la imagen para permitir la visión nocturna. Dispositivo incorporado Órgano de puntería diurna dentro del control principal del artillero para la visión de una parte del entorno por principios ópticos a base de lentes con aumento. Incluye una escala telemétrica para la estimación de distancia y para la corrección del disparo. Órgano de puntería nocturno Dispositivo para visualizar el terreno en condiciones nocturnas. Cuadro de mando del estabilizador Mecanismos de giro de la torreta y de ascenso del ánima del cañón Indicador azimutal Control principal del artillero para estabilizar el arma principal durante la marcha. Están incluidos en él los disparadores del cañón y la ametralladora, controles de rotación de la torreta y el movimiento vertical del arma principal. Posee zonas de agarre con las dos manos. Los disparadores en este órgano funcionan por el método eléctrico. Controles giratorios que rotan horizontalmente la torreta cuando el motor eléctrico está averiado y verticalmente para el ascenso y descenso del ánima del cañón. Órgano que posee una escala circular con los 360 grados, donde las desviaciones se realizan tomando como referencia al eje longitudinal del chasís. Permitiéndole al artillero orientar el arma primaria hacia la dirección que le ordena el jefe. Cumple con el mismo objetivo del indicador de rumbo del conductor, pero en vez de indicar el rumbo del chasís indica un azimutal para la Problema 38

39 Problema Indicador azimutal torreta. Con esto no se da una orden de rotación de la torreta por grados de amplitud y sí hacia un grado o azimut específico). Mecanismo de elevación del cañón Control giratorio compuesto por una manivela la cual al rotarse en ambos sentidos el cañón sube o baja (mecánicamente). Casco laringófono Es un objeto que protege a los integrantes de golpes y roces con las partes internas del tanque. Posee audífonos para escuchar voces de mando y otras llamadas. Cuenta con dos micrófonos que presionan ligeramente la laringe de los integrantes para la comunicación. Están conectados con la red interna de comunicaciones. Mecanismo de disparo manual Compuesto por un disparador mecánico, que posee una aguja percutora la cual cuando la munición está lista es accionada por el artillero, la misma se libera y golpea el fulminante del cartucho provocando la chispa que combustiona la sustancia dentro del mismo. Toma de comunicación Es un dispositivo para conectar los enchufes individuales con una red interna o con el exterior Panel de mando del telémetro Bloque donde están agrupados los controles dispositivos que se utilizan para determinar la distancia a un objetivo por medio de un emisor de láser y un receptor. 39

40 Puesto del Jefe de dotación Problema Casco laringófono Escotilla de acceso Similar a los anteriores Similar a la del conductor. Posee 4 primas de visión. Dispositivos para ver el entorno, mientras más posea más puede ser el rango de observación. Órgano de comunicación externa (radio estación P-123 M) Bloque para sintonizar las frecuencias de radio del exterior, y la emisión de las que son emitidas por el jefe de dotación. Órgano de comunicación interna (intercomunicadores A-1 y A-2) I.C.T Dispositivo para la comunicación interna, con esto el jefe selecciona el integrante de su dotación con el que desee comunicarse o si será escuchada por todos en el interior. Órgano de visión prismático con aditamentos para la visión nocturna Similar a los anteriores pero con un mayor ángulo en la horizontal. Posee dos dispositivos para el agarre y para realizar el disparo, ya sea del arma principal como para la ametralladora que porta el vehículo. 40

41 Problema Usuarios Usuario 1(Soldados) Jóvenes entre 18 y 25 años de edad, que se encuentran actualmente pasando el Servicio Militar en Las Divisiones de Tanques del país. Son de mediana estatura debido al reducido espacio interior del tanque, además de que su complexión debe ser atlética para poder manipular mecanismos internos y externos del vehículo. Al ingresar a las compañías, pasan un período de preparación intensiva con cursos teóricos y prácticos antes de pasar a operar directamente en el vehículo de combate.estos cursos lo realizan directamente con el simulador para ayudarlos a familiarizarse con los comandos, controles y acciones que deben realizar dentro del vehículo real. La dimensiones antropométricas a aplicar en el diseño de los puestos en el simulador responderá al percentil 5, principalmente en los asientos, la ubicación espacial de cada una de las partes estará comprometida a la existente en el vehículo de combate real para asegurar el buen funcionamiento del mismo. Usuario 2(Instructor) El instructor es un oficial que tiene una preparación previa y domina todas las funciones y secuencias de uso a seguir durante la ejecución de los ejercicios. Encargados de supervisar y evaluar la realización de los adiestramientos que los alumnos efectúan en sus respectivos puestos. Son personas instruidas con un alto nivel de responsabilidades y conocedores de aspectos pedagógicos y metodológicos necesarios para la impartición de los entrenamientos. 41

42 Problema Usuario 3(Personal de mantenimiento) Personal de mantenimiento de SIMPRO, este personal interviene en los simuladores solo en casos de roturas, para cambiar alguna pieza o realizar reparaciones. Es una persona con experiencia en estas funciones y por ende, posee conocimientos de electrónica, mecánica y automática entre otras. 42

43 Problema USO Procedimientos de los usuarios en el tanque Conductor 1. Acceder al tanque. 2. Ocupar posición sedente. 3. Poner seguro al asiento. 4. Cerrar la escotilla. 5. Ponerse el casco laringófono. 6. Energizar el tanque. 7. Lubricar el motor. 8. Arrancar el vehículo (por batería o por aire). 9. Poner revoluciones. 10. Pisar el embrague. 11. Agarrar palancas de dirección del tanque. 12. Conducir el tanque. Artillero 1. Acceder al tanque. 2. Visualizar su puesto. 3. Ocupar posición sedente. 4. Ponerse el casco laringófono. 5. Chequeo de controles y órganos de puntería. 6. Obtener órdenes del jefe de dotación. 7. Descubrir e identificar el blanco mediante los mecanismos de giro de la torreta. 8. Medir y calcular distancia del blanco mediante los mecanismos de elevación del cañón. 9. Elegir el proyectil. 10. Ajustar la mira. 11. Ubicar el punto de puntería. 12. Esperar órdenes del jefe de dotación. 13. Disparar. 14. En caso de fallar el tiro realizar la corrección del mismo a partir del paso 6. Jefe de Dotación 1. Acceder al vehículo. 2. Visualizar su puesto. 3. Ocupar posición sedente. 4. Cerrar la escotilla. 5. Ponerse el casco laringófono. 6. Recibir órdenes superiores. 7. Ejecutar órdenes a la tripulación. 8. Visualizar el terreno. 9. Visualizar el blanco. 10. Ejecutar órdenes a la dotación. 11. Inhabilitar el disparo del artillero. 12. Realizar el disparo si lo desea. 43

44 Problema Secuencias de uso para el simulador Conductor 1. Acceder al simulador. 2. Ocupar posición sedente dentro del vehículo. 3. Obtener órdenes e indicaciones del instructor. 4. Poner seguro al asiento. 5. Ponerse el casco laringófono. 6. Energizar el sistema. 7. Iniciar lista de chequeo. 8. Encender el vehículo (por batería, por aire o combinado). 9. Conducir el vehículo. Artillero 1. Ocupar su puesto de trabajo. 2. Ponerse el casco laringófono. 3. Obtener órdenes e indicaciones por parte del instructor. 4. Obtener órdenes del jefe de dotación. 5. Descubrir el blanco. 6. Identificar el blanco. 7. Elegir tipo de proyectil. 8. Medir distancia y velocidad del blanco. 9. Ajustar la mira. 10. Ubicar punto de puntería. 11. Disparar. 12. Observar trayectoria e impacto del proyectil. 13. Retroalimentar. 14. En caso de fallar en el tiro realizar la corrección del mismo desde el paso 6. Jefe de Dotación 1. Acceder a su puesto de trabajo. 2. Ocupar su puesto en posición sedente. 3. Obtener órdenes e Indicaciones del instructor. 4. Visualizar el mundo virtual. 5. Dar voces de mando a la tripulación. 6. Inhabilitar el disparo del artillero. 7. Realizar el disparo. 44

45 Problema Instructor 1. Energizar el sistema. 2. Encender el sistema. 3. Ocupar su puesto de trabajo en posición sedente. 4. Introducir los datos del ejercicio. 5. Supervisar las acciones de todos los puestos. 6. Recibir los datos del ejercicio. 7. Evaluar los datos del ejercicio. 8. Apagar el sistema. 45

46 Problema ANÁLISIS TECNOLÓGICO Para la generación de esta proyecto la empresa cuenta con dos talleres; en el de maquinado están las máquinas herramientas para la producción de la mayoría de las partes que componen el simulador (estructura, asientos y algunos órganos de control y mando). Después pasan al taller de ensamblaje, ya sea por uniones soldadas o roscadas, en las que se les da el acabado final y se ajustan algunos detalles para obtener la estructura deseada. Taller de ensamblaje Máquinas herramientas existentes en la empresa -Tornos paralelos de cilindrar y roscar. -Tornos verticales de columna. -taladro de banco Taller de maquinado -Amoladoras de pedal y mesa. -Fresadora universal y recortador hidráulico. 46

47 Problema ANÁLISIS TECNOLÓGICO Las industrias militares tienen el DFM (Distribuidora de Fondos Materiales) la cual cuenta con proveedores de la totalidad de los componentes, por firmas estables introducidas en Cuba, a nivel nacional e internacional. La empresa no solo se limita a los talleres que posee, También cuenta con todos los talleres de las Industrias Militares del País, para la realización de partes y componentes que requieran mayores procesos de maquinado que no se puedan realizar en los mismos. 47

48 Problema ANÁLISIS MERCADOLÓGICO Se tiene en cuenta las normas de seguridad de transportación como el diseño del embalaje, requisitos técnicos, concebidos para largas travesías por aire, mar y tierra; el cual ha sido un punto débil en SIMPRO. También proporcionar manuales técnicos para el montaje y personal capacitado para esto como parte de la supervisión de las operaciones de ensamblado y mantenimiento con el fin de proporcionar más seguridad al cliente. La comercialización internacional de simuladores militares está controlada por empresas transnacionales, con un estándar de calidad elevado en cuanto a prestaciones, debido a la constante competencia de renombrados fabricantes por conseguir la preferencia del público. A medida que surge un nuevo medio de combate, se desarrolla paralelamente un simulador típico para él. Además para medios ya existentes a los cuales se les incorporan nuevas prestaciones tecnológicas. Los países del área de América Latina constituyen un mercado potencial. La demanda por simuladores se incrementa cada vez más pero los fabricantes más renombrados se encuentran en ciudades al norte de los Estados Unidos o en Europa por lo que Cuba puede ser el distribuidor más factible para ellos. Debido a eso es necesario que la calidad de estos productos esté a la altura de los que se comercializan por las grandes empresas. 48

49 Problema ANÁLISIS FUNCIONAL Puesto del conductor Función Básica: Desarrollar habilidades de conducción en un escenario virtual. El siguiente análisis se realizó partiendo del funcionamiento de los simuladores producidos en SIMPRO y algunas funciones tomadas de productos similares con la finalidad de mejorar las prestaciones de nuestros simuladores. Simulador (general) Función Básica: Simular las condiciones reales internas del tanque T-62M en un mundo virtual. Funciones Secundarias: -Energizar el sistema -Permitir encendido y apagado del sistema. -Emitir señales visuales -Emitir y recibir señales sonoras -Permitir acceso a la tripulación -Sostener a los usuarios en posición sedente durante el ejercicio. -Enviar y recibir datos al puesto del instructor. Funciones Secundarias: -Permitir acceso. -Permitir el encendido del sistema por batería. -Permitir el encendido del sistema por aire. -Visualizar el mundo virtual. -Cargar el programa. -Recibir datos del puesto del instructor. -Sostener y contener los órganos de visión. -Almacenar información. -Traducir acciones en datos. -Permitir la comunicación con la tripulación. -Sostener al usuario en posición sedente durante el ejercicio. -Sostener y contener las partes del sistema (Palancas de cambio, pedal del embrague). Funciones Complementarias: -Retroalimentar las acciones efectuadas. -Permitir acceso a partes del sistema. -Permitir interconectividad con el puesto del instructor. 49

50 Problema Puesto del Artillero Función Básica: Desarrollar habilidades de tiro de tanque en un mundo virtual. Funciones Secundarias: -Energizar el sistema. -Cargar el programa. -Visualizar el mundo virtual. -Sostener y contener los órganos de visión y puntería. -Recibir del puesto del Instructor. -Sostener y contener las partes del sistema -Traducir las acciones en datos. -Almacenar información. -Enviar resultados obtenidos al Puesto del Instructor. -Sostener al usuario en posición sedente durante el ejercicio. Funciones Complementarias: -Retroalimentar las acciones efectuadas. -Permitir acceso a partes del sistema. -Permitir interconectividad con el puesto del instructor. Puesto del Jefe de dotación Función Básica: Desarrollar habilidades de mando y dirección. Funciones Secundarias: -Permitir acceso. -Cargar programas. -Recibir datos del puesto del instructor. -Sostener y contener al usuario en posición sedente. -Permitir la intercomunicación con el resto de la tripulación. -Sostener y Contener las partes del sistema. -Sostener y contener los órganos de visión y puntería. -Traducir acciones en datos. -Almacenar información. -Visualizar el mundo virtual. -Enviar resultados obtenidos al puesto del instructor. Funciones Complementarias: -Permitir acceso a las partes del sistema. -Permitir retroalimentación de las acciones efectuadas. 50

51 Problema Puesto del instructor Función Básica: Dirigir y controlar el desarrollo de un ejercicio de simulación. Funciones Secundarias - Energizar el sistema. - Encender y apagar el sistema. - Permitir introducir los datos del ejercicio a realizar por la tripulación. - Visualizar el mundo virtual. - Traducir las acciones realizadas en el ejercicio en datos evaluables. - Visualizar el desarrollo y ejecución de las acciones del tiro realizadas por el artillero en tiempo real. - Visualizar el desarrollo y ejecución de las acciones de conducción en tiempo real. - Visualizar los datos del resultado del ejercicio. - Almacenar los datos y resultados del ejercicio. - Sostener al usuario en posición sedente. - Contener y sostener partes del sistema. - Permitir el acceso partes y componentes del sistema. - Permitir una comunicación directa e indirecta entre instructor y la dotación. 51

52 Problema MATRIZ FUNCIONAL Conductor Funciones Portadores Principio de Func. Permitir acceso Escotilla mecánica, mecanismos, oquedad Mecánico, energía humana, forma. Hermetizar el tanque Tapa de la escotilla, mecanismos Presión, forma y contra forma. Sostener al usuario en posición sedente o de pie Asiento del conductor, superficie poplítea Gravedad, forma Permitir regular la altura Mecanismo de dos tiempos. Mecánico, energía humana. Garantizar el cambio de velocidades Palanca de cambio de velocidades Mecánico, energía humana. Emitir haz de luz Lámparas Eléctrico Interrumpir el paso de la corriente Interruptor de dos tiempos Eléctrico Permitir la variación de la velocidad de las esteras Palancas de dirección (2) Mecánico, energía humana. Permitir el cambio de dirección del vehículo Palancas de dirección (2) Mecánico, energía humana. Permitir el bombeo del combustible Control de la bomba de combustible Mecánico eléctrico. Permitir visualización del terreno durante el día Visores prismáticos Óptico Permitir visualización del terreno durante la noche Dispositivos intensificador de la imagen ambiental Óptico Unir y separar la transmisión del motor con la caja de cambios Palanca de cambio de velocidades Mecánico Permitir el frenado del vehículo Pedal, mecanismos de frenado Presión(energía humana) e Hidráulico Indicar el rumbo del vehículo Indicador de rumbo Magnético Encender y apagar el tanque Interruptor eléctrico 52

53 Problema MATRIZ FUNCIONAL Artillero Funciones Portadores Principio de Func. Sostener al usuario Asiento del artillero Gravedad, forma Permitir plegado de la silla Mecanismo Mecánico, energía humana, gravedad Permitir visualización del terreno Dispositivos prismáticos Óptico Permitir visualización del terreno durante la noche Dispositivos intensificador de la imagen ambiental Óptico Permitir corregir el disparo Escalas incorporadas al visor Óptico Permitir estimar distancias Escala telemétrica incorporada al visor Óptico Permitir estabilización del cañón Jefe de Dotación Control principal del artillero con zonas de agarre para ambas manos Eléctrico Permitir la rotación de la torreta(eléctrico) Control principal del artillero Eléctrico Indicar la dirección de la torreta Indicador de dirección de la torreta mecánico Brindar protección a los usuarios Casco laringófono Forma Permitir comunicación con la dotación Micrófonos laringófonos, selectores de canales, conectores Mecánico, eléctrico Permitir funciones del telémetro Panel de control del telémetro Eléctrico, físico Permitir movimiento del cañón en la vertical(mecánico) Control giratorio vertical Permitir efectuar el disparo Controles pulsadores colocados en el órgano principal del artillero Mecánico, energía humana Presión, eléctrico Funciones Portadores Principio de Func. Permitir acceso Escotilla mecánica, mecanismos, oquedad. Mecánico, energía humana. Hermetizar el vehículo Tapa de la escotilla, mecanismos. Mecánico, Presión, forma y contra forma. Recibir y transmitir señales de radio del exterior Permitir la intercomunicación con la dotación Órgano de comunicación interna(intercomunicadores A-1 y A-2) I.C.T Micrófonos laringófonos, selectores de canales, conectores Permitir visualización del terreno Dispositivos prismáticos Óptico Electro-mecánico Mecánico, eléctrico Permitir visualización del terreno durante la noche Dispositivos intensificador de la imagen ambiental Óptico, físico 53

54 Problema REQUISITOS GENERALES Contexto -Hermetizar el aula para evitar la incidencia del sol sobre todos los sistemas técnicos del simulador, así como la entrada de polvo, humedad, vibraciones que afecten el funcionamiento del equipo. -Generar un ambiente climatizado dentro del local con equipos de climatización donde la temperatura máxima sea alrededor de 24 grados. -El mueble no abarcará un espacio mayor a los 2x2m de ancho. Uso-Función -Presentará un acceso en la zona delantera del mueble para mantenimiento. -El acceso de entrada y salida al mueble estará ubicado en la parte lateral o trasera. -Presentará un sistema de movimiento para que sensorialmente se acerque más a la realidad del vehículo. -Se utilizarán cámaras internas dentro del simulador para que el resto de los soldados de la clase puedan participar indirectamente en el ejercicio. -El simulador deberá ser una estructura cerrada para generar condiciones de temperatura e iluminación encontradas en el vehículo real. -Se utilizarán displays y gafas virtuales para la visualización del mundo virtual. -Los sistemas de alimentación y distribución de la energía eléctrica deben ser aisladas de las zonas de interacción con el usuario. -La estructura debe ser desarmable en partes funcionales lo cual permita un embalaje calificado. -Posibilitar el acceso general a componentes del sistema para realizar mantenimiento, reparación o sustitución según se requiera. -Reproducir la posición exacta de todos los componentes internos del vehículo en el simulador. 54

55 Problema REQUISITOS GENERALES -Contar con la presencia de una toma de alimentación eléctrica en el local para el funcionamiento del producto y otra de un voltaje menor para el puesto de trabajo del instructor. -Diseñar una estructura que optimice espacio durante el almacenamiento y transportación. Formales -Presentar acabados superficiales acorde a las generaciones actuales de medios de combate. -Sugerir un vehículo de combate pesado con volúmenes compactos y estructura rígida. - La estructura y partes del sistema deben soportar las cargas que se producen al transportar el equipo por cualquiera de las vías de transportación. Tecnológico -La utilización de fibra de vidrio para la estructura general por sus altas prestaciones y bajos costos. -Estandarización de las uniones para evitar la diversificación de los materiales. -En el trabajo gráfico se tomará en cuenta las normas de enmascaramiento que se aplica en las Unidades Militares, en específico para los vehículos blindados de combate, de forma tal que exista una analogía auto explicativa de la naturaleza del equipo. 55

56 conclusiones La disposición interna de los usuarios: conductor, artillero y jefe de dotación en el tanque real, es, por ese orden uno detrás del otro, y la ubicación de ellos dentro del vehículo está en el lado izquierdo, donde el espacio que los albergan es notablemente angosto por las propias características de las funciones que realiza el medio. que durante el avance de este proyecto servirán para sentar las bases de los criterios del diseño de este simulador. Por otra parte, tomando como referencia una vista superior del tanque de guerra se puede apreciar que esta disposición alineada, si se delimita por una figura geométrica, la misma sería un rectángulo donde tanto por el eje longitudinal, como por el transversal del tanque, el área de trabajo de estos usuarios radica dentro de estas dimensiones. Todo lo que se encuentre fuera de este rectángulo imaginario estaría fuera del alcance físico de los mismos y no tiene relevancia, pues se trata de espacios y funciones que no están dentro del rango de las acciones de uso de los usuarios. Con esto se puede hacer un acercamiento al conocimiento de las proporciones del producto que se pretende diseñar, se facilita la generación de un mapa geométrico imaginario basado en aspectos concretos Área de interacción con los controles principales. Ubicación de los usuarios que se desean entrenar. Usuario cargador, no incluido en el simulador a diseñar. 56

57 conclusiones El artillero y el jefe mantienen la distancia entre ellos durante los giros de la torreta, puesto que se encuentran dentro de ella. Estos mantienen una comunicación estándar por instrumentos, pero el contacto físico entre ellos ocurre en la realidad y es de gran importancia para llevar a cabo acciones de aviso, correcciones de ángulos de giro de la torreta entre otras. Permitir que se lleven a cabo estas acciones entre estos dos usuarios es de gran relevancia para los entrenamientos de un grupo en un simulador de dotación. Mientras que el conductor como está en el chasís del vehículo es más independiente y el jefe solo se comunica con él por instrumentos o en ocasiones especiales a viva voz. 57

58 Conclusiones La comunicación a viva voz es significativa en una misión real bajo parámetros externos, pero en un simulador carece de peso y de importancia, además condicionaría otros aspectos que se priorizan en la solución final. Por lo que al compararse se determina que tiene menor grado de relevancia. Sin embargo esta forma de comunicación se va a implementar con modificaciones para un simulador donde el software maestro se encargará de ello, y con la ayuda de los cascos disponibles adecuados con pequeñas bocinas, se puede lograr eso. Simplemente se declara la no utilización de la comunicación por radio durante el ejercicio y el mismo programa se encarga de modificar los decibeles de las voces por debajo del nivel de ruido de los sistemas. Y los usuarios seguirían con los cascos dentro del simulador pero escuchando las voces con un nivel muy bajo, y el resultado sería el mismo, muy realista, dentro del simulador. 58

59 Capitulo 3 Concepto Premisas Alternativas conceptuales Variantes conceptuales Evaluación y selección de la variante escogida Solución de subproblemas Exploración formal 59

60 Concepto Concepto Premisas Multifuncional Implementar en el simulador de dotación las funciones de simulador de conducción y de tiro, aumentando las prestaciones, incorporando tres funciones en un mismo simulador. Las cuales son: Entrenamiento de la cohesión de la dotación. Práctica de habilidades de conducción del tanque. Prácticas de tiro Realismo Implementar sistema de movimiento. Posición real de los puestos dentro del simulador referenciando al vehículo original. 60

61 Concepto Para evaluar las alternativas conceptuales se tomaron en cuenta primeramente las premisas conceptuales y se analizaron variables como peso, materiales y tecnologías disponibles, régimen de uso, factibilidad de transportación y particularidades de los procesos tecnológicos. 61

62 Concepto Alternativas conceptuales Medio para la preparación del personal compuesto por tres puestos, que albergarán a los mismos donde se recrearán las condiciones físicas de un tanque T-62M, simulando los espacios y límites internos, mecanismos, controles y displays, así como un escenario virtual. Puesto para la evaluación y el seguimiento del desempeño de los aprendices controlado por un usuario instructor. Ventajas Desventajas Posee grandes dimensiones. Conteniendo los tres puestos aumenta el peso del mueble. Dificulta el embalaje y la transportación. Necesita un sistema de movimiento muy potente, el cual no existe dentro de la empresa y su adquisición restaría grandes sumas de recursos. Mantiene la posición real de los puestos en el vehículo. Permite proporcionarle un sistema de movimiento a la estructura, para agregarle sensaciones de movimiento durante la práctica del ejercicio. Permite adiestrar a la dotación bajo situaciones tácticas, poniendo a prueba su capacidad de tomar decisiones por iniciativa propia. Permite implementar los accesos de forma realista. Minimiza los procesos de fabricación. 62

63 Concepto Variante 1 Mueble compacto en el cual varíe la distribución y posición de cada puesto, con sistema de movimiento para todo el mueble. Ventajas Disminuye el área y las dimensiones del mueble. Un único sistema de movimiento lo que es muy realista. Desventajas Mantiene el peso. Cambia la distribución y posición real de los puestos dentro del vehículo. 63

64 Concepto Alternativa 2 Esta variante consiste en dos muebles donde el más pequeño albergará al conductor y el de mayores dimensiones al artillero junto al jefe de dotación. En ella está la posibilidad de mantener la cercanía real de los dos últimos la cual posibilita que se lleven a cabo acciones reales de contacto físico entre el jefe y el artillero, para avisar o llamar la atención en caso de que este último esté prestando atención a otra cosa. Ventajas Permite mantener la posición real de los puestos en el simulador. las aulas ya que facilita la ubicación de cualquiera de sus dos partes en el lugar donde va a ser emplazado. Desventajas Mayor cantidad de piezas. Requiere más procesos tecnológicos. Mayor uso de materiales. Requiere el diseño de dos tipos de muebles. Se crean dos unidades más pequeñas. Disminuye el peso de las unidades pues se fragmentan. Facilita la transportación. Permite valorar cuál de los muebles debe tener sistema de movimiento o si las dos lo llevan. Permite un aprovechamiento mayor del espacio útil dentro de 64

65 Concepto Alternativa 3 Muebles individuales conectados al mueble del instructor, concibiendo el mismo módulo de mueble para los tres puestos. Ventajas Permite una fabricación modular. Disminuye las dimensiones de los muebles. Permite utilizar cada mueble independiente. Facilita la transportación. Disminuye el peso de cada mueble. Disminuye la cantidad de procesos tecnológicos. Desventajas Mayor cantidad de piezas Se pierde el concepto de entrenamiento como dotación ya que cada puesto está por separado y la comunicación entre ellos es sólo por radio. 65