Wykorzystanie Solid Edge do wizualizacji 3D/2D 
montażu i demontażu broni palnej

1. Wstęp – celowość stosowania rozwiązań 3D/2D w wojskowych procesach dydaktycznych

Do ważnych obszarów wiedzy we współczesnej branży obronnej należą montaż oraz demontaż broni palnej. Prawidłowe i wczesne nauczenie właściwych osób przeprowadzania poprawnego i szybkiego montażu/demontażu broni wydaje się celowe ze względu na konieczność późniejszego powtarzania tych działań w zróżnicowanych warunkach, często stresogennych i wrogich. Poza działaniami bojowymi, czynności te zachodzą także podczas przekazywania broni, np. pomiędzy użytkownikami indywidualnymi oraz pomiędzy magazynami, jednostkami operującymi w odrębnych rejonach działań, etc. Wówczas – uściślając niniejszą kolejność – demontaż (częściowy lub całkowity) i montaż, są niezbędne do weryfikacji zgodności stanu faktycznego broni ze stanem deklarowanym.

Za istotnością przyswojenia metod poprawnej realizacji montażu/demontażu w praktyce, świadczy także fakt, 
iż nieprawidłowa realizacja tych procesów może spowodować uszkodzenie pojedynczych części składowych broni, 
jej podzespołów, a nawet całkowicie rozumianego jej egzemplarza. Poważniejszymi konsekwencjami ww. błędów może być odniesienie ran, kalectwo lub śmierć osoby je popełniającej, ew. osób w bliskim i przyjaznym otoczeniu.

Przed rozpoczęciem procesów montażu i demontażu, ich realizator powinien znać odpowiedzi m.in. na dwa pytania:

• jaka jest kolejność rozpatrywania odpowiednich komponentów broni?,
• w jaki sposób przeprowadzić poszczególne czynności?.

Wobec tego, jednym z kryteriów przydatności adekwatnych pomocy naukowych jest szybkość udzielania odpowiedzi 
na powyższe pytania, w sposób obrazowy i długotrwale pozostający w pamięci.

Przyswajalność wiedzy przekazywanej słownie wynosi zaledwie ok. 10%, natomiast przekazywanej z zastosowaniem technik wizualnych, aż 85%. Celowe jest więc zwiększanie stopnia wykorzystania rozwiązań 3D/2D CAD w wojskowych procesach dydaktycznych. Rozwiązania te cechują bowiem następujące zalety:

• wygoda stosowania (dla twórców pomocy naukowych CAD oraz dla ich odbiorców),
• intuicyjność i poprawność interpretacji demonstrowanych treści 3D/2D,
• coraz wyższy poziom zaawansowania narzędzi wizualizacyjnych, umożliwiający zwiększenie stopnia złożoności objaśnianych zagadnień.

Dodatkowo, stopień przyswojenia i prawidłowej realizacji określonych umiejętności jest wprost proporcjonalny do liczby ich powtórzeń (manualnie lub z zastosowaniem intuicyjnych rozwiązań wizualizacyjnych). Dlatego też, systemy 3D/2D CAD uważa się za środowiska właściwe do wykonywania możliwie najlepszych materiałów dydaktycznych, dla ww. obszarów wiedzy oraz ich odbiorców.

2. Rodzaj broni palnej wykorzystanej w pracy.

W pracy przedstawiono cyfrową wizualizację montażu/demontażu broni 7,62 mm kbk AK MS (ze składaną kolbą metalową), której właściwy egzemplarz przedstawiono na rys. 3.1. Model 3D/2D powstał w wyniku digitalizacji geometrii broni. Cechy konstrukcyjne odczytano ‘z natury’ podczas pomiarów obiektu rzeczywistego (z wykorzystaniem klasycznych warsztatowych narzędzi pomiarowych), a także na podstawie możliwie dokładnej analizy zdjęć i schematów dostępnych 
w wykorzystanej literaturze.

3. Zastosowane rozwiązanie CAD oraz możliwości rozpowszechnienia tak uzyskanych treści 3D/2D.

Omawiana wizualizacja powstała (i jest niniejszym prezentowana) z zastosowaniem profesjonalnego systemu CAD 
(Solid Edge). Co szczególnie istotne dla ww. odbiorców wiedzy, tak uzyskane dynamiczne i statyczne treści 3D/2D cechują się także łatwą dostępnością ogólną. Oznacza to, iż poza ich odczytywaniem (oraz ew. modyfikowaniem, 
wg uzasadnionych potrzeb) w ‘natywnym systemie CAD’, możliwe jest ich udostępnianie (w postaci ‘do odczytu’) 
z zastosowaniem popularnych i bezpłatnych rozwiązań. Poza wręcz oczywistym ‘eksportem’ 3D/2D do postaci plików filmowych oraz obrazów, mowa tutaj głównie o wykorzystaniu przeglądarek 3D/2D dostępnych dla PC i urządzeń mobilnych.

4. Wizualizacje montażu / demontażu broni palnej w środowisku systemu CAD.

I. Budowa ogólna + następujące po sobie etapy montażu i następnie demontażu (3D z objaśnieniami ogólnymi):

W systemie CAD, dla modelu 3D broni wygenerowano oraz zapisano tzw. widoki PMI (ang. Product Manufacturing Information), z których każdy reprezentuje odkreślony zestaw komponentów CAD do wyświetlenia w danej chwili, 
w ściśle określonej orientacji przestrzennej, z zastosowaniem konkretnego cieniowania, z opcjonalnym wyświetleniem wymiarów oraz adnotacji, narzuceniem przekrojów, etc.

Podczas realizacji opisywanego przedsięwzięcia, ww. ‘widokom PMI’ nadano celowo określoną numerację. Wówczas, podczas ich chronologicznego wyświetlania, docelowi ich odbiorcy otrzymują wyraźny i czytelny przekaz, mający na celu objaśnienie ogólnej budowy broni, a także następujących po sobie etapów jej prawidłowego montażu 
i następnie demontażu.‘Widoki’ te można stosować we właściwej chronologii (w kolejności ’montaż’ i przeciwnej ‘demontaż’), a także wybiórczo.

Do najważniejszych ‘widoków PMI’ należą tutaj:

a) „01_całość – widok ogólny” (rys. 4.1.1.),
b) „02 całość – PRZEKRÓJ” (rys. 4.1.2.),
c) „03 muszka” (rys. 4.1.3.),
d) „04 muszka, lufa” (rys. 4.1.4.),
e) „05 muszka, lufa, obsada, rura gazowa” (rys. 4.1.5.),
f) „06 jw. plus suwadło z mechanizmem powrotnym” (rys. 4.1.6.),
g) „07 jw. plus podstawa celownika” (rys. 4.1.7.),
h) „08 kolba” (rys. 4.1.8.),
i) „09 magazynek” (rys. 4.1.9.),
j) „10 spust, zamek, nabój” (rys. 4.1.10),
k) „11 spust, zamek, nabój PRZEKRÓJ” (rys. 4.1.11),
l) „12 spust, zamek, nabój SZCZEGÓŁY” (rys. 4.1.12.).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II. Budowa szczegółowa poszczególnych podzespołów broni (3D + 2D z objaśnieniami dokładnymi):

Dla każdego z podzespołów broni zrealizowano następujące zadania, co zostanie przedstawione na rys. 4.2.1, 
dla przykładowego podzespołu „lufa komplet”:

a) utworzenie odrębnego tzw. podzłożenia w projekcie 3D CAD,
b) wykonanie tzw. widoku eksplodującego dla ww. podzłożenia 3D,
c) zautomatyzowane wygenerowanie dokumentu 2D dla ww. widoku eksplodującego wraz z listą części BOM 
(ang. Bill Of Material) oraz tzw. symbolami pozycji („balonikami”).

5. Łatwo dostępne i bezpłatne rozwiązania służące do intuicyjnego i szybkiego rozpowszechnienia omawianych treści wśród uprawnionych osób.

I. Format .SEV (3D + 2D ze stosownymi objaśnieniami):

Omawianą dokumentację (tj. zarówno model 3D, jak i rysunki 2D) można wyeksportować z systemu CAD 
m.in. do formatu .SEV, który charakteryzuje się tzw. ultralekkim rozmiarem (wielokrotna kompresja rozmiaru pliku 
w stosunku do ‘natywnego’ pierwowzoru). Pliki o rozszerzeniu .SEV reprezentują odpowiednie modele 3D/2D. 
Są one dedykowane są do otwierania na tzw. urządzeniach mobilnych (tablety i telefony typu ‘smartphone’, wyposażonych w systemy operacyjne IOS oraz ANDROID) z zastosowaniem bezpłatnej aplikacji SOLID EDGE MOBILE VIEWER (do pobrania z tzw. sklepów – odpowiednio – „AppStore” oraz „GooglePlay”).

Przykład wykorzystania opisywanych rozwiązań zademonstrowano na rys. 5.1.1., gdzie przedstawiono treści analogiczne do widniejących na rys. 4.1.2. (widok PMI „02 całość – PRZEKRÓJ”).

II. Formaty .PDF 3D oraz .PDF (odpowiednio 3D + 2D ze stosownymi objaśnieniami):

Pliki te generuje się w ‘macierzystym’ systemie CAD, natomiast można je następnie otwierać w bezpłatnym 
i ogólnodostępnym programie ADOBE ACROBAT READER DC (rys. 5.2.1).

III. Formaty ‘natywne’ systemu CAD oraz wyeksportowany z niego format ‘neutralny’, np. .PCF:

Pliki tego typu można otwierać m.in. w bezpłatnej przeglądarce CAD, jaką jest SOLID EDGE VIEWER (dla PC), czego przykład przedstawiono na rys. 5.3.1. W aplikacji tej możliwe są także pomiary geometryczne, tworzenie dodatkowych przekrojów, nanoszenie adnotacji (in. uwag), prowadzenie korespondencji z wykorzystaniem 
ww. uwag (ze wsparciem programu MS OUTLOOK), etc.

IV. Popularne ‘pliki filmowe’ oraz ‘obrazy’ (rastrowe/wektorowe) wyeksportowane z systemu CAD:

Na uwagę zasługuje zwłaszcza możliwość rejestrowania wizualizacji procesu montażu / demontażu, np. do postaci ‘pliku filmowego’ .AVI (rys. 5.4.1). Tworzenie ‘obrazów’ („zrzutów ekranu PrintScreen) jest na tyle oczywiste, 
że nie wymaga szerszego komentarza. Można przyjąć, iż obszerny zbiór odpowiednich „zrzutów ekranu” przedstawiono w punkcie 4. niniejszego opracowania.

6. Wnioski

Główną korzyścią z wdrożenia opisanego tu rozwiązania do dydaktyki wojskowej może być dalsze zwiększenie jej jakości, m.in. poprzez:

• łatwość demonstrowania budowy sprzętu, na stosunkowo wysokim poziomie szczegółowości,
• zwiększenie przyswajalności demonstrowanych treści, co istotne w przypadku zróżnicowanego poziomu przyswajalności wiedzy przez jej odbiorców (wysoka, np. studenci WAT; średnia, np. żołnierze służby zasadniczej, niska, np. osoby pozostające w długotrwałym stresie i niekorzystnych warunkach otoczenia),
• szybka i nisko-nakładowa dostępność do intuicyjnych pomocy dydaktycznych,
• zmniejszenie zapotrzebowania na relatywnie drogie wykorzystanie broni rzeczywistej, co umożliwić może korzystną redukcję całkowitych kosztów skutecznego szkolenia.

Efektem korzyści dydaktycznych mogą być istotne korzyści natury wojskowej:

• zwiększenie stopnia znajomości budowy i zasad eksploatacji użytkowanego sprzętu, co ułatwia zainteresowanym 
(i przyspiesza) prowadzenie odpowiednich działań z nim związanych (użytkowanie bojowe, bieżąca obsługa, drobne naprawy oraz przekazywanie),
• zmniejszenie poziomu stresu związanego z możliwością popełnienia błędu przez obsługujących, zwłaszcza 
w trudnych warunkach otoczenia,
• znaczące zwiększenie poziomu bezpieczeństwa ogółu procesów dotyczących obsługi/zastosowania broni.

Przedstawione tu rozwiązanie mogłyby znaleźć zastosowanie w Siłach Zbrojnych RP w następujących działaniach:

• szkolenie żołnierzy wcielanych do służby, ze szczególnym uwzględnieniem studentów uczelni wojskowych 
na kierunkach technicznych, ze względu na ich (wręcz naturalną) łatwość postępowania z narzędziami 3D/2D CAD,
• powyższe jest zasadne także dla osób wchodzących w skład ochotniczych jednostek obrony terytorialnej,
• doskonalenie wiedzy i umiejętności praktycznych żołnierzy w służbie, utrzymywanie gotowości bojowej rezerwistów,
• doposażenie systemu logistyki i eksploatacji sprzętu wojskowego, rozbudowa zaplecza technicznego, np. działań rusznikarskich.

 

Niniejsze opracowanie powstało na bazie artykułu
A. Budzyński, P. Dudziak, T. Zieliński:
Wstęp do wizualizacji 3D/2D montażu / demontażu broni palnej, jako propozycja pomocy dydaktycznej dla studentów technicznych kierunków wojskowych.

Artykuł ten powstał w Wyższej Szkole Gospodarki w Bydgoszczy, celem wygłoszenia podczas:
XXXV Międzynarodowe Seminarium Kół Naukowych Wydziału Mechanicznego, 
Wojskowa Akademia Techniczna, Warszawa 2016.05.18-20.

Literatura:
[01] Czerwiński M.: „Broń palna”, Dom Wydawniczy Bellona, Warszawa 2008,
[02] Czerwiński M.: „Broń precyzyjna”, Dom Wydawniczy Bellona, Warszawa 2006,
[03] Hartink A.E. (red.): „Encyklopedia automatycznej broni wojskowej”, Dom Wydawniczy Bellona, Warszawa 2008,
[04] Kazimierczak G., Pacula B., Budzyński A.: Solid Edge – komputerowe wspomaganie projektowania, Helion, 
Gliwice 2004,
[05] Niezgoda T., Bachan M., Bieniaszewski W., Kamiński R., Kazimierczak G.: „Analiza MES procesu wytwarzania wypraski, będącej integralnym elementem karabinka wojskowego (poster)”, IX Konferencja naukowo-techniczna „Programy MES w komputerowym wspomaganiu analizy, projektowania i wytwarzania”, Wojskowa Akademia Techniczna Warszawa 2005,
[06] Oleksiuk W. (red.): „Konstrukcja przyrządów i urządzeń precyzyjnych”, WNT, Warszawa 1996,
[07] Paprocki K.: „Zasady zapisu konstrukcji”, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2006,
[08] Sydor M.: „Wprowadzenie do CAD. Podstawy komputerowo wspomaganego projektowania”. Wydawnictwo Naukowe PWN, W-wa 2009,
[09] Warneński M., Menchen P., Budzyński A.: „Modelowanie i edycja synchroniczna w Solid Edge ST”, Bibl. GM System, Wrocław 2013.
[10] Wożniak R. (red.): „Encyklopedia najnowszej broni palnej”, Dom Wydawniczy Bellona, Warszawa 2001,
[11] Wożniak R. (red.): „Najnowsza broń strzelecka w układzie bezkolbowym”, Dom Wydawniczy Bellona, Warszawa 2007,
[12] Wożniak R. (red.): „Najnowsze uzbrojenie na świecie”, Dom Wydawniczy Bellona, Warszawa 2006,
[13] Woźniak R., Kupidura P., Zahor M.: „Karabinki automatyczne Tantal i Beryl”, TBiU, Dom Wydawniczy Bellona, Warszawa 1998

Skontaktuj się z nami