軍用航空電子系統(tǒng)幾大關(guān)鍵趨勢(shì)（二）

頭盔顯示器的新發(fā)展

　　戰(zhàn)斗機(jī)駕駛艙儀表的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)是采用彩色液晶顯示器。美國(guó)的F-15、F-16、F/A-18、AT/T-38和T-45的駕駛艙改進(jìn)都采用了液晶多功能顯示器。平板彩色顯示器和平視顯示器將為目前最先進(jìn)的F-22飛機(jī)的飛行員提供信息。而頭盔顯示器（HMD）作為一種新崛起的瞄準(zhǔn)和顯示設(shè)備正越來(lái)越受到世界各國(guó)空軍的重視。

　　俄羅斯和以色列戰(zhàn)斗機(jī)已采用頭盔顯示器，而美國(guó)空軍和西歐國(guó)家的空軍卻采取慎重態(tài)度，已花了好幾年時(shí)間對(duì)頭盔顯示器的所有人機(jī)工程和性能問(wèn)題進(jìn)行深入的研究。現(xiàn)在，頭盔顯示器的技術(shù)已能滿足所提出的嚴(yán)格的要求。

　　各國(guó)空軍都希望用頭盔瞄準(zhǔn)系統(tǒng)來(lái)指示目前和未來(lái)的一些近距空空導(dǎo)彈， 正在把采購(gòu)和部署簡(jiǎn)單的只能白天使用的頭盔瞄準(zhǔn)系統(tǒng)置入快車(chē)道。HMD取代戰(zhàn)斗機(jī)的平視顯示器（HUD）已變成次要的事情，現(xiàn)在頭盔顯示器的主要作用是武器瞄準(zhǔn)和一些儀表數(shù)據(jù)的讀出。目前的考慮趨向于頭盔顯示器顯示的的東西越少越好，詳細(xì)的飛行數(shù)據(jù)最好留給HUD來(lái)顯示。HUD在今后相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)不會(huì)被HMD所取代，因?yàn)閷?duì)HMD的要求取決于任務(wù)和威脅，而且只在少數(shù)任務(wù)中需要全功能的HMD。研究表明，互補(bǔ)地采用前視紅外（FLIR）顯示器、夜視鏡和簡(jiǎn)單的頭盔指向器件已能滿足需要。

　　俄羅斯的米格-29已裝備基輔阿森納爾設(shè)計(jì)局研制的Zh-3YM-1 HMD。這種簡(jiǎn)單的系統(tǒng)采用一塊外部安裝的組合玻璃來(lái)顯示目標(biāo)的方位，其特點(diǎn)是具有采用安裝于駕駛艙的攝像機(jī)來(lái)探測(cè)安裝于頭盔的發(fā)光二極管（LED）組的光學(xué)頭部跟蹤器。阿森納爾設(shè)計(jì)局現(xiàn)已研制了一些更新的HMD，例如Surat和Taurus。這些系統(tǒng)在作戰(zhàn)中使用的優(yōu)點(diǎn)是，飛行員僅需要轉(zhuǎn)動(dòng)其頭部就可截獲目標(biāo)并發(fā)射武器，而不需要使其飛機(jī)的機(jī)頭指向敵機(jī)。

　　以色列埃爾比特的顯示和瞄準(zhǔn)頭盔系統(tǒng)（DASH）在以色列空軍的F-15、F-16和F-4中使用已有好幾年。第三代DASH 3提供與以前型別同樣的性能，但已做得較輕（1.8千克）和尺寸更加緊湊，且提高了系統(tǒng)可靠性。DASH采用12.7毫米的陰極射線管，它在22b視場(chǎng)內(nèi)產(chǎn)生筆劃式字符來(lái)顯示飛行數(shù)據(jù)和一個(gè)目標(biāo)指示框。

　　DASH可使雷達(dá)和空空導(dǎo)彈的導(dǎo)引頭跟隨飛行員的瞄準(zhǔn)線轉(zhuǎn)動(dòng)。DASH像許多其他HMD那樣，采用電磁頭部跟蹤器。電磁頭部跟蹤器基于頭盔安裝的發(fā)射器和駕駛艙內(nèi)的一些傳感器，可將飛行員的視線確定在6毫弧度的精度以內(nèi)。

　　歐洲戰(zhàn)斗機(jī)的頭盔顯示器采用光學(xué)跟蹤系統(tǒng)，用一系列安裝在駕駛艙中的紅外攝像機(jī)探測(cè)頭盔上的IR發(fā)光二極管陣列，從而計(jì)算頭部的精確位置和視角。光學(xué)跟蹤器的優(yōu)點(diǎn)是，不必像電磁跟蹤器那樣畫(huà)駕駛艙的磁場(chǎng)圖，可在任何飛機(jī)上采用。雖然早期系統(tǒng)因?qū)θ展饷舾卸跋[”，較新的光學(xué)跟蹤器可采用預(yù)測(cè)處理和其他技術(shù)把這種現(xiàn)象過(guò)濾掉。較快的計(jì)算機(jī)處理還可減小系統(tǒng)的延時(shí)。

　　法國(guó)賽克斯當(dāng)公司和英特技術(shù)公司不是圍繞現(xiàn)有的頭盔殼體設(shè)計(jì)HMD，而是設(shè)計(jì)了一個(gè)全新的頭盔系統(tǒng)，它包括視覺(jué)與顯示系統(tǒng)，并帶氧氣/正壓呼吸和全核生化保護(hù)。該公司的單目Topsight HMD已經(jīng)在一架0幻影02000上作了廣泛的飛行試驗(yàn)，并已向法國(guó)空軍供應(yīng)了10套Top-sight頭盔進(jìn)行鑒定。法國(guó)空軍正集中于HMD在空空目標(biāo)截獲和指示方面的使用，主要支持0幻影02000和0陣風(fēng)0戰(zhàn)斗機(jī)。對(duì)Topsight雙目HMD的飛行試驗(yàn)定于1997年年底以前開(kāi)始。該公司采用磁頭部跟蹤系統(tǒng)，而且最近完善了一個(gè)新的算法組，以進(jìn)一步提高精度，最終公司可能采用眼跟蹤系統(tǒng)來(lái)代替磁頭部跟蹤系統(tǒng)。

　　美國(guó)空軍的“聯(lián)合頭盔指示系統(tǒng)”（JHMCS）正在迅速發(fā)展，JHMCS將由國(guó)際視覺(jué)系統(tǒng)（VSI）公司研制。VSI是美國(guó)凱澤電子公司和以色列埃爾比特公司的合資企業(yè)，埃爾比特公司通過(guò)這個(gè)合資企業(yè)把DASH技術(shù)轉(zhuǎn)讓給了JHMCS。JHMCS的使用試驗(yàn)和鑒定將在1999~2000年進(jìn)行，而生產(chǎn)決定將在2000年年中作出。首批使用JHMCS飛行的飛機(jī)將是F-15C/D和F/A-18C/D。F-22也將采用JHMCS，以便充分發(fā)揮改進(jìn)的 AIM-9x的離軸能力。最初的JHMCS將是一種單目、單色顯示器，將字符投影在頭盔的護(hù)目鏡上。

　　其20b顯示視場(chǎng)將適合白天空戰(zhàn)中的離軸導(dǎo)彈指示。它的一個(gè)預(yù)計(jì)劃的產(chǎn)品改進(jìn)項(xiàng)目致力于未來(lái)用在AV-8B和JSF空地作戰(zhàn)對(duì)系統(tǒng)所要求的改進(jìn)。 JHMCS被設(shè)計(jì)成安裝在標(biāo)準(zhǔn)的HGU-55/P和輕型的GU-56/P或F-22的HGU-68/P這類頭盔上。它能指示雷達(dá)與導(dǎo)航系統(tǒng)及導(dǎo)彈導(dǎo)引頭，采用了高速（240赫）電磁允許的金屬頭部跟蹤器。

　　JHMCS與俄羅斯頭盔的關(guān)鍵差別是送到頭盔的數(shù)據(jù)不同