中国歼击机吧 关注:1,863贴子:17,984

回复:说说那些革命性的战斗机座舱航电(上)

取消只看楼主收藏回复

 以DASH头盔的技术和特点为基础,埃尔比特公司和美国凯撒航天电子公司(Kaiser Aerospace electronics Corp.)组建的视觉系统国际公司(Vision System International)研制了JHMCS头盔(Joint Helmet Mounted Cueing System-联合头盔提示系统)。美国的第一线战斗机,如F-16、F/A-18、F-15都已选用JHMCS头盔,有些国家的F-16也在中期寿命升级(Middle Life Upgrade)中引入该头盔。JHMCS头盔可指挥大离轴导弹瞄准飞行员视线注视处,确定导弹引导头的瞄准线,所以飞行员仅需看着目标就能对它交战、锁定及发射导弹。JHMCS头盔的组件包括:轻重量的HGU-55/P飞行头盔、不影响飞行员弹射逃生的头盔显示器和相关光学零件、迷你CRT、磁性接收机单元、迷你照相机、自动亮度控制传感器、以及微控制器。


本楼含有高级字体38楼2015-05-18 12:38
回复

    JHMCS头盔可以被看做是一个头戴的平显系统


    39楼2015-05-18 12:38
    回复

      JHMCS的显示组件,取代了HGU-55/P飞行头盔原来的护目镜


      40楼2015-05-18 12:39
      回复
        在头盔瞄准系统概念开始发展时,仅有CRT可用来充当显示器,但尺寸及重量都得缩小。最后人们研制出直径一英寸的小型CRT,这个尺寸经实际验证可提供最佳的光栅(raster)影像解祈度和亮度(luminance)。
          简单来说,头盔瞄准系统的原理是测量飞行员视线的水平、垂直改变量,并把信息传送给机载雷达、惯性导航系统、前视红外系统、瞄准吊舱、及武器。一般来说,头盔的位置定位是通过一个或多个固定在座舱盖上的发射机,和头盔内的微型传感器来共同完成。当飞行员转动头部时,发射机产生的磁场会改变,微型传感器测量变化值,送出信号驱动各传感器及武器指向飞行员视线方向。另外一种方式是使用光电发射机和光电接收机。


        本楼含有高级字体41楼2015-05-18 12:39
        回复

          F-16座舱盖内侧的位置发射机


          42楼2015-05-18 12:39
          回复
            头盔瞄准系统显示的信息基本上是瞄准准星线(reticle sight)加上飞控和传感器/武器管理所必需的信息。头盔瞄准系统和平显使用相同的符号(symbology),显示的图案和文字焦距也都定无穷远处。头盔内的显示组件包括光源和一组传统透镜,用于把影像投射在护目镜上。光源可以是发光二极管阵列(Light Emitting Diode)或微型CRT,一般来说后者显示图像更清晰,但与头盔间的综合较困难。
              头盔瞄准器有许多优点,但它的亮度控制不佳,且无法显示前视红外及微光电视的影像。飞行员在执行夜间任务时仍要靠视场有限的平显看清外界,在这些因素考虑下,头盔显示器(Helmet Mounted Display)将很快取代头盔瞄准器。


            本楼含有高级字体43楼2015-05-18 12:40
            回复
              头盔显示器
                头盔显示器系统可提供以下功能:
                ·显示飞行及战斗管理的图像。
                ·判断飞行员的视线(Line Of Sight),指挥最重要的传感器及武器。
                ·在任何天候情况下提供光电传感器摄得的外界影像。
                ·保留传统头盔的功能,如:保护飞行员头部,连接无线电及氧气系统。
                整套系统的重量不能超过两公斤,以1.5公斤最理想。头盔显示器系统功能中最重要的是视场大小,以目前的技术水平而言,视场每增加10°,重量大约会增加0.2公斤。在长时间任务或高G值飞行动作下,这些重量会对飞行员颈椎造成负担,因此头盔显示器要尽可能贴近飞行员头部。
                早期头盔显示器非常贵,而且性能不佳:影像模糊、分辨率差、亮度黯淡、对比度低劣、重量不轻。但相关技术进步得很快,美国陆军航空队(US Army Aviation)在武装直升机上率先采用了头盔、头部跟踪器以及显示器综合成单一系统的IHADSS头盔(Integrated Helmet and Display Sighting System-综合式头盔显示瞄准系统),使用非常成功,这也促成了新一代综合式头盔系统的研制热潮。


              本楼含有高级字体45楼2015-05-19 11:05
              回复

                美国陆军用于直升机的IHADSS头盔


                46楼2015-05-19 11:05
                回复
                   新一代头盔显示器强调在任务各阶段都能帮助飞行员提高表现,设计目标是使飞行员、飞机、机载系统间进行更有效率的沟通,让飞行员获得并维持态势感知,进而提升任务效益。但头盔显示器在设计上不仅会遭遇技术问题,还会遇到与飞行员问复杂的接口挑战,如:人人各异的头部及脸部,因此设计上要非常有弹性。
                    最新的头盔显示器能提供80°×125°的视场,也不影响飞行员操控传统仪表。显示源可以单独装在头盔上,或是较常见的置入头盔内。如果要求高分辨率和宽阔的视场,显示源就不能太小,非得用单独式的不可。头盔上的显示源通常是单色CRT,因为它与数字滤波器的搭配在性能、重量、尺寸各方面最为均衡。
                    CRT成本低、来源容易、可靠、影像质量良好,不过虽然已经小型化,但其电源需求、高正极电压、产生高热仍是缺点,所以目前正在研制和测试中的显示源有:平板(Flat Panel)显示器、液晶显示器、场致发光(Electroluminescent)显示器、发光二极管显示器、场致发射(Field Emission)显示器、真空荧光(Vacuum Fluorescent)显示器、等离子(Plasma)显示器、微镜片装置(Micro-mirror Device)显示器。这些试验性新产品的尺寸小、电力及电压需求低、产生热量少、重量轻,对头盔显示器极具吸引力,平板显示器尤其有望成为民航平显的迷你显示源。美国国防部高级研究计划局(Defense Advanced Research Projects Agency, DARPA)已经提供经费展开研究,研制和综合平板计算机技术到下一代的头盔显示器内。


                  本楼含有高级字体47楼2015-05-19 11:05
                  回复
                     在引进人工智能和光纤传输技术后,预计未来头盔显示器会有革命性的发展,头盔显示器和各种传感器问的综合程度会更好,并有更高的资料更新率以及智能型的信息显示。同样目前飞行员在转动头部时出现了图像迟滞现象,未来应该都会完全克服。
                      在这方面很重要的一项发展就是视觉国际公司为F-35“闪电”——第一架无平显的现代战斗机——发展的HMDS头盔(Helmet Mounted Display System-头盔显示系统)。事实上,当飞行员视线与瞄准线方向一致时,HMDS头盔就是F-35的虚拟平显;当飞行员视线逸出瞄准线方向时,凭借围绕机身的六个分布式孔径系统(Distributed Aperture system)的传感器,HMDS头盔会提供“穿透”机身的视觉体验,并显示类似平显上的飞行性能数据、威胁信息、目标瞄准图像。


                    本楼含有高级字体48楼2015-05-19 11:06
                    回复




                      最新版本的HMDS头盔


                      49楼2015-05-19 11:06
                      回复
                        HMDS头盔以内置的微光传感器进行夜视,必要时还能以分布式孔洞系统影像显示周围三百六十度的情况。系统使用的图像和符号和现役JHMCS头盔完全相同,用有源矩阵液晶投影器取代了CRT,在头盔左、右各一具,分别用于投射影像及图像。夜视影像则由镜片投射到面罩内侧,可提供40°×30°的双筒视场。第一套HMDS头盔原型系统内有一支由ITT企业(ITT Industries)定制的16毫米直径影像增强管(Image Intensifier Tube),以电极耦合组件(Charge-coupled Device)储存影像视讯,由头盔外两眼上方的光学管投射到面罩上。

                        F-35 头盔显示器生成的增强影像


                        本楼含有高级字体50楼2015-05-19 11:07
                        回复
                           头盔显示系统另一项新发展,是欧洲战斗机(Eurofighter)“台风”(Typhoon)的HMSS头盔(Helmet Mounted Symbology System-头盔符号系统)。不论飞行员注视何方,HMSS头盔都能提供飞行及战术信息。此系统采用双面罩构型,夜晚使用透明防爆/显示面罩,白天使用可上下翻转的防眩/激光眼部防护面罩,头盔两侧各有一具增强管,提供40°×30°双筒重迭画面视场(前视红外影像也可投射到面罩上)。头盔为一体式设计,与头部防护、生命支持、光电完全兼容,还搭配全综合氧气面罩,提供核生化防护。头盔设计经过一系列严格测试,包括飞行时速1100公里以上的气流冲击和弹射测试,设计重心偏移量也尽减量小,以降低飞行员在高G值动作时头部的不适。


                          本楼含有高级字体51楼2015-05-19 11:07
                          回复


                            HMSS头盔

                            HMSS采用LED定位技术


                            本楼含有高级字体52楼2015-05-19 11:08
                            回复
                              夜视镜
                                从70年代初起,由于精密武器系统的扩散,改变了现代军事战争中的飞行及作战方式。为了完成任务并安全返航,现在的现代化空军相当依赖夜间低空作战能力,这都需要夜视设备才能实现。
                                在过去的30年中,由于夜视技术的进步,许多国家的空军凭借夜视镜(Night Vision Goggle)大幅提升了作战能力。夜视镜的典型位置是架在飞行头盔上,让飞行员通过镜筒观看舱外景物,也能从镜筒下的缝隙查看飞行仪表。夜视镜提供飞行员优质的夜间视觉信息,让他能看清地平线、物体、以及地形。

                              佩戴AN/AVS-6飞行夜视镜的直升机飞行员
                              飞行员夜视镜通常是一副双筒接目镜,内部各有一支影像增强管,双镜筒的优点是两眼可各自对焦,提供单镜筒欠缺的景深。电源由夜视镜内或头盔后方的电池供应,和机载电源互不干扰。正常使用时,夜视镜与飞行员的视线在同一直在线,必要时用手往上推就会弹开。



                              本楼含有高级字体53楼2015-05-19 11:09
                              回复