【中國頭盔顯示器】中國頭盔顯示器 |頭盔顯示器 |巴鐵飛行員讚不絕口 |
近日，國防部新聞中心發佈一張南部戰區空軍航空兵某旅殲-10C型戰鬥機照片，引起了讀者注意。雖然這架戰鬥機記者拍攝時候可能了Tv模式、背景有點兒虛化，但是，虛化背景無法讓大家一個細節：
這架殲-10C型戰鬥機飛行員使用飛行頭盔，和以往有點兒“”。相比殲-10系列戰鬥機飛行員配備TK-10A型飛行頭盔，這位飛行員佩戴頭盔顯得前後有點兒“長”，頭頂上面還加了一層沒有放下來、透明有機玻璃面罩，設計特徵有點兒像法軍“陣風”戰鬥機配備聯合頭盔顯示系統。一時間，“殲-10C型戰鬥機配備了聯合頭盔顯示器”之類猜測、論壇平台大行其道。
各路大佬這麼一個樣式“有點怪”新頭盔是啥、有沒有聯合頭盔顯示功能、顯示性能如何吵得不可開交時候，過了一個星期，央視國防軍事頻道播出了一則中部戰區空軍某部殲-16和殲-10C型戰鬥機實施異型機空戰對抗訓練新聞。關於殲-16型戰鬥機飛行員鏡頭中，赫然出現了某型我軍“老蘇機”列裝、仿蘇軍ZSh-7AP型飛行頭盔TK-12A型飛行頭盔完全新型頭盔。該型頭盔外殼上磁感應點、位於盔檐下方光學投影鏡片特徵來分析，只要戰鬥機有常識人能認出來：這確實是一型帶有綜合顯示功能聯合頭盔顯示系統。
總之，原本以為中國空軍會藏着掖着時間曝光、起碼等到明年七月份亮相聯合頭盔顯示器，這樣央視軍事頻道大大方方地展示給大家看了，實際上，大伊萬後來翻閲了先前收集我軍殲-10、殲-11B、殲-16戰鬥機照片，發現早在去年十一月份，一組關於北部戰區空軍某旅殲-10C型戰鬥機圖片中，出現了該型頭盔顯示器身影。意味着該型頭盔顯示器試裝部隊了。
那麼，既然殲-10C、殲-16型戰鬥機上了國產新型聯合頭盔顯示系統，該型頭盔屬於頭盔瞄準顯示系統第幾代產品、綜合性能如何、能夠實現哪些功能、是否有改進餘地，成了絕大多數讀者關注焦點。咱們得提一句：從目前公開特徵看，該型頭盔顯示系統屬於頭盔顯示器第三代產品，於蘇制СУРА-К（SURA-K），美JHMCS基本。
説殲-10C、殲-16配備聯合頭盔顯示系統屬於第三代產品，那咱們得搞清楚第二次世界大戰後，戰術飛機頭盔瞄準顯示系統換代特徵。截止目前，各主要軍事強國發展、裝備了四代戰術飛機頭盔顯示瞄準系統：
是第一代“試驗型”系統，包括南非空軍配備幻影F1AZ型戰鬥機飛行員頭盔瞄準器、美國空軍試驗性地配備F-4E型戰鬥機飛行員頭盔瞄準器。但作為第一代頭盔顯示瞄準系統，這些產品性能不夠，重量顯得了一些，加上當時有了頭盔瞄準器、沒有能發揮出頭盔瞄準器作用具備大離軸角攻擊能力近距格鬥彈，故而這些第一代頭盔瞄準器試驗性裝備後退出了歷史舞台。
而第二代“光學瞄準具”系統中典型代表，蘇軍配備早期蘇-27PЩЕЛь-3УM（Shchel-3UM）和配備蘇-27S後期、蘇-27SM中期改進型號“СУРА（SURA）”系列頭盔瞄準器了。這兩種系統構型、原理具備功能小異：
整體構型上包括裝飛行頭盔卡夾上瞄準系統和裝在座艙控制模塊兩側測量系統，瞄準系統測量系統內部另外配備有伺服單元，且有電氣接口；
而工作原理上，這兩種系統採用光電掃描式定位原理，飛行員頭部瞄準模塊上裝有三個發光二極管。而測量模塊中裝有兩面相旋轉稜鏡作測量模塊，發光二極管配合，利用三角測量法測量飛行員頭部法線偏移量，並火控計算機，調用位於戰機頭部光電探測模塊轉向目標。如果目標導彈離軸角攻擊範圍內，瞄準鏡鏡片內綠色光點持續閃爍、並切換為測距模式解算目標火控諸元，解算完成後戰機上出現“ПР”字樣，意味着戰機可以發射K-73導彈打擊目標了；
後，顯示功能上，ЩЕЛь-3УM（Shchel-3UM）或СУРА（SURA）是只有“瞄準”功能，只能用來蘇-27S/P系列飛機配備光電雷達，且只能用來制導K-73型空空導彈，顯示視場，顯示戰術數據非常少，無法反映諸如戰機狀態、態勢感知、實景增強信息。中國空軍伴蘇-27SK蘇-30MKK型戰鬥機引進，一併引進了這兩種頭盔瞄器，對СУРА-К（SURA-K）型進行了研仿改進，批量裝備了咱們自己殲-10A、殲-11飛機上。
於俄天軍列裝了很多年、到現在怎麼換СУРА（SURA）系列頭盔瞄準器，西方國家空軍雖然第二代頭盔瞄準器上什麼建樹，進入世紀後列裝了第三代綜合頭盔顯示器。這其中代表包括了美國空軍JHMCS-I/II、法國Thales公司“天蠍座”、英國BAE System公司“打擊者-II”。
這些綜合頭盔顯示器整體構型第二代СУРА（SURA）什麼區別，包括安裝飛行頭盔上顯示瞄準模塊、安裝頭盔外殼座艙兩側測量模塊、系統後端的計算伺服模塊及各模塊電氣接口；
但工作原理上，相比第二代蘇軍ЩЕЛь-3УM（Shchel-3UM）與СУРА（SURA）頭盔瞄準器採用的多稜鏡、發光二極管定位，第三代綜合頭盔顯示系統普遍換用了電磁或紅外感應定位原理，頭盔表面預設多個磁感應或紅外感應定位點，而在座艙蓋兩側預設感應測量模塊，於測量飛行員頭部法線偏移量；
打擊者-Ⅱ型頭盔（印象中2009年某期《世界軍事》這張圖做封面，記憶有偏差）
只不過顯示功能上，相比蘇軍兩種頭盔顯示器只能於近距格鬥彈瞄準，第三代綜合頭盔顯示器頭盔內部集成了投影模塊，能夠顯示平視顯示器上戰機飛參、態勢感知系統、武器瞄準參數主要戰術信息單目或雙目投影形式，直接投射到飛行頭盔裏玻璃屏幕上，一些高級綜合頭盔顯示器可以進一步集成實景增強系統、夜視系統，確保戰機能夠任何時間任何天候條件下使用綜合頭盔顯示器。
後，是批產裝備F-35系列戰鬥機、殲-20型戰鬥機上第四代綜合頭盔顯示系統，該系統構型、原理與第三代綜合頭盔顯示器基本相同，但功能上有了拓展。
近年來，頭盔顯示器研發與使用方面，世界各國積極適應實戰需求，展開角力。美軍反覆，使F-35戰機有了堪用頭盔顯示器，如今開始考慮其延壽。早在2017年，有消息稱俄羅斯軍方接收擬現實頭盔。以色列這方面不僅“自給”有餘，開始其他國家提供頭盔顯示器。英國BAE系統公司2019年公佈了其“前鋒II”進頭盔顯示器設計細節。
那麼，戰機頭盔顯示器功用如何？現在它發展到哪個階段?今後會哪個方向發展？請看專家解讀。
如果要問飛行員身上哪個裝具具科幻感，相信多數人會選擇“頭盔顯示器”。
但是，頭盔顯示器只有顏值，稱得上是“顏值實力兼具”。它可像普通頭盔佩戴使用，能夠顯示各類飛行和作戰關鍵信息，影響飛行員觀察外部環境，能夠飛機火控系統自動交聯，使發現、瞄準、攻擊動作一氣呵成。
一頂性能優良頭盔顯示器，是飛行員駕馭戰機作戰得力助手。
瞬息萬變現代空戰中，飛行員既要抬頭觀察外部環境、頭查看座艙內各種儀表及顯示器上信息，要操作火控雷達傳感器、目標進行跟蹤瞄，戰鬥操作壓力是常人想象。
頭盔顯示器出現，提供了滿足上述需求可為飛行員“減負”一體化解決方案，即作為高效率人機交互手段，飛行員提供安全防護、信息顯示、跟蹤瞄主要功能。地發揮作用，一些類型頭盔顯示器有定製款，會飛行員頭型來塑形，稱得上是貼臉貼心。
一是安全防護功能。具備安全防護功能是頭盔顯示器常規要求。通過盔體外形結構合理設計，集成氧氣面罩、耳機、護目鏡、氣囊組件，它能提供防碰撞、降噪音、保供氧、抗過載多種功能。
二是信息顯示功能。頭盔顯示器能夠飛行員顯示本機飛行高度、速度、姿態信息，能夠顯示機載武器狀態，而像佩戴傳統頭盔那樣轉頭切換視角。
三是跟蹤瞄功能。它這方面發揮作用原理與流程是：藉助技術手段，盔體位置變化進行定位，飛行員視線角度變化進行解析，相關信息上傳機載火控系統後，近距空空導彈導引頭，會飛行員視線轉動，使其截獲目標。藉助頭盔顯示器，飛行員能減少攻擊目標時操作動作，縮短攻擊時間，充分發揮空空導彈大離軸角發射打擊目標能力。
選擇，頭盔顯示器功能細節上
結構上講，頭盔顯示器盔體外，其組成部分還包括顯示模塊、定位模塊。
顯示模塊要確保飛行員既能看到字符和圖像，能看到外部環境，“半透半反”方式產生及顯示信息。其技術路線差異，分為投影式、OLED、光波導等。
頭盔顯示器小型化、輕量化、可靠性方面，採用技術路線各有其利弊，頭盔顯示器會採用組合。一些戰機聯合頭盔顯示器會採用雙目投影顯示技術，而一些型號直升機頭盔顯示器則採用單目OLED顯示。
定位模塊旨在解算頭盔位置及飛行員視線角度信息，主流技術途徑包括電磁定位、光學定位。
電磁定位裝置主要頭盔上信號接收模塊和座艙內信號發射端組成，通過感知位置電磁信號變化，從而解算出頭盔位置。如F-16戰機所用聯合頭盔引導系統，其定位模塊即採用電磁定位。
光學定位是通過定位標記，圖像解算方式獲取頭盔位置。“陣風”戰機“打擊者”頭盔顯示器即採用光學定位。
上述兩種方式各有利弊。電磁定位優點於頭盔上模塊，減重效果，缺點是電磁信號測量要求；光學定位處是精度高，之處於需要盔體上安裝發光點，因此頭盔輪廓和重量。
近年來，微機電陀螺技術發展，形成了視覺和微機電陀螺組合定位方法，既可減小體系重量，能降低全套系統的複雜程度。
到複雜，技術、功能完備
戰機頭盔顯示器自20世紀70年代誕生以來，已有近50年歷史，後經歷了頭盔瞄準具、單目頭盔顯示器、雙目頭盔顯示器幾個發展階段。
頭盔瞄準具僅飛行員眼前顯示瞄準符號，如十字或圓圈。南非幻影F1AZ戰機裝備了頭盔瞄準具，於引導法制V3Z紅外製導空空導彈，效果。該類產品隨後俄羅斯蘇-27、米格-29戰機上範圍運用，能夠實現R-73近距空空導彈大離軸發射，顯著提升了戰機近距離格鬥能力。
延伸閱讀…
頭盔瞄準具能提供信息量。於是，具有顯示能力單目頭盔顯示器20世紀90年代應運而生。
其代表性產品美空軍目前裝備聯合頭盔引導系統。該產品後發展了兩代，裝備於F-15、F-16、F-18系列戰機，並出口日本、韓國國家。它採用可拆卸高度集成化模塊設計，可20度左右圓形區域內單目顯示飛行信息及武器瞄準符號。
單目頭盔顯示器顯示視場，使用時於飛行員雙眼看到信息，誘發“雙目競爭”效應。
進入21世紀後，頭盔顯示器開始雙目顯示、彩色顯示升級，代表性產品包括“陣風”戰機上“打擊者”頭盔顯示器和F-35戰機聯合頭盔顯示器。
F-35戰機聯合頭盔顯示器集成了夜視攝像頭，結合飛機上安裝外成像設備，能夠“畫中畫”方式顯示飛行信息、影像、火控信息。
研製門檻，想要做出“硬核”頭盔
雖然各國飛行員渴望上頭盔顯示器，但目前服役頭盔顯示器並多。主要原因於相關研發技術和要求確不低：
目前巴基斯坦空軍裝備了三種四代和四代半戰機，是來中國JF17BLOCK3和殲10CE以及美製F16MLU。 這三種戰機具備頭瞄配合發射全向紅外格鬥彈能力，頭瞄+全向彈是目前巴空軍 近距格鬥中主要作戰方式。
於巴基斯坦空軍， 印度空軍一段時間保持着空中裝備技術優勢。當年印度俄羅斯購買蘇30MKI時候，獲得了俄製頭瞄和R73紅外格鬥彈，而這一優勢足足保持了 30年。
R73是世界上進紅外格鬥彈， 美軍其視為近距空戰中威脅，AIM9X第四代紅外格鬥彈出現以前，美軍沒有一型和R73處於同一技術層次空空導彈。
R73具備 全向攻擊能力，是蘇30MKI和蘇35新型側衞戰機身上， R73可以配合頭瞄做出發射動作，説敵機咬尾情況下，蘇30MKI能後發射導彈，雖然見得能直接擊落敵機，但能迫使敵人做出規避動作，幫助飛行員獲得空戰位置。
於這種空戰組合， 印軍掌握着近距格鬥中技術優勢，蘇30MKI雖然是重型戰機，但於其裝備了 全向矢量噴管，格鬥中會落於下風，加上中國戰機服役以前，巴基斯坦唯一拿得出手戰機只有F16MLU，而輕型機空戰中本佔優勢。
但中國戰機徹底打破了印軍技術優勢，據巴基斯坦代號眼鏡蛇第15中隊表示， JF17/殲10CE頭瞄和PL10E格鬥彈組合可以完全壓制印度戰機和空空導彈，面印軍購入法制陣風戰機，中國戰機和中國導彈能夠保持空中優勢。
頭瞄是頭盔瞄準具， 頭瞄特點賦予了戰機空中全向攻擊能力。沒有頭瞄情況下，飛行員駕駛戰機機頭指向敵機，等待座艙上顯示導彈鎖定後才能發射導彈。
但頭瞄出現完全改變了這種作戰方式，哪怕戰機機頭並指向敵機， 飛行員只需要轉頭目視敵機能通過頭瞄直接鎖定發射導彈，徹底解放了飛行員瞄準做出努力，可以專心於戰機下一步機動上。
延伸閱讀…
美國空軍通過實驗證實， 頭瞄可以飛行員索敵到開火時間足足縮短10秒，要知道空戰窗口一眨眼功夫，頭瞄意味着飛行員作戰效能成倍提升。俄羅斯給出了數據，他們認為頭瞄會戰機性能提高 6到8倍。
全向格鬥彈出現後，頭瞄作用顯露， 咬尾空戰成為歷史，飛行員可以任何一種飛行姿態下，敵機發射導彈。這一方面，俄羅斯走得， 藉頭瞄和R73格鬥彈獨領風騷，但中美的PL10E和AIM9X出現後，俄製頭瞄和導彈失去了領先優勢。
巴基斯坦目前裝備頭瞄是中國產品，外觀上看， 和殲20戰機配備頭瞄十分類似，頭盔表面佈外發光二極管，表明該頭瞄採用了 光CCD原理。這些二極管會戰鬥中幫助頭瞄系統跟蹤頭盔動作，判斷飛行員視線指向。
除此之外，這種頭瞄能飛機各種參數直接投射到頭盔中， 飛行員需要查看儀表信息能得到戰鬥所需所有數據，可以全身心投入索敵和空戰當中，提升了飛行員作戰效率。
和頭瞄PL10E紅外格鬥彈是中國空軍自用PL10出口版本，是目前世界上唯二服役 第四代格鬥彈。PL10E特點應用了 矢量推力技術和外凝視制導。
近日，國防部新聞中心發佈一張南部戰區空軍航空兵某旅殲-10C型戰鬥機照片，引起了讀者注意。雖然這架戰鬥機記者拍攝時候可能了Tv模式、背景有點兒虛化，但是，虛化背景無法讓大家一個細節：
這架殲-10C型戰鬥機飛行員使用飛行頭盔，和以往有點兒“”。相比殲-10系列戰鬥機飛行員配備TK-10A型飛行頭盔，這位飛行員佩戴頭盔顯得前後有點兒“長”，頭頂上面還加了一層沒有放下來、透明有機玻璃面罩，設計特徵有點兒像法軍“陣風”戰鬥機配備聯合頭盔顯示系統。一時間，“殲-10C型戰鬥機配備了聯合頭盔顯示器”之類猜測、論壇平台大行其道。
各路大佬這麼一個樣式“有點怪”新頭盔是啥、有沒有聯合頭盔顯示功能、顯示性能如何吵得不可開交時候，過了一個星期，央視國防軍事頻道播出了一則中部戰區空軍某部殲-16和殲-10C型戰鬥機實施異型機空戰對抗訓練新聞。關於殲-16型戰鬥機飛行員鏡頭中，赫然出現了某型我軍“老蘇機”列裝、仿蘇軍ZSh-7AP型飛行頭盔TK-12A型飛行頭盔完全新型頭盔。該型頭盔外殼上磁感應點、位於盔檐下方光學投影鏡片特徵來分析，只要戰鬥機有常識人能認出來：這確實是一型帶有綜合顯示功能聯合頭盔顯示系統。
總之，原本以為中國空軍會藏着掖着時間曝光、起碼等到明年七月份亮相聯合頭盔顯示器，這樣央視軍事頻道大大方方地展示給大家看了，實際上，大伊萬後來翻閲了先前收集我軍殲-10、殲-11B、殲-16戰鬥機照片，發現早在去年十一月份，一組關於北部戰區空軍某旅殲-10C型戰鬥機圖片中，出現了該型頭盔顯示器身影。意味着該型頭盔顯示器試裝部隊了。
那麼，既然殲-10C、殲-16型戰鬥機上了國產新型聯合頭盔顯示系統，該型頭盔屬於頭盔瞄準顯示系統第幾代產品、綜合性能如何、能夠實現哪些功能、是否有改進餘地，成了絕大多數讀者關注焦點。咱們得提一句：從目前公開特徵看，該型頭盔顯示系統屬於頭盔顯示器第三代產品，於蘇制СУРА-К（SURA-K），美JHMCS基本。
説殲-10C、殲-16配備聯合頭盔顯示系統屬於第三代產品，那咱們得搞清楚第二次世界大戰後，戰術飛機頭盔瞄準顯示系統換代特徵。截止目前，各主要軍事強國發展、裝備了四代戰術飛機頭盔顯示瞄準系統：
是第一代“試驗型”系統，包括南非空軍配備幻影F1AZ型戰鬥機飛行員頭盔瞄準器、美國空軍試驗性地配備F-4E型戰鬥機飛行員頭盔瞄準器。但作為第一代頭盔顯示瞄準系統，這些產品性能不夠，重量顯得了一些，加上當時有了頭盔瞄準器、沒有能發揮出頭盔瞄準器作用具備大離軸角攻擊能力近距格鬥彈，故而這些第一代頭盔瞄準器試驗性裝備後退出了歷史舞台。
而第二代“光學瞄準具”系統中典型代表，蘇軍配備早期蘇-27PЩЕЛь-3УM（Shchel-3UM）和配備蘇-27S後期、蘇-27SM中期改進型號“СУРА（SURA）”系列頭盔瞄準器了。這兩種系統構型、原理具備功能小異：
整體構型上包括裝飛行頭盔卡夾上瞄準系統和裝在座艙控制模塊兩側測量系統，瞄準系統測量系統內部另外配備有伺服單元，且有電氣接口；
而工作原理上，這兩種系統採用光電掃描式定位原理，飛行員頭部瞄準模塊上裝有三個發光二極管。而測量模塊中裝有兩面相旋轉稜鏡作測量模塊，發光二極管配合，利用三角測量法測量飛行員頭部法線偏移量，並火控計算機，調用位於戰機頭部光電探測模塊轉向目標。如果目標導彈離軸角攻擊範圍內，瞄準鏡鏡片內綠色光點持續閃爍、並切換為測距模式解算目標火控諸元，解算完成後戰機上出現“ПР”字樣，意味着戰機可以發射K-73導彈打擊目標了；
後，顯示功能上，ЩЕЛь-3УM（Shchel-3UM）或СУРА（SURA）是只有“瞄準”功能，只能用來蘇-27S/P系列飛機配備光電雷達，且只能用來制導K-73型空空導彈，顯示視場，顯示戰術數據非常少，無法反映諸如戰機狀態、態勢感知、實景增強信息。中國空軍伴蘇-27SK蘇-30MKK型戰鬥機引進，一併引進了這兩種頭盔瞄器，對СУРА-К（SURA-K）型進行了研仿改進，批量裝備了咱們自己殲-10A、殲-11飛機上。
於俄天軍列裝了很多年、到現在怎麼換СУРА（SURA）系列頭盔瞄準器，西方國家空軍雖然第二代頭盔瞄準器上什麼建樹，進入世紀後列裝了第三代綜合頭盔顯示器。這其中代表包括了美國空軍JHMCS-I/II、法國Thales公司“天蠍座”、英國BAE System公司“打擊者-II”。
這些綜合頭盔顯示器整體構型第二代СУРА（SURA）什麼區別，包括安裝飛行頭盔上顯示瞄準模塊、安裝頭盔外殼座艙兩側測量模塊、系統後端的計算伺服模塊及各模塊電氣接口；
但工作原理上，相比第二代蘇軍ЩЕЛь-3УM（Shchel-3UM）與СУРА（SURA）頭盔瞄準器採用的多稜鏡、發光二極管定位，第三代綜合頭盔顯示系統普遍換用了電磁或紅外感應定位原理，頭盔表面預設多個磁感應或紅外感應定位點，而在座艙蓋兩側預設感應測量模塊，於測量飛行員頭部法線偏移量；
打擊者-Ⅱ型頭盔（印象中2009年某期《世界軍事》這張圖做封面，記憶有偏差）
只不過顯示功能上，相比蘇軍兩種頭盔顯示器只能於近距格鬥彈瞄準，第三代綜合頭盔顯示器頭盔內部集成了投影模塊，能夠顯示平視顯示器上戰機飛參、態勢感知系統、武器瞄準參數主要戰術信息單目或雙目投影形式，直接投射到飛行頭盔裏玻璃屏幕上，一些高級綜合頭盔顯示器可以進一步集成實景增強系統、夜視系統，確保戰機能夠任何時間任何天候條件下使用綜合頭盔顯示器。
後，是批產裝備F-35系列戰鬥機、殲-20型戰鬥機上第四代綜合頭盔顯示系統，該系統構型、原理與第三代綜合頭盔顯示器基本相同，但功能上有了拓展。