我國新型戰機智能程度超高,目標跟蹤到瞄準只需瞪一眼

去年印巴空戰,巴基斯坦擊落俘虜印度飛行員佩戴的頭盔被巴基斯坦空軍博物館收藏了,頭盔下面還放了一張報道印度被俘飛行員的報紙,印度的臉被打得啪啪響。

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這個頭盔有什麼來頭?印度從俄羅斯進口了一批Zsh-7頭盔和ZSh-3UM頭盔瞄準具,印度被俘飛行員佩戴的就這這種頭盔和瞄準具。ZSh-3UM頭盔瞄準具和最大離軸發射角達到60度的R-73空空導彈搭配使用,飛行員無需費勁地將機頭咬緊敵機佔據攻擊位置,只需扭頭“盯住”目標,計算機自動計算出目標相對載機的角位置,並將信息傳輸到導彈引導頭,便能做到看見即鎖定,就可以輕鬆抓住瞬息的戰機先敵開火。

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我國隨著蘇27戰鬥機進口也引進了Zsh-7頭盔和ZSh-3UM頭盔瞄準具,協配合引進的空空導彈具有一定的威懾能力,同時也為我國研發的頭盔瞄準具提供了參考。

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自打第四代戰鬥機F-35面世後,破天荒取消了HUD平視顯示器,為此羅克維爾·柯林斯公司開發了一套先進的頭盔顯示器,HUD平視顯示器這部分的功能集成到了頭盔顯示器裡面了。這套系統包括了雙目高亮度寬視場的顯示面罩,這要求飛行數據展示和任務相關的標記符號與真實景象完全重合,顯示的圖片清晰、全方位高精度,數據儘可能低延時,還集成了夜視投影顯示功能,夜間飛行無需額外佩戴夜視儀。這等於把HUD平視顯示器和夜視儀集成在一個頭盔裡面,開發難度相當大。這套設備的缺點就是重量比較大,對飛行員來說是不少的負擔。

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這套頭盔內置多種傳感器,無論飛行員的頭部轉向何方,根據座艙內的高精度磁感定位傳感器捕捉到飛行員頭部的方向和角度,可以將機身外的紅外或者夜視傳感器的影像實時360度全景顯示在頭盔顯示器,甚至可以讓飛行員透視機身阻擋視線的地面或者周圍的影像,大大提高了飛行員的態勢感知和目標跟蹤能力。還可以精確定位飛行員的眼球和瞳孔的位置,實現視距搜索、跟蹤和瞄準,不需要在空戰中低頭看儀表上的各種數據和瞄準線,極大提高了飛行員的作戰能力。

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到目前為止,HMDS頭盔顯示系統已經發展到了第三代,解決了之前產品的圖像延時、畫面抖動和圖像分辨率低的問題,而且大量使用了碳纖維材料大大減輕了頭盔的重量。

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那麼我國的頭盔顯示器現在發展得怎麼樣呢。根據2018年6月13日中國空軍網發佈了一篇文章,文章中報道了10位空軍院士來到“紅劍-2018”演習場建言獻策的場面。在這則新聞裡出現了一個新型的頭盔,這是殲20的飛行員第一次公開展示了這種先進的頭盔顯示器,從照片中能看到一些細節。

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這套頭盔顯示系統與英國BAE公司的Striker II頭盔顯示器有幾分相似,頭盔的後面佈滿黑色的小點,大家肯定很好奇這些黑點是什麼。這是用於定位頭盔位置的紅外LED傳感器,相對F-35的磁感定位傳感器來說,定位的精度更高,圖像的延時更短,還能減輕頭盔的重量。這款頭盔也曾經在F-35上試用過,但是HMDS頭盔顯示器成熟後就無下文了。

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後來在2019年國慶70週年的閱兵訓練的鏡頭中,可以發現殲-20的飛行員已經裝備了這款頭盔顯示器,外觀似乎有了新變化,估計做了一系列的改進,性能更加強大。

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這款頭盔顯示器由內盔和外盔兩部分組成,內盔就是一個普通頭盔,外盔是頭顯的關鍵組件,包括顯示與光學投射組件,還包括LED頭盔跟蹤組件以及多層護目鏡系統。殲-20的頭顯採用了經典的雙目圖像投射設計,外盔內兩個液晶投射顯示器把圖像投射到最內側透明護目鏡內表面,圖像焦距無窮遠,在飛行員眼前形成完全重疊的彩色圖像。通過這種頭盔顯示器可以擺脫平視顯示器的依賴,在戰鬥中無需將機頭牢牢對準敵機,對提高我軍飛行員的作戰能力的態勢感知有重要意義。

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隨著我國電子光電技術的高速發展,利用AR(Augmented Reality 增強現實)技術將計算機生成的文字、圖像、三維模型、視頻等虛擬信息模擬仿真後結合真實環境顯示在眼前。我國已經研製多款新型的頭盔顯示器,有些型號的AR頭盔已經在珠海航展上亮相展示了展示了不俗的國防科研能力。雖然我們的頭盔顯示器的起步比較晚,現在的性能與國外的產品比還有不足,但是我們發展的速度快,更多先進的產品已經在研製中不久將會面世,超越並領先未來可期。

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說起頭盔瞄準具,不得不提一下尼古拉斯·凱奇主演的一部電影《火鳥出擊》,在這部電影中阿帕奇武裝直升機的機炮和IHADSS綜合頭盔瞄準具隨動攻擊的畫面讓人印象深刻。飛行員的眼睛看那裡,機炮就指向哪裡,可以大角度離軸射擊,不需要飛行員像以前那樣辛苦操縱飛機將目標緊緊咬在在固定的瞄準具上,具有很高的靈活性和射擊精度。

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中國也專門為武裝直升機開發出一款頭盔顯示器,能夠顯示瞄準信息、紅外圖像、飛行數據和符號等高清圖像,能夠讓飛行員高效率的獲取信息和攻擊目標,還有機炮和飛行員視線隨動的功能,可以做到看哪打哪,打擊靈活精度高。頭盔兩側有兩個攝像頭,顯示屏上能夠顯示紅外和夜視儀的圖像。但是這套顯示屏視場比較小,顯示的信息有限。總的來說,這比阿帕奇武裝直升機的頭盔瞄準具性能極大地提高。

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目前這套頭盔顯示器有了新的改進,新的系統包含一個更大雙目寬視場的顯示面罩,獲得的視場更大顯示的圖像數據更詳細,圖像更穩定清晰,性能更優越。

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雖然我國的頭盔顯示器的技術起步晚,但是經過我們科技工作者不懈的努力,我們的產品從無到有、從弱到強,技術水平已經達到世界一流水平。奮鬥拼搏、刻苦鑽研、善於創新,這幾點才是我們的成功之道。


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