随着一系列新技术的应用,直升机头盔显示器正朝着重量更轻、分辨率更高和视场更宽的方向发展。
头盔显示器(HMD)可以将平视显示器(HUD)上的飞行数据和其他信息投影到头盔显示目镜上,与飞行员的视场叠加,因而更加便于武器瞄准,提高了飞行员的状况感知能力。该装置以前通常专供执行攻击任务的直升机飞行员使用,但随着技术的发展和成本的下降,现在战场运输和搜救直升机的飞行员也开始装备HMD,用来在夜间和恶劣气象环境下看清航路,发现目标。
从"骑士盔"到"打击者"
"骑士盔"HMD是BAE系统公司较早的产品。只有德国陆军采购了该型设备用于其"虎"式多用途武装直升机。飞行员双眼前方的图像合成仪上集成了图像增强显像管和前视红外仪的信息,可以为飞行员提供全部的飞行数据和视景图像。两部小型阴极射线显像管(CRT)可以显示符号,而附带的电池可以使夜视镜在头盔脱离飞机的情况下继续工作。德国陆军提出这一需求是为了让飞行员可以在直升机外部执行检查之类的任务。
在"骑士盔"之后,BAE系统公司又推出了"打击者"系统,作为该公司的基本HMD产品。"打击者"沿用了"骑士盔"的显示模块,但用光学头部跟踪系统取代了原先的电磁头部跟踪器,并用液晶显示器(LCD)取代了原先的CRT。与电磁跟踪器相比,光学跟踪系统有很多的优势,它不仅精确度更高,而且不会与驾驶舱内的其他设备发生电磁干扰,而这种问题在直升机的升级改造中经常发生。LCD比CRT更省电,可以提供分辨率超过1280×1024像素的图像,而以前的CRT的蓬勃发展的分辨率只有800×600像素。
英国国防部对"打击者"头盔显示系统在一系列旋翼机发展计划中的应用进行了评估。其中一被称为"英国秃鹰"II的项目,它以"山猫"直升机作为飞行试验平台,利用光学设备和传感器的融合,探索直升机在各种气象和环境条件下的使用情况。
"打击者"的宽视场(FOV)非制冷红外阵列/微光传感器的图像,由位于机身各处固定式多光谱传感器生成,它们在拼接和融合后投影到飞行员头盔护目镜的外部世界图像上。这些拼接的图像每一个都是宽视场,并与相临的宽视场图像交叠,最终在头盔目镜上合成外部世界的全景图像。飞行员头部跟踪器可以测量到飞行员头盔的注视方向,并使相关部分的图像出现在显示目镜上。由于图像的效果非常逼真,需要在图像中插入虚拟的驾驶舱风挡边框以避免飞行员丧失方向感。该项技术应用后,就不再需要独立的夜视镜,因而也解决了视景不清的问题。
"弓箭手"
"弓箭手"头盔显示/瞄准(HMDS)系统也采用了光学头部跟踪器。安装在驾驶舱内的小型摄影机传感器可以持续地跟踪飞行员的视线方向和头部位置。而头盔上的红外发光二极管可以使跟踪器的精度达到5毫弧度以内。这样的精度可以使飞行员准确地使用外部武器瞄准目标并开火。
显示头盔护目镜上的固定说明或动态符号既可以为飞行员提供简单的瞄准标志,也可以全面显示重要的导航、飞行信息以及飞机自身和武器的数据。
"弓箭手"头盔由内盔和外盔组成。内盔中安装了音频系统,并且可以因人而异地调整尺寸。外盔除了具有保护作用外,还包括了光学显示模块、目镜和电子设备。同一内盔可以配置不同的外盔以满足不同用户和任务的要求,因而简化了维护和后勤需求并降低了系统的全寿命周期成本。
"夜视成像系统/平视显示器"
以色列埃尔比特公司开发的"夜视成像系统/平视显示器"(ANVIS/HUD)系统已经在以军和美军的CH-47和UH-60直升机机队中广为使用。该系统的最新型号采用了平板显示器和新型头部跟踪原理。在系统中,一个即适于CRT,也可用于LCD的独立信号数据转换器能将直升机传感器获得的信号转换为用于HMD的图形文件。
在执行搜救任务中,ANVIS/HUD可以提供更好的状况感知。飞行员可以将一个光标放在通过显示器目镜看到幸存者上,系统可以锁定幸存者并持续提供其位置参考信息。如果幸存者携带了卫星通信工具或救援无线电发射机,救援直升机的飞行员便可以远距离上将其位置锁定并飞抵该位置上空。这样至少在理论上,救援任务在无后方语音指挥的情况下执行。对于像AH-64这样的武装直升机而言,这种能力并不新鲜,但在运输和搜救直升机上还是首次使用。
埃尔比特公司还研制了符号显示装置(SDU),其功能与ANVIS/HUD类似,但主要针对通用和货运市场。和AH-64上的头盔显示装置一样,SDU使用一个可上翻的光学设备将符号投射在显示设备的红外和夜视图像上。
"眼睛"和"顶枭"
"眼睛"HMD是罗克韦尔·柯林斯公司研制一种针对旋翼机和战斗支援飞机设计的单眼显示器,专门配用于标准的ANVIS 夜视镜,可以在昼/夜行动中提供基本的HMD功能,显示飞行、发动机和武器的相关数据。为了适应不同飞机平台和任务的要求,"眼 |