用目光杀死敌人，谈谈战斗机的头盔显示器

万磁王

作者：Armstrong  
来自空翼

　　飞行员头盔原本是一种简单的防护装备，但在结合了头部跟踪技术和符号显示系统后正日益变为飞行员获取信息的主要方式，从而大幅提高飞行员的态势感知能力。
　　从空战诞生之日开始，飞行员的态势感知就对空战胜负和自身生存至关重要。在最初的日子里，摆在飞行员面前的只有转速表、高度表和罗盘，而现代飞行员在空战中不仅要时刻注意座舱外的动向、还要不时低头查看座舱仪表和显示器。
　　随着技术的发展，座舱仪表和显示器显示的信息也随之增多，越来越多的信息导致了飞行员无所适从，无法快速找到自己需要信息。因此，简化和帮助飞行员吸收信息成为战斗机人机界面的一个重要设计目标，必须先使用机载计算机对信息进行简化和分类，再呈现给飞行员。此外，随着一系列大离轴角近距空空导弹和新型传感器的出现，如何增大这类武器的发射区也成为亟待解决的问题。
　　自20世纪70年代中期以来，军用直升机和战斗机已普遍装备了头盔瞄准具。战斗机头盔瞄准具一开始非常简陋，仅能用于控制红外制导空空导弹的瞄准。导弹引导头能根据飞行员的头部运动快速对准目标，实现大离轴角发射，不再需要飞行员努力机动把机鼻对准目标。
　　南非空军的“幻影”F1AZ飞行员率先在实战中使用头盔瞄准具，并取得良好效果。美国霍尼韦尔公司在20世纪70年代也实机测试了视觉目标获取系统（VTAS），但未被美国空军采用。

南非的“反曲刀”头盔瞄准具，用于与V3A近距空空导弹配合

安装了AV8-8  VTAS的APH-6A头盔，有一个伸到飞行员眼前的反射镜，飞行员把镜片中的准星指向目标就能使空空导弹引导头对准目标

万磁王

　　苏联米格-29“支点”和苏-27“侧卫”代表着头盔瞄准具技术的一场革命。这两种战斗机从问世的第一天起就整合了Shchel-3UM头盔瞄准具和红外搜索与跟踪（IRST）系统，让R-73（AA-11“射手”）红外制导空空导弹具有了强大的近距作战能力。这是头盔瞄准具发展史上的一个分水岭，使北约国家正视差距，认真对待头盔瞄准具的发展。

俄罗斯米格-29和苏-27的头盔瞄准器采用了相似的设计

镜片中显示的简易准星

万磁王

　　20世纪90年代初，以色列Elbit公司研制出与“怪蛇IV”空空导弹配套的显示和瞄准头盔（DASH）。美国在这种头盔的基础上于90年代后期研制出联合头盔提示系统（JHMCS），来与新一代近距导弹AIM-9X配套，被统称为大离轴角系统（HOBS）。JHMCS和AIM-9X组合首先装备了F-15C。

以色列的DASH头盔已经是以色列F-15/16战斗机的标准装备

万磁王

　　DASH和JHMCS两种头盔也增加了符号显示功能，除了用于控制导弹引导头和瞄准吊舱传感器外，JHMCS在后来也实现了把关键飞行数据投射在遮光镜上的功能，从头盔瞄准具进化成了头盔显示器。

JHMCS头盔可以被看做是一个头戴的平显系统

JHMCS的遮光镜显示组件

　　因此从理论上来说，可以把关键飞行数据和目标数据都从平显上移除，统统投射在头盔显示器的遮光镜上，让飞行员在空战中能更好地使用空空武器攻击敌机，不再需要操飞机把机鼻对准目标，然后通过平显瞄准。
　　经过多年发展后，头盔显示器不仅能够为飞行员提供“先敌发射、先敌攻击”的大离轴攻击能力，还使他们在做大过载机动时也能控制机载武器和传感器的瞄准。头盔显示器的遮光镜不仅能显示瞄准符号和飞行参数，还能显示视频和前视红外图像。

万磁王

尖端头盔显示器
　　目前全球已经有多种头盔显示器服役，预计在不久的将来，头盔显示器将成为飞行员作战时必不可少的装备。

JHMCS和“蝎子”头盔
　　在Elbit系统和罗克韦尔·柯林斯公司联合研制出JHMCS后，美国空军立即在F-15C上应用了这个设备。目前JHMCS已经普遍装备美国现役战斗机并销往多个国家。

佩戴JHMCS的F-15飞行员

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　　但令人奇怪的是，美国空军的终极战斗机F-22“猛禽”居然一直没有装备JHMCS。原因不得而知，有消息说是因为F-22与JHMCS整合问题一直没有得到解决。

装备“蝎子”头盔的Block 30 F-16C

“蝎子”头盔具有彩色符号显示能力

万磁王

　　2014年初，美国空军评估了给F-22装备更新更便宜的泰利斯“蝎子”头盔显示器的可行性，但整合工作一直没有进展。“蝎子”头盔显示器目前已装备美国空军的F-16  Block 30和A-10C，并成为这两种飞机的标准装备。与JHMCS使用螺栓固定在标准Gentex  HGU-55头盔上的单色遮光镜显示器相比，泰利斯头盔采用彩色单片式右眼显示器，视场26度x20度，可显示武器瞄准和关键飞行数据。更重要的是这种单片式显示器兼容夜视镜（NVG），泰利斯表示位于飞行员的眼睛和夜视镜之间的超薄显示器始终可以显示彩色的符号系统，客户能根据作战需要和航空惯例选择显示红色、橙色或绿色符号。

JHMCS的显示组件，取代了HGU-55/P飞行头盔原来的护目镜

万磁王

　　JHMCS依靠座舱中的磁场来感测头盔的姿态，而“蝎子”可使用磁跟踪器或混合光学/惯性跟踪器来感测头盔姿态。

F-16座舱盖内侧的JHMCS位置传感器

　　虽然JHMCS已非常受欢迎，但无法兼容夜视镜，飞行员在夜间任务中要拆下遮光镜换上夜视镜。目前最新的头盔显示器已集成夜视功能，并引入其他一些增强功能，如三维音频。

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HMDS头盔显示器系统
　　洛克希德·马丁公司的高级F-35试飞员比利·弗林这样描述自己使用该机头盔显示器的感受：“我按航线飞行，扭头向左度看去，不必把头转回中央仪表板就能看到浮现在眼前的空速和高度信息。这是件很棒的事，我正在改变自己获取信息方式。”弗林是退役加拿大空军中校，曾参加1999年在科索沃和塞尔维的空中作战。

F-35试飞员比利·弗林

万磁王

　　看来弗林已经习惯了F-35标配的先进头盔显示器，这种最新的头盔显示技术完全取代了平显。F-35的三种改型都配备了罗克韦尔·柯林斯ESA视景系统公司（RCEVS，Elbit系统公司和罗克韦尔·柯林斯合资组建）生产的第三代头盔显示器系统（HMDS  Gen III），这种头盔内置两个液晶显示器，能同时为左眼和右眼提供彩色图像。

F-35的第三代头盔显示器系统