“闪电”之眼
Sydney Carroll
原载CODEONE 杂志
“我们已经取消了对平视显示器的需求。相反，头盔把飞机员和飞机联接到一起。”F-35 的首席试飞员乔·比斯利说，“我们把一些作战要使用的基本元素，如目标信息、关键的飞行数据以及夜视能力整合到头盔里，使飞行员更全面地了解态势。” 这就是F-35 的头盔显示系统（HMDS），可向飞行员显示受控于头部符号信息，也就是说飞行员的视线决定了显示内容。例如飞行员看向远处的另一架飞机，甚至在他看到这架飞机前，系统就会在面罩上显示出关于这架飞机的位置、身份认证等信息，并自动跟踪这架飞机。如果这架飞机被确认是敌机，那么飞行员就可以根据目标信息来选择武器，而无需在使用操纵杆的同时低头去看座舱显示器。
戴夫·帕金斯是HMDS 项目集成的首席工程师，他说：“无论飞行员朝哪里看，所有的飞行信息都会显示在他们的眼前。”头盔显示空速、高度、爬升率以及所有武器的瞄准信息。头盔甚至会显示飞行员错过的目标。例如，如果有威胁飞来，而飞行员又在看别处，它就会发出警报，提醒飞行员注意。
头盔的显示功能也会应用于F-35 的对地任务中。飞行员在飞行过程中只需简单地看向、定位并点击侧操纵杆的一个指示器就可以标记新的目标位置。然后，数据链系统允许飞行员把目标的精确坐标迅速传给执行同一任务的轰炸机或者战斗机。
井水空调F-35 头盔还为飞行员提供了独特的能力——可以“透视”他们的飞机，当然不是什么X 射线装置。头盔显示器可于被称为分布式孔径系统的一组摄像机交联，后者安装在飞机的表面四周，可提供周围360 度范围的恒定图像。飞行员朝下看时，飞机下方的图像就会显示在头盔显示器中。这个功能不仅在战斗非常有用，也利于海军和海军陆战队的F-35 型号在航母上或在夜间进行垂直降落。
F-35 头盔显示器生成的叠加符号
肥皂生产设备通过安装在头盔前的夜视摄像机，F-35 头盔还可以把飞行和目标的信息叠加在夜视图像上。比斯利解释说：“到目前为止，还没有一种头盔能同时显示夜视图像和信息符号。”在使用传统的设备时，飞行员必须在这两种功能之间切换。这种结合对于F-35 飞行员来说是一个巨大的优势，因为所有夜视器材都限制了视野范围。叠加了符号信息后会比单独使用夜视功能更能帮助飞行员了解周围态势。
由于显示的内容与飞行员观察的方向有关，因此座椅上安装了磁场发生器，在座舱内产生磁场来检测头盔的方位。当头盔在这个磁场中运动时，头盔上的一个接收器会测量接收到的磁通量。比斯利解释说：“大多数头盔显示器都要求飞行员在每次飞行前进行校准，并且在同一架次的飞行中，他们可能还
要进行多次调整，因为测量系统会逐渐产生偏移。而F-35 的头盔本身具有自校准功能，飞行员无需自行校准。”sofa燃烧器
除此之外，夜视摄像机右侧的白天摄像机可确保图像和符号能正确反应飞行员正观察的方向。“头盔摄像机全时拍摄，以一定频率从拍摄场景中截取一帧图像，并与固定在遮光目镜上的摄像机同时拍摄的图像进行对比，确保视线是一致的。”帕金斯说，“如果这两张照片有一点出入，系统就会自我校正。”
演变
飞行显示系统已经从越战时战斗机的下视显示器发展成今天F-16 和其他现代战斗机所使用的平视显示器。不过，没有哪种型号的飞行显示系统能够与F-35 的头盔显示器相媲美。2 0 世纪80 年代，工程师为F-16 战机开发了“隼眼” 系统，比斯利对该项目进行过试飞。“隼眼” 系统也具有头控功能，目标和飞行信息符号也能够映射在头盔显示器上。不过信息传输过程，图像延迟比较严重。
JHMCS 只能显示目标信息符号，不能显示飞行信息
目前的F-16 飞行员使用联合头盔提示系统，简称为JHMCS，但是这个系统仅能提供目标信息，而不能提供平视显示器中飞行信息。比斯利指出：“JHMCS 的设计目标中并没有提供飞行信息这一项，如果试图把F-35 头盔显示系统所要显示的信息增加到JHMCS 中，等到真正可用时，可能还要等待很长的时间。”
便携式鱼缸戴起来如同外星人的第一代HMDS，遮光面罩中间有一道突起
计算机技术的进步大大缩短了F-35 头盔显示器的延迟。HMDS 的第一代头盔采用双目光学系统来显示图像和符号，把右边图像投射在遮光面罩内面左侧，左边图像投射在内面右侧。这种分开投射式头盔产生的符号很清晰、遮光面罩中间有一条向下延伸的突起，向两侧呈曲面聚合。虽然分开投射会使视野范围更大，但是视场中间会形成一条竖线，这个方案被证明存在问题。“我们制造了 6 个分开投射式头盔后方案被否决，所以我们仍然要继续研制新的HMDS。”，比斯利解释说。
第一代头盔向双目投射不同图像的方案被证明是失败的，第二代改为双目投射同样的图像
第二代头盔的遮光镜可但独向上掀起，而不是第一代的遮光面罩那样连同光学系统一起掀起
第二代HMDS 是从分开投射式头盔发展而来的，也是世界各地F-35 飞行员将要使用到的头盔。它的外形与前身很像，也是一个双目系统，但与第一代的分开投射式遮光面罩不同，第二代HMDS 有一个可以上下翻转、更传统的圆形遮光镜。第一代头盔的遮光面罩是显示系统的一部分，因此飞行员要掀起遮光面罩时不得不关闭整个系统，而不仅仅是掀起遮光镜露出面部。遮光镜的改进使第二代头盔与传统的头盔比较一致。
卷对卷丝网印刷机两代HMDS 头盔的外观区别
规格
F-35 盔式显示器的主承包商是加利福尼亚州圣何塞的视觉系统国际公司，简称为VSI。V SI 是负责研制头盔操作系统的以列埃尔比特公司和负责制造头盔的罗克韦尔·柯林斯公司的合资企业。洛克希德·马丁公司负责编写头盔显示器的软件和研制成像部分。位于弗吉尼亚州水晶城的F-35 联合项目办公室负责制定需求、实现功能以及性能测试。
第二代头盔由碳纤维和凯夫拉纤维制造。它的重量分布经过精心设计，不会影响飞行员头部的平衡。如果头盔前面太重，大过载可能会使飞行员的头部转向飞机的转弯方向。为了使飞行员能控制头部运动，设计师把光学组件安装到第二代头盔的前上方。
每名F-35 飞行员都将拥有相同第二代HMDS 头盔。遮光镜使用耐撞击的高强度聚碳酸酯制成。飞行员还可以加装一到两片镜片：一片用于白天的深太阳镜，一片用于保护眼睛防激光镜。
第二代头盔在遮光罩外还可以安装其他镜片，注意飞行员额头上的两个摄像头，分别是夜视和白天摄像头
HMDS 头盔显示器通过两路与座舱连接，获取电力并为飞行员提供符号、图像、氧气和通信服务。第一路是一根电缆从头盔正后方向下穿过飞行服，插到座椅右侧，接电、并飞行系统和传感器连接到H
MD。第二路把氧气管和通信线路连接到飞行员座椅左侧的接口上。飞行员在紧急情况下弹射时，这两路连接会自动断开。
测试
对HMDS 实施的全部测试也是所有F-35 部件都必须经历的：温度、高度、振动、电气、校准以及一般规格测试。工程师们还进行了详细的安全研究，确保头盔能对飞行员头部进行保护。例如，把头盔戴在一个具有全套装备的人体模型身上，放在一个能残生强风的风洞中，模拟飞行员弹射后所要承受的600 节的瞬间气流。还被佩戴在一个安装了传感器的模拟人头上从8 米高的地方跌落到一块钢板上，来测试其安全性能。头盔还经过了一次模拟弹射，以确保对飞行员的充分保护。在HMDS 被确认可以用于作战之前，它必须安然无恙地经过强风、冲击和弹射实验。
第二代HMDS
通信系统也经过了仔细测试，确保友军能够接收所有信息，而敌军却无法拦截。还测试了降噪耳机。通信系统还经过了噪音和电子干扰测试：F-35 战机的飞行员必须能清晰地与地面和空中的友军进行交流。与此同时，通信系统中的电子设备也要经过了监听测试，确保通话不被敌军侦听。
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