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为何中国歼20头盔是世界顶级 美F22飞行头盔相当原始
送交者: 一剑破天 2018年05月14日23:03:12 于 [军事天地] 发送悄悄话

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  近日,中国空军公布了歼-20出海演习的视频画面,画面中最引人瞩目的却是飞行员的新型头盔显示器。虽然在去年阅兵分列式就可看到歼-20配戴头盔显示器,但本次出现的头盔显示器不但在外型上略有不同,而且从飞行员转头画面中可清楚看到头盔后方的LED信标,与英国BAE为 “台风”战机发展的 “打击者”二代头盔显示器相当类似。

  歼-20的新型头盔亮相后各种解读已经很多,今天,北国防务特约撰稿人Flak就从历史脉络的角度,通过技术的发展来看看歼-20的这种头盔在全球究竟处于怎样的水平。

  世界上第一种战机用的头盔指示系统是美国在1969年为海军发展的“视觉目标获取系统”(VTAS),该产品要解决的问题是在高度动态的格斗环境中,不论雷达还是导弹的红外导引头由于扫描的角度太小,加上目标确认的速度不够快,往往会错失射击机会,因此由飞行员自己用头盔上的准星来引导雷达天线或红外导引头对准目标。

  该头盔在两侧安装红外探测器,藉由测量座舱四周发出的红外线扇形光束来追踪飞行员瞄准的角度。飞行员的目镜视野仅有6x6度,显示的影像只有固定的准星,因此这种头盔常被称为“头盔瞄准器”。

  VTAS头盔在 “鬼怪”上服役相当久的时间,获得飞行员一致好评,但其威力却被前向视野仅55度的导引头所局限。因此,美国海军计划发展视野达±65度,为“响尾蛇”导弹2倍有余的AIM-95“敏捷”空空导弹,配合矢量喷嘴的发射后快速转向,只要目标进入战机的前半球就可以发射导弹,海军希望这让昂贵的F-14战机可以一打多,击落数量优势的米格机。

  然而,大规模仿真对抗的结果显示“敏捷”导弹能发挥的战力有限,成本效益不如较便宜的AIM-9L导弹,或是超视距的AMRAAM导弹,于是取消了AIM-95导弹与新一代头盔显示器的发展。有趣的是,前苏联对AIM-95的发展不敢大意,甚至在它取消后仍投入大量资源发展出自己的R-73导弹以及对应的Shchel-3系列头盔瞄准器。后者由于视野只有6度,且仅能投射准星符号,因此与VTAS同为第一代头盔指示系统。

  冷战末期,美国空军开始有机会与东欧的米格-29模拟对抗,才惊觉到Shchel-3头盔与R-73导弹的组合大幅提高格斗的优势,足以在近距离压着F-15/16打,因此紧急启动的AIM-9X大离轴导弹与第二代头盔指示系统的研发。后者称为JHMCS,与第一代最大的差别是目镜视野扩大为单眼20度,能投影如同平显的飞行数据,再加上导弹导引头的实时角度,成为比头盔瞄准器更进阶的“头盔显示器”。

  飞行员在格斗中可以长时间转头搜索敌机踪影而同时掌握飞机状态,并精确知道导弹瞄准的是敌机还是交错的友机。其头盔追踪技术改利用磁性原理,座舱中有多个固定线圈会通电发出磁场,头盔中的微型感应器可以藉由磁场扭曲程度来感应出头盔指向。

  “台风”战机的 “打击者”二代则属于第三代头盔指示系统,与F-35的头盔同样具有双眼40度的视野,能够在显示飞行数据的同时投影数字影像,因此其夜视功能不需要外接夜视镜,直接由头盔中央的数字摄像机来产生夜间影像;若搭配下方的光电探头就能提供“穿舱”环场视野。

  另外,第三代头盔又改回红外头部追踪,但红外线改由头盔上的微型LED发射,由座舱中的接收器计算头盔角度,与磁场式相较,LED追踪的好处是有更高的数据更新率来满足影像同步需求,并且较不易被座舱中的金属物体所干扰。

  歼-20的新头盔与2016年珠海航展中出现的样品相似,同样具备LED信标与双眼显示目镜。因此,歼-20新型头盔从技术水平上看,已经是国际上最新的第三代。

  总体而言,头盔指示系统与大离轴导弹的发展,已抵销机动性的差异,成为战机格斗的“战力平衡器”。然而号称直接最强战机的F-22却只有最原始飞行头盔,成为现代战机中的异数。不过美国空军已意识到头盔指示系统的威胁,其F-22联队都有搭配T-38训练中队作为假想敌,T-38飞行员会在座舱中画出大离轴导弹的视野来模拟用头盔瞄准器与F-22对战。F-22除了用隐身与超音速巡航优势在远距离解决对手外,也必须练习在中程空空导弹用尽时与敌机近距格斗,其主要战术有二:

       利用隐身与高度优势,直接飞越对手再转向回来对敌机后半球发射导弹;

       若连格斗导弹也用尽,则需以超机动与具有头盔瞄准器的对手进行大离轴格斗。

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