美軍F-35“閃電”戰鬥機在設計上的一大“創新”，就是徹底取消了座艙中的平視顯示器，改用頭盔顯示器向飛行員提供關鍵信息。Telegram“戰爭之翼”頻道近日發文介紹了Collins Aerospace公司研發的F-35戰機第三代飛行員頭盔。頭盔取名“Genesis III”或HMDS Gen 3.價值40萬美元。研發人員稱，這樣的價格物有所值，因為它是一款採用高科技的“全方位戰鬥機頭盔系統”(HMDS)，能使飛機對飛行員透明化，其視野沒有任何死角。頭盔外面裝有6組攝像頭，可以採集和傳遞各個方位的圖像，為飛行員展示一個四周360度的可視化合成空間。

　　高科技集合的縮影

　　F-35飛行員頭盔是該型戰機的核心部件之一，它採用了多種先進技術，提供了一系列先進功能，使飛行員能夠更好地感知和控制戰機。

　　全面感知環境

　　頭盔採用先進的光學傳感器和計算機技術，能夠將戰機周圍的環境實時轉化為飛行員視野內的圖像，讓飛行員能夠全面感知戰鬥機周圍的環境，包括敵方飛機、地面目標和障礙物等。頭盔顯示系統隨動於飛行員的頭部運動，也就是說飛行員的視線決定了顯示內容。如，飛行員看向遠處的另一架飛機，甚至在他看到這架飛機前，系統就會在面罩上顯示出關於這架飛機的位置、身份認證等信息，並自動跟蹤這架飛機。如果這架飛機被確認是敵機，那麼飛行員就可以根據目標信息來選擇武器，而無需在使用操縱杆的同時低頭去看座艙顯示器。

　　全方位目標鎖定

　　頭盔採用先進的雷達和紅外線傳感器，能夠在全方位鎖定敵方目標，並將目標信息實時呈現在頭盔顯示器上，讓飛行員能夠迅速識別和攻擊敵方目標。

　　全方位飛行控制

　　頭盔採用先進的慣性測量單元和計算機技術，能夠實現全方位的飛行控制，包括戰機的定位、姿態控制和自動導航等，讓飛行員能夠更加精準地控制戰鬥機。

　　全方位溝通協同

　　頭盔採用先進的通訊技術，能夠實現全方位的溝通協同，包括與其他戰機、地面指揮中心和作戰指揮官的實時通訊和協同，讓飛行員能夠更好地融入作戰團隊，實現協同作戰。

　　個性化定製

　　頭盔是一種高科技裝備，被稱為“飛行員的第二雙眼睛”。由於Genesis III頭盔系統非常複雜，需要根據每個飛行員的頭部和眼睛的形狀、尺寸進行個性化定製。全世界大約8000名F-35飛行員每人都擁有針對他(她)本人定製的頭盔。

　　量身打造HMDS的過程也是高科技。首先，飛行員要戴上一個軟帽，這樣他(她)的頭部就可以經過激光掃描，創建一幅計算機輪廓圖。創建的三維圖像決定了飛行員需要的頭盔外形是小號的、中號的還是大號的。然後用銑床根據三維圖像挖出頭盔外殼內的泡沫塑料，這樣就能非常貼合飛行員的頭部。

　　第二步，技術人員根據頭部掃描的數據定位光學系統。先測量飛行員兩眼之間的距離、眼睛到遮陽罩之間的距離(出瞳距離)，以及眼睛到頭頂之間的距離。出瞳距離決定了投射器保證飛行員看到圖像而可以移動的範圍。眼睛到頭頂的距離用來定位光學系統，以獲得最佳的圖像尺寸。

　　為了安裝遮光鏡，飛行員需要戴上氧氣面罩，然後可以手動微調鏡片的位置。目前最新的HMDS已經到了第三代輕量化版本，相對於原本的第三代，重量從2.3千克降到了2.1千克。根據每個飛行員的頭型調整後，頭盔襯墊也能完整符合飛行員的人體力學，讓這頂40萬美元的頭盔穩固地戴在飛行員頭上。

　　頭盔定製過程中需要進行複雜的掃描和測試，以確保頭盔的視覺系統能夠完全適應飛行員的頭部特徵，且與飛機的各種傳感器、武器系統和導航系統無縫銜接。這個過程需要時間和專業技能，所以安裝和調試一個飛行員的頭盔視覺系統需要相當長的時間，通常需要幾天才能完成。期間，飛行員要在機艙內進行數小時的頭盔裝配和調試，然後在地面測試系統的性能和準確性。完成這個過程後，飛行員還要進行一系列的訓練和測試，以確保他們熟練掌握這個系統，並可以在飛行中有效地使用它。

　　最先進的不一定是最好的

　　F-35取消了傳統的HUD平視顯示器，取而代之的是所謂先進的HMDS頭盔系統。然而，2020年5月19日F-35發生的一起墜毀事故，卻證明它可能先進過頭了，取消HUD可能是個錯誤。當日，美國空軍第33戰鬥機聯隊第58戰鬥機中隊的一架F-35A隱形戰鬥機在佛羅里達州艾格林空軍基地進行例行夜間訓練時突然墜毀，當時飛行員正駕駛飛機準備降落，事故之後彈射逃生。

　　5個月之後的事故調查報告顯示，當時，駕駛這架墜毀F-35A的是一名飛行員教官，當時他作為長機帶領一架F-35A僚機進行夜間訓練。開始一切順利，然而在降落時出問題了。由於夜間光線不足，頭盔顯示器的綠色泛光使飛行員無法看清跑道燈光，他沒有發現頭盔顯示器中的地平線未與真實地平線重合，導致F-35的下滑角度過淺，飛機迎角只有5.2度，而不是正常的8度，F-35A遂以三輪同時觸地的姿態接地，前起落架在重落地中反彈，使戰鬥機機頭急劇上揚。與此同時，F-35A的進場速度也比正常速度快了92.6公里/小時，達到374公里/小時。雖然飛行員在接地前一刻發覺不對，並緊急進行修正，然而他的補救措施反而誘發猛烈的“俯仰振盪”，而F-35的飛控軟件在飛行員的連續前後推拉杆中也“變得飽和且反應遲鈍”。此時飛行員已經決定終止降落，開啟加力拉杆復飛，但飛控軟件仍處於“死機”狀態，未能偏轉平尾抬起機鼻。最後時刻，飛行員被迫彈射逃生，嚴重受傷，而F-35A則在跑道上翻滾、起火併被完全摧毀。調查報告總結事故的原因，稱並不涉及飛機本身的機械故障，而是飛行員疲勞駕駛、訓練不足、飛控軟件邏輯缺陷、供氧系統以及頭盔顯示器等綜合因素導致的，其中主要問題就出自頭盔顯示器。調查顯示，在起飛前，頭盔顯示器沒有人工校準。如果F-35仍保留HUD平顯，那麼這起夜間降落事故完全能夠避免。

　　HMDS Gen 3頭盔是一種量身定製的產品，其繁複的製作與設定過程帶來的是極為高昂的造價，提高了F-35戰鬥機的整體成本。除了頭盔造價太高外，其無法在飛行員之間互換使用的問題，也帶來了明顯的缺點：製作過程極為複雜，耗時很長，每一次改動、維修維護都要再次針對具體飛行員進行調教，降低了應對戰場突發情況的能力。頭盔一旦損壞或者丟失，就得花費大量時間和人力進行解決。問題解決之前，飛行員無法再次駕駛戰機重返天空作戰，嚴重影響整體戰力，經濟損失也相當可觀。

　　在2.3千克重的頭盔內部，安裝了許多複雜的器件，這些部件非常重要，它們要保證頭盔與飛行員頭部達到理想的貼合。一旦頭盔製作完成，飛行員就成了它的“人質”，飛行員不能改變髮型，飛行員的臉部不能被打傷或發生病變，甚至不能變胖。飛行員每隔120天要檢查頭部與頭盔的符合度，否則無法保證可視化系統的可靠工作。

　　俄戰鬥機專家彼得羅夫也指出，F-35戰機的頭盔設存在一個致命的缺陷，頭盔的保護鏡同時設計了4種功能，分別由夜視儀和紅外探測顯示儀以及雷達追蹤和全機身的攝像頭集成，同時頭盔內部的3D成像系統會導致飛行員在超高速飛行時出現眩暈的嚴重情況。更為嚴重的是，一旦4個功能系統同時出現數據互相干擾的情況，F-35戰鬥機飛行員可能出現判斷失誤的嚴重情況。

　　文章最後指出，花40萬美元為每個飛行員打造一件“如此脆弱的玩意兒”，在使用的過程中存在許多變數，隨時可能發生難以預測的情況，“導致飛行員中止與空軍的合同”。