美軍F-35戰鬥機在設計上的一大創新,是徹底取消座艙中的平視顯示器,改用頭盔顯示器向飛行員提供相關信息。據外媒報道,由美國柯林斯宇航公司研發的F-35戰鬥機第3代飛行員頭盔,被稱為“全方位頭盔顯示系統”(HMDS),單價達40萬美元。該頭盔使戰鬥機對飛行員透明化,無任何視覺死角。頭盔外的多個攝像頭可以採集和傳遞不同方位的圖像,為飛行員展示四周360°的可視化合成空間。
“高科技濃縮”產品
作為F-35戰鬥機的核心部件之一,第3代飛行員頭盔採用一系列先進技術,可提供諸多先進功能,使飛行員能更好地感知和控制戰鬥機。
這款頭盔採用先進光學傳感器和計算機技術,能夠將戰機周圍環境實時轉化為飛行員視野內的圖像,讓飛行員全面感知戰鬥機周圍環境,包括敵方飛機、地面目標和障礙物等。頭盔顯示器上的圖像可隨飛行員頭部轉動而改變。頭盔集成先進的雷達和紅外傳感器,能夠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,讓飛行員快速識別並攻擊目標。同時,這款頭盔採用先進測量和計算手段,能夠全方位進行飛行控制,包括戰機定位、姿態控制和自動導航等,幫助飛行員精準控制戰鬥機。該頭盔還採用先進的通信技術,能夠實現全方位溝通,包括與其他戰機、地面指揮中心和作戰指揮官之間的實時通信,使飛行員能更好地融入團隊,實現協同作戰。
由於第3代飛行員頭盔系統比較複雜,需要為每個飛行員進行個性化定製。第一步,先對飛行員頭部進行激光掃描,創建頭部三維圖像,再根據三維圖像製作貼合飛行員頭部的頭盔內襯。第二步,測量飛行員兩眼之間的距離、眼睛到遮光鏡之間的距離(出瞳距離)和眼睛到頭頂的距離,以此確定遮光鏡和光學定位系統的安裝位置,確保視覺系統完全適應飛行員頭部特徵。根據飛行員的頭型調整後,內襯更加貼合,頭盔穩固地戴在飛行員頭上。整個頭盔的定製過程需要進行複雜的掃描和測試,且與戰鬥機上的各種傳感器、武器系統和導航系統聯通,通常需要花費數天完成。此後,飛行員還要進行一系列訓練和測試,確保他們在飛行中熟練使用頭盔。
最先進的不一定最好
F-35戰鬥機取消傳統的平視顯示器,使用所謂先進的第3代飛行員頭盔。然而,近年來的幾起墜機事故表明,這款頭盔可能“先進過頭了”。
佩戴第3代飛行員頭盔的美空軍F-35戰鬥機飛行員。
2020年5月,美空軍一架F-35A戰鬥機,在美國佛羅里達州艾格林空軍基地進行夜間訓練時墜毀。事故調查報告顯示,當時這架F-35A戰鬥機在夜間訓練後進行降落,由於光線不足,頭盔顯示器上的綠色泛光使飛行員無法看清跑道燈光,沒有發現顯示器上的地平線未與真實地平線重合,導致一系列失誤操作。最後飛行員彈射逃生,F-35A戰鬥機在跑道上翻滾起火。調查報告總結事故原因,稱不涉及飛機自身的機械故障,而是飛行員疲勞駕駛、訓練不足、飛控軟件邏輯缺陷和頭盔系統故障等綜合因素導致,其中頭盔顯示器是主要問題所在。如果F-35戰鬥機保留平視顯示器,這起夜間降落事故完全可以避免。
第3代飛行員頭盔不僅製作與調試過程複雜,提高了整體成本,而且其附加的高科技也為使用帶來諸多不便。例如,這種頭盔無法在飛行員之間互換使用,每次維修、維護都要針對具體飛行員進行,降低了應對突發情況的能力。頭盔一旦損壞或丟失,需花費大量時間和人力成本進行解決。在問題解決之前,飛行員無法駕駛戰鬥機升空,大大影響整體作戰能力。
另外,這款頭盔內部安裝了許多複雜部件,確保頭盔與飛行員頭部之間達到緊密貼合狀態。頭盔的這種極高貼合度對飛行員要求較多,飛行員不能改變髮型,甚至不能變胖,每隔幾個月需要檢查頭部與頭盔的貼合度,確保頭盔可視化系統的可靠性。俄羅斯戰鬥機專家指出,F-35戰鬥機第3代飛行員頭盔存在致命缺陷。頭盔顯示器上集成了多種系統功能,一旦這些系統之間互相干擾,將導致飛行員誤判。另外,頭盔內的3D成像系統也可能導致飛行員在超高速飛行時出現眩暈等嚴重情況。
外媒稱,美國空軍花費巨資為F-35戰鬥機飛行員打造一個“脆弱的玩意兒”,在使用過程中存在許多變數,隨時可能發生難以預測的情況,其結果可能“導致飛行員中止與空軍的合同”。