F-35戰(zhàn)斗機(jī)的“天價(jià)頭盔”

　　F-35戰(zhàn)斗機(jī)的“天價(jià)頭盔”

　　■張昕宇　　

　　佩戴第3代飛行員頭盔的美空軍F-35戰(zhàn)斗機(jī)飛行員。

　　美軍F-35戰(zhàn)斗機(jī)在設(shè)計(jì)上的一大創(chuàng)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(guān)信息。據(jù)外媒報(bào)道，由美國柯林斯宇航公司研發(fā)的F-35戰(zhàn)斗機(jī)第3代飛行員頭盔，被稱為“全方位頭盔顯示系統(tǒng)”(HMDS)，單價(jià)達(dá)40萬美元。該頭盔使戰(zhàn)斗機(jī)對飛行員透明化，無任何視覺死角。頭盔外的多個(gè)攝像頭可以采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(chǎn)品

　　作為F-35戰(zhàn)斗機(jī)的核心部件之一，第3代飛行員頭盔采用一系列先進(jìn)技術(shù)，可提供諸多先進(jìn)功能，使飛行員能更好地感知和控制戰(zhàn)斗機(jī)。

　　這款頭盔采用先進(jìn)光學(xué)傳感器和計(jì)算機(jī)技術(shù)，能夠?qū)?zhàn)機(jī)周圍環(huán)境實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)化為飛行員視野內(nèi)的圖像，讓飛行員全面感知戰(zhàn)斗機(jī)周圍環(huán)境，包括敵方飛機(jī)、地面目標(biāo)和障礙物等。頭盔顯示器上的圖像可隨飛行員頭部轉(zhuǎn)動(dòng)而改變。頭盔集成先進(jìn)的雷達(dá)和紅外傳感器，能夠全方位鎖定敵方目標(biāo)，并將目標(biāo)信息實(shí)時(shí)呈現(xiàn)在頭盔顯示器上，讓飛行員快速識(shí)別并攻擊目標(biāo)。同時(shí)，這款頭盔采用先進(jìn)測量和計(jì)算手段，能夠全方位進(jìn)行飛行控制，包括戰(zhàn)機(jī)定位、姿態(tài)控制和自動(dòng)導(dǎo)航等，幫助飛行員精準(zhǔn)控制戰(zhàn)斗機(jī)。該頭盔還采用先進(jìn)的通信技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)全方位溝通，包括與其他戰(zhàn)機(jī)、地面指揮中心和作戰(zhàn)指揮官之間的實(shí)時(shí)通信，使飛行員能更好地融入團(tuán)隊(duì)，實(shí)現(xiàn)協(xié)同作戰(zhàn)。

　　由于第3代飛行員頭盔系統(tǒng)比較復(fù)雜，需要為每個(gè)飛行員進(jìn)行個(gè)性化定制。第一步，先對飛行員頭部進(jìn)行激光掃描，創(chuàng)建頭部三維圖像，再根據(jù)三維圖像制作貼合飛行員頭部的頭盔內(nèi)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?shù)木嚯x，以此確定遮光鏡和光學(xué)定位系統(tǒng)的安裝位置，確保視覺系統(tǒng)完全適應(yīng)飛行員頭部特征。根據(jù)飛行員的頭型調(diào)整后，內(nèi)襯更加貼合，頭盔穩(wěn)固地戴在飛行員頭上。整個(gè)頭盔的定制過程需要進(jìn)行復(fù)雜的掃描和測試，且與戰(zhàn)斗機(jī)上的各種傳感器、武器系統(tǒng)和導(dǎo)航系統(tǒng)聯(lián)通，通常需要花費(fèi)數(shù)天完成。此后，飛行員還要進(jìn)行一系列訓(xùn)練和測試，確保他們在飛行中熟練使用頭盔。

　　最先進(jìn)的不一定最好

　　F-35戰(zhàn)斗機(jī)取消傳統(tǒng)的平視顯示器，使用所謂先進(jìn)的第3代飛行員頭盔。然而，近年來的幾起墜機(jī)事故表明，這款頭盔可能“先進(jìn)過頭了”。

　　2020年5月，美空軍一架F-35A戰(zhàn)斗機(jī)，在美國佛羅里達(dá)州艾格林空軍基地進(jìn)行夜間訓(xùn)練時(shí)墜毀。事故調(diào)查報(bào)告顯示，當(dāng)時(shí)這架F-35A戰(zhàn)斗機(jī)在夜間訓(xùn)練后進(jìn)行降落，由于光線不足，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(fā)現(xiàn)顯示器上的地平線未與真實(shí)地平線重合，導(dǎo)致一系列失誤操作。最后飛行員彈射逃生，F(xiàn)-35A戰(zhàn)斗機(jī)在跑道上翻滾起火。調(diào)查報(bào)告總結(jié)事故原因，稱不涉及飛機(jī)自身的機(jī)械故障，而是飛行員疲勞駕駛、訓(xùn)練不足、飛控軟件邏輯缺陷和頭盔系統(tǒng)故障等綜合因素導(dǎo)致，其中頭盔顯示器是主要問題所在。如果F-35戰(zhàn)斗機(jī)保留平視顯示器，這起夜間降落事故完全可以避免。

　　第3代飛行員頭盔不僅制作與調(diào)試過程復(fù)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(hù)都要針對具體飛行員進(jìn)行，降低了應(yīng)對突發(fā)情況的能力。頭盔一旦損壞或丟失，需花費(fèi)大量時(shí)間和人力成本進(jìn)行解決。在問題解決之前，飛行員無法駕駛戰(zhàn)斗機(jī)升空，大大影響整體作戰(zhàn)能力。

　　另外，這款頭盔內(nèi)部安裝了許多復(fù)雜部件，確保頭盔與飛行員頭部之間達(dá)到緊密貼合狀態(tài)。頭盔的這種極高貼合度對飛行員要求較多，飛行員不能改變發(fā)型，甚至不能變胖，每隔幾個(gè)月需要檢查頭部與頭盔的貼合度，確保頭盔可視化系統(tǒng)的可靠性。俄羅斯戰(zhàn)斗機(jī)專家指出，F(xiàn)-35戰(zhàn)斗機(jī)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(tǒng)功能，一旦這些系統(tǒng)之間互相干擾，將導(dǎo)致飛行員誤判。另外，頭盔內(nèi)的3D成像系統(tǒng)也可能導(dǎo)致飛行員在超高速飛行時(shí)出現(xiàn)眩暈等嚴(yán)重情況。

　　外媒稱，美國空軍花費(fèi)巨資為F-35戰(zhàn)斗機(jī)飛行員打造一個(gè)“脆弱的玩意兒”，在使用過程中存在許多變數(shù)，隨時(shí)可能發(fā)生難以預(yù)測的情況，其結(jié)果可能“導(dǎo)致飛行員中止與空軍的合同”。