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[航电火控] 大大方方公开!中国空军联合头盔显示器曝光,“用眼神杀死你”的时代到来?

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CDer:000973934
发表于 2020-12-01 11:04 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 slquan 于 2020-12-01 11:07 编辑

大大方方公开!中国空军联合头盔显示器曝光,“用眼神杀死你”的时代到来?

近日,由国防部新闻中心发布的一张南部战区空军航空兵某旅歼-10C型战斗机的照片,引起了不少读者的注意。虽然这架战斗机在被记者拍摄的时候可能用了Tv模式、背景有点儿虚化,但是,再虚化的背景也无法让大家忽略一个细节:





就在各路大佬为这么一个样式“有点怪”的新头盔到底是啥、有没有联合头盔显示功能、显示性能到底如何吵得不可开交的时候,过了大概一个星期,央视国防军事频道播出了一则中部战区空军某部歼-16和歼-10C型战斗机实施异型机空战对抗训练的新闻。在关于歼-16型战斗机飞行员的镜头中,赫然出现了某型与我军“老苏机”列装的、仿苏军ZSh-7AP型飞行头盔的TK-12A型飞行头盔完全不同的新型头盔。仅仅从该型头盔外壳上的磁感应点、位于盔檐下方的光学投影镜片等特征来分析,只要对战斗机稍有常识的人都能认出来:这确实是一型带有综合显示功能的联合头盔显示系统。



总之,原本以为中国空军会藏着掖着好长时间不曝光、起码等到明年七月份再亮相的联合头盔显示器,就这样被央视军事频道大大方方地展示给大家看了,实际上,大伊万后来翻阅了先前收集的我军歼-10、歼-11B、歼-16等战斗机的照片,发现早在去年十一月份,在一组关于北部战区空军某旅歼-10C型战斗机的图片中,就已经出现了该型头盔显示器的身影。似乎意味着该型头盔显示器已经试装部队很久了。



那么,既然歼-10C、歼-16型战斗机已经用上了国产的新型联合头盔显示系统,该型头盔属于头盔瞄准与显示系统的第几代产品、综合性能如何、能够实现哪些功能、是否还有改进的余地,就成了绝大多数读者关注的焦点。咱们首先得提一句:从目前已经公开的特征看,该型头盔显示系统无疑属于头盔显示器的第三代产品,好于著名的苏制СУРА-К(SURA-K),与美JHMCS基本相当。

战后飞行员头盔简史

说歼-10C、歼-16配备的联合头盔显示系统属于第三代产品,那咱们首先得搞清楚第二次世界大战后,战术飞机的头盔瞄准与显示系统的换代特征。截止目前,各主要军事强国已经发展、装备了四代战术飞机的头盔显示与瞄准系统:


第一代飞行员头盔

首先是第一代“试验型”系统,包括南非空军配备给幻影F1AZ型战斗机飞行员的头盔瞄准器、美国空军试验性地配备给F-4E型战斗机飞行员的头盔瞄准器。但作为第一代头盔显示与瞄准系统,这些产品性能都不够稳定,重量也都显得偏重了一些,再加上当时有了头盔瞄准器、也没有能发挥出头盔瞄准器作用的具备大离轴角攻击能力的近距格斗弹,故而这些第一代头盔瞄准器在试验性装备后就纷纷退出了历史舞台。



第二代飞行员头盔

而第二代“光学瞄准具”系统中最为典型的代表,就是苏军配备给早期苏-27P的ЩЕЛь-3УM(Shchel-3UM)和配备给苏-27S后期批次、苏-27SM等中期改进型号的“СУРА(SURA)”系列头盔瞄准器了。这两种系统的构型、原理与具备的功能大同小异:



在整体构型上包括装在飞行头盔卡夹上的瞄准系统和装在座舱平显控制模块两侧的测量系统,瞄准系统与测量系统内部也均另外配备有伺服单元,且均有电气接口;



而在工作原理上,这两种系统均采用光电扫描式定位原理,飞行员头部的瞄准模块上装有三个发光二极管。而测量模块中装有两面相向旋转的小棱镜作为测量模块,与发光二极管配合,利用三角测量法测量飞行员头部的法线偏移量,并与火控计算机随动,调用位于战机头部的光电探测模块转向目标。如果目标在导弹的离轴角攻击范围内,则瞄准镜镜片内的绿色光点为持续闪烁、并切换为测距模式解算目标火控诸元,解算完成后战机平显上将出现“ПР”字样,意味着战机可以发射K-73导弹打击目标了;



最后,在显示功能上,ЩЕЛь-3УM(Shchel-3UM)或СУРА(SURA)真的是只有“瞄准”功能,只能用来与苏-27S/P系列飞机配备的光电雷达随动,且只能用来制导K-73型空对空导弹,显示的视场很小,显示的战术数据也非常少,无法反映诸如战机状态、态势感知、实景增强的信息。中国空军在伴随着苏-27SK与苏-30MKK型战斗机的引进,也一并引进了这两种头盔瞄准器,对СУРА-К(SURA-K)型进行了研仿改进,批量装备在了咱们自己的歼-10A、歼-11等飞机上。

第三代飞行员头盔

相对于俄空天军列装了很多年、到现在也没怎么换的СУРА(SURA)系列头盔瞄准器,西方国家空军虽然在第二代头盔瞄准器上没什么建树,却在进入新世纪之后纷纷列装了第三代综合头盔显示器。这其中比较优秀的代表就包括了美国空军的JHMCS-I/II、法国Thales公司的“天蝎座”、英国BAE System公司的“打击者-II”等。


美国JHMCS头盔

这些综合头盔显示器的整体构型与第二代的СУРА(SURA)没什么区别,同样包括安装在飞行头盔上的显示与瞄准模块、安装在头盔外壳与座舱两侧的测量模块、系统后端的计算与伺服模块及各模块配套的电气接口等;


法国“天蝎座”头盔(图为美国A-10飞行员)

但在工作原理上,相比第二代苏军的ЩЕЛь-3УM(Shchel-3UM)与СУРА(SURA)头盔瞄准器采用的多棱镜、发光二极管定位,第三代综合头盔显示系统普遍换用了更先进的电磁或红外感应定位原理,在头盔表面预设多个磁感应或红外感应定位点,而在座舱盖两侧则预设感应与测量模块,同样用于测量飞行员头部的法线偏移量;


打击者-Ⅱ型头盔(印象中2009年某期《世界军事》用这张图做封面,也许记忆有偏差)

只不过在显示功能上,相比苏军的两种头盔显示器只能用于近距格斗弹的瞄准,第三代综合头盔显示器在头盔内部集成了投影模块,能够将显示在平视显示器上的战机飞参、态势感知系统、武器瞄准参数等主要战术信息以单目或双目投影的形式,直接投射到飞行头盔里的玻璃屏幕上,一些更为高级的综合头盔显示器甚至可以进一步集成实景增强系统、夜视系统等,确保战机能够在任何时间与任何天候条件下使用综合头盔显示器。

第四代飞行员头盔

最后,则是已经批产装备在F-35系列战斗机、歼-20型战斗机上的第四代综合头盔显示系统,该系统的构型、原理与第三代综合头盔显示器基本相同,但在功能上有了巨大的拓展。


F-35系列战斗机飞行员头盔

以F-35配备的HDMS Gen3型头盔显示器为例,得益于F-35高度综合化的航空电子系统与先进的AN/AAQ-37型EODAS系统,该型显示器除了可以像第三代头盔显示器一样显示所有飞参、态势感知、火控数据等,还集成了视频显示、画中画显示、战场录像与主动降噪、“看穿地板”等高级功能,是目前最为先进的综合头盔显示器。

中国第三代头盔的性能猜测

在搞清楚了目前各主要军事强国空军列装的头盔瞄准器、头盔显示器的划代依据后,中国空军歼-10C、歼-16型战斗机装备的头盔综合显示器到底属于第几代产品那就是个不言而喻的事情了。



从综合性能上说,歼-10C和歼-16型战斗机装备的头盔显示器,当然属于第三代综合头盔显示系统。而从显示器性能来看,其实早在前年的第十二届珠海航展上,现场参展的洛阳光电已经提供了一些可以用于外贸的新型头盔显示系统的资料。根据公开资料显示,厂方起码已经拿出了两型头盔显示器,包括“单目型”HMD-1和“双目型”HMD-2,估计HMD-1用于装备三代半战机、HMD-2则用于装备第四代战斗机,从HMD-1的性能看,其单目视场大约为20°,亮度不小于1000cd/㎡,根据厂方的说法,此类头盔显示器可以确保精度0.5度、正负一百二十度、俯仰负四十到正六十度的定位性能。



再从此类头盔显示器的定位原理看,估计与美军的JHMCS-I/II一样使用了电磁感应定位,座舱盖的两侧安装有电磁发射器,在座舱内产生微弱的三轴正交磁场,飞行员的头盔内则安装有永磁体,在飞行员转动头部时,永磁体切割磁感线,从而计算出飞行员头部的法线偏移量,为头盔显示器定位提供依据。



最后,从显示功能来看,公开消息说HMD-1型已经具备了显示飞参、态势信息、武器与火控信息的能力,并对大离轴角导弹与部分空面打击武器进行引导,但是似乎尚不具备整合夜视与实景增强系统的能力,在有必要的时候可能还需要另外附加一个夜视仪接口。不过,仅从以上数据来看,我军歼-16以及歼-10C战斗机列装的头盔显示器已经很先进了,综合性能与美军装备最多的JHMCS-I/II基本相当,作为典型的、装备三代半战机的综合头盔显示器,性能是完全够的。

列装第三代头盔的后续

而在列装了综合头盔显示系统之后,我军的歼-10C、歼-16等战斗机将在空战中获得更好的态势感知能力,更好地发挥出PL-10这种第四代格斗弹的大离轴角攻击性能。毫不客气地说,伴随着我军三代半战机部队公开列装第三代头盔显示系统,台湾地区空军的F-16V也好,日本空自正在改进的F-15J Si也好,他们最后一点值得说一说的、挺值得咱们羡慕的分系统优势也宣告没有了。


挂满弹药的F-16V

当然了,从目前已经公开的信息看,歼-10C和歼-16列装的这两种综合头盔显示器(两种飞机列装的不像是同一个型号)还有些升级改进的空间,比如歼-16的头盔显示器上就没有发现类似于英“打击者-II”型头盔显示器的夜视仪模块,意味着该型头显依然需要外挂夜视仪以应对夜间空战。同时,也不能判定这两种头盔显示器已经具备了一定的实景增强/视频功能(可惜今年珠海航展没开,不然很可能从产品说明书中看到一些信息),这些也都是未来将要努力的方向。


歼-20飞行员的头盔

不过,考虑到在一个头盔显示器上集成如此之多的“高级功能”所需要的价格,估计我军在未来较长一段时间,也只会像美国空军一样,在第四代战斗机所配备的第四代综合头盔显示器上集成这些功能,至于三代半战斗机,必须等到这些硬件设备的价格“白菜化”之后,才能迎来技术转移。



https://mp.weixin.qq.com/s/TkE1iG6TPhlpkOlHKvGnkw


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CDer:001166240
发表于 2020-12-01 11:20 | 显示全部楼层
千10C座椅背上没看到头盔定位装备啊
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CDer:000081052
发表于 2020-12-01 11:27 | 显示全部楼层
这玩意应该挺贵,石榴后座的飞飞还用老头盔呢。
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CDer:000747232
发表于 2020-12-01 12:00 超大游击队员 | 显示全部楼层

Re.大大方方公开!中国空军联合头盔显示器曝光,“用眼神杀死你”的时代到来?

这种头盔才配得上PL10嘛
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CDer:001126732
发表于 2020-12-01 12:02 超大游击队员 | 显示全部楼层
003一定是电弹 发表于 2020-12-01 11:20
千10C座椅背上没看到头盔定位装备啊

印象里是在座舱正面两侧,这篇文章分析的蛮不错

https://card.weibo.com/article/m/show/id/2309404572019894386768



--来自论坛助手 iPhone客户端
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CDer:001176131
发表于 2020-12-01 12:26 | 显示全部楼层
好盔配好弹
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CDer:000419804
发表于 2020-12-01 12:28 | 显示全部楼层
非常酷  J20飞飞早就有了
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CDer:000284120
发表于 2020-12-01 12:43 超大游击队员 | 显示全部楼层
https://weibo.com/ttarticle/p/show?id=2309404572019894386768 浅谈头盔显示器:战斗机HMS/D系统的发展与比较(三)——中国篇
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CDer:000284120
发表于 2020-12-01 12:46 超大游击队员 | 显示全部楼层
本帖最后由 sub 于 2020-12-01 12:48 编辑
003一定是电弹 发表于 2020-12-01 11:20
千10C座椅背上没看到头盔定位装备啊


仪表板两侧,座舱风挡框左右各一个
微博FYJS-梦雨青岚写了一篇
浅谈头盔显示器:战斗机HMS/D系统的发展与比较(三)——中国篇
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CDer:001094144
发表于 2020-12-01 13:03 超大游击队员 | 显示全部楼层

Re.大大方方公开!中国空军联合头盔显示器曝光,“用眼神杀死你”的时代到来?

美帝那个满头孢在恶心,我兔的孢少点
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CDer:000471906
发表于 2020-12-01 13:18 | 显示全部楼层
10C跟20的头盔是一样的吧?
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CDer:000635499
发表于 2020-12-01 13:20 | 显示全部楼层

RE: 大大方方公开!中国空军联合头盔显示器曝光,“用眼神杀死你”的时代到来?

sub 发表于 2020-12-01 12:46
仪表板两侧,座舱风挡框左右各一个
微博FYJS-梦雨青岚写了一篇
浅谈头盔显示器:战斗机HMS/D系统的发 ...

位置不是固定的,不同机型根据座舱布局的差异,定位传感器安装位置也不一样。枭龙三批就是装在座椅靠背上。
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CDer:001039210
发表于 2020-12-01 14:01 | 显示全部楼层
其实可以用相对移动来对视场内的目标进行瞄准,类似头盔是个鼠标,头盔运动即瞄准线跟随运动,这样不用测量头盔的绝对位置,会简单很多。 当然操作起来可能有点不自然,需要适应,类似刚使用鼠标时,手和眼的协调,需要一定时间才能形成。
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CDer:001184385
发表于 2020-12-01 14:03 超大游击队员 | 显示全部楼层
有一张照片是王伟烈士
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CDer:000830872
发表于 2020-12-01 14:18 | 显示全部楼层
目光如剑,剑可杀人。
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CDer:000158904
发表于 2020-12-01 14:20 超大游击队员 | 显示全部楼层
这种蛤蟆皮头盔真的难看啊。
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CDer:000648853
发表于 2020-12-01 14:26 | 显示全部楼层
第一代飞行员那张图是王伟吗
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CDer:001174763
发表于 2020-12-01 14:37 | 显示全部楼层
差不多是10年前美军的水平,希望快速普及到整个三代机部队
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CDer:000277351
发表于 2020-12-01 14:40 | 显示全部楼层
歼10C的这型头盔看着跟歼20的不大一样啊。白菜化的简化型号?
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CDer:000973934
 楼主| 发表于 2020-12-01 14:55 | 显示全部楼层

RE: 大大方方公开!中国空军联合头盔显示器曝光,“用眼神杀死你”的时代到来?

sesexiaolang 发表于 2020-12-01 14:26
第一代飞行员那张图是王伟吗

是王伟,正好再次缅怀一下 ~






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CDer:000117876
发表于 2020-12-01 15:53 | 显示全部楼层

RE: 大大方方公开!中国空军联合头盔显示器曝光,“用眼神杀死你”的时代到来?

calvindeng 发表于 2020-12-01 14:01
其实可以用相对移动来对视场内的目标进行瞄准,类似头盔是个鼠标,头盔运动即瞄准线跟随运动,这样不用测量 ...

需要一定时间      
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CDer:001103995
发表于 2020-12-02 23:30 | 显示全部楼层
磁感应点太恶心,恨不得挤掉那一颗颗黑头
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CDer:000637816
发表于 2020-12-03 21:02 | 显示全部楼层

RE: 大大方方公开!中国空军联合头盔显示器曝光,“用眼神杀死你”的时代到来?

三代机力量的倍增器
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CDer:000973934
 楼主| 发表于 2020-12-03 22:28 | 显示全部楼层

RE: 大大方方公开!中国空军联合头盔显示器曝光,“用眼神杀死你”的时代到来?

行不者鱼 发表于 2020-12-02 23:30
磁感应点太恶心,恨不得挤掉那一颗颗黑头

貌似有点强迫症症状了,还不轻哈 ~




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