智能飛行員頭盔：從防護(hù)裝備到武器平臺

劉煥松 劉維龍 郭振江 田春暉

以前的“聯(lián)合頭盔顯示系統(tǒng)”后部都沒有這些小豆?fàn)畹墓陌?，最新的二代系統(tǒng)長滿了“豆豆”，這是測量頭盔動態(tài)的定位傳感器，飛行員座椅和座艙四周應(yīng)該會有對應(yīng)的感應(yīng)設(shè)備，用來測量飛機(jī)內(nèi)部及周圍環(huán)境情況

現(xiàn)代戰(zhàn)斗機(jī)和武裝直升機(jī)飛行員所戴的頭盔，已不再僅僅是保護(hù)裝置了，飛速發(fā)展的科學(xué)技術(shù)將多種功能凝聚在頭盔里，使其成為戰(zhàn)斗飛行員進(jìn)行態(tài)勢感知、瞄準(zhǔn)攻擊的智能化武器平臺。

當(dāng)下，在頭盔領(lǐng)域有一項很少被提及但足以引發(fā)空戰(zhàn)技術(shù)革命的重大創(chuàng)新，即裝有更強(qiáng)大、更可靠的顯示與瞄準(zhǔn)系統(tǒng)的新型智能飛行員頭盔。其使飛行員能夠在空戰(zhàn)中做到“看見就發(fā)射”，能更加自如和更加快速地作出決定。這一重大變革目前尚未引起太大關(guān)注，只是因為近幾十年很少發(fā)生空對空作戰(zhàn)。但美國空軍對這一領(lǐng)域的關(guān)注由來已久，自1970年代起，美國的戰(zhàn)斗機(jī)飛行員就開始在儀表化的模擬天空中進(jìn)行常規(guī)化訓(xùn)練，并將飛機(jī)的每一個動作和飛行員的每一個決定都記錄下來。這為過去幾十年來戰(zhàn)斗機(jī)和飛行員面對戰(zhàn)斗環(huán)境如何做出反應(yīng)積累了十分詳實的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)為飛行員所佩戴頭盔的發(fā)展演化提供了重要依據(jù)，新型頭盔已被證明在空戰(zhàn)中是一個重大的技術(shù)創(chuàng)新。

新型智能頭盔的一個最好的例子就是美國空軍于2014年采用的新一代“聯(lián)合頭盔顯示系統(tǒng)”，即“聯(lián)合頭盔顯示系統(tǒng)II”。這個新型二代頭盔系統(tǒng)使佩戴者能夠隨其眼睛瞄向哪里就向哪里發(fā)射武器，而不用管頭盔對著什么方向。因為這個新版頭盔采用了更好的硬件和軟件來跟蹤飛行員的眼部運動，讓飛行員看哪兒打哪兒，不但不用調(diào)整機(jī)身，連頭都不用轉(zhuǎn)過去。軍事界稱“這是引發(fā)空戰(zhàn)革命的一個重大創(chuàng)新”。這一創(chuàng)新的“聯(lián)合頭盔顯示系統(tǒng)Ⅱ”具備更好的平衡性，佩戴也舒適得多，使用更為可靠。

“聯(lián)合頭盔顯示系統(tǒng)Ⅱ”還可以讓飛行員看到顯示在其面罩上的關(guān)鍵飛行與導(dǎo)航信息，獲得強(qiáng)化的態(tài)勢感知能力。這種自由給予經(jīng)驗豐富的飛行員在發(fā)現(xiàn)敵機(jī)或敵方目標(biāo)以及機(jī)動進(jìn)入更好的攻擊位置方面提供極大的優(yōu)勢。

因為在頭盔顯示和瞄準(zhǔn)系統(tǒng)出現(xiàn)之前，飛行員只得不停地查看駕駛艙的儀表盤、使用固定瞄準(zhǔn)系統(tǒng)。如果不必不停地查看座艙儀表盤，就能夠省下寶貴的幾秒鐘時間——要知道，噴氣式戰(zhàn)斗機(jī)之間的交鋒，往往都在不到10秒鐘的時間內(nèi)結(jié)束。因此，擁有這種頭盔的飛行員與沒有配備的飛行員之間，在實戰(zhàn)時的差距是不容置疑的。在空戰(zhàn)中，這是一種革命性的進(jìn)展。

除了空中作戰(zhàn)，“聯(lián)合頭盔顯示系統(tǒng)Ⅱ”在空對地攻擊中也非常有用。在對地攻擊行動中，頭盔顯示器與機(jī)載導(dǎo)航系統(tǒng)相配合，可以適時修正飛機(jī)所在方位，并讓飛行員通過紅外圖像找到要攻擊的地面目標(biāo)，然后引導(dǎo)武器對目標(biāo)實施打擊。特別是直升機(jī)大多在低空中飛行，提高生存力與偵察和攻擊目標(biāo)具有同等重要的作用，頭盔顯示器顯示的信息能幫助飛行員及時躲避地面障礙，使他們在各種氣象條件下安全飛行并對目標(biāo)實施打擊，顯著提高其戰(zhàn)斗力。

從“聯(lián)合頭盔顯示系統(tǒng)Ⅱ”外觀看，其外表面長滿了“豆豆”，這就是測量頭盔動態(tài)定位的傳感器，用以感應(yīng)飛機(jī)內(nèi)部及外部環(huán)境情況。頭盔上有一條較粗的電纜線，用來連接飛機(jī)上的電腦。迄今，“聯(lián)合頭盔顯示系統(tǒng)Ⅱ”已經(jīng)過了包括F/A-18、F-15、F-16等固定翼戰(zhàn)機(jī)飛行員的實際操作檢驗。

“聯(lián)合頭盔顯示系統(tǒng)”生產(chǎn)商埃爾比特系統(tǒng)公司業(yè)務(wù)開發(fā)副總裁馬克·霍奇說：“佩戴二代系統(tǒng)的飛行員在觀察、定向、決定和行動等過程中，具有決定性優(yōu)勢?！?/p>

與第一代系統(tǒng)相比，二代系統(tǒng)“更加智能、高效”，不過，一套二代頭盔系統(tǒng)的價格在100萬美元左右。用這種方式蓋住腦袋，實在是夠昂貴的了，大概這也是世界上最昂貴的“帽子”了。當(dāng)然，這一價格包括了安裝在座艙內(nèi)的輔助設(shè)備以及培訓(xùn)和技術(shù)支持的費用。

“聯(lián)合頭盔顯示系統(tǒng)”的主要開發(fā)商以色列埃爾比特公司在這一尖端技術(shù)開發(fā)上長期以來處于領(lǐng)先地位，已在其較早開發(fā)的“顯示與瞄準(zhǔn)頭盔”系統(tǒng)上取得了許多技術(shù)突破。埃爾比特公司與美國公司合作開發(fā)和銷售的“聯(lián)合頭盔顯示系統(tǒng)”，在很大程度上就是“顯示瞄準(zhǔn)頭盔”系統(tǒng)的提升版。

飛行員頭盔上安裝“顯示瞄準(zhǔn)系統(tǒng)”是南非在1970年代首先研發(fā)出來的。俄羅斯人開始關(guān)注這項技術(shù)進(jìn)展，是在安哥拉內(nèi)戰(zhàn)中與使用這種頭盔的南非空軍飛行員對陣時損失了一些噴氣式戰(zhàn)斗機(jī)之后。俄羅斯因此而積極投入研發(fā)，并在5年后推出了自己的新型頭盔。隨后，前東德戰(zhàn)斗機(jī)飛行員在與經(jīng)驗老道的美國F-16戰(zhàn)機(jī)飛行員對陣時驗證了俄羅斯新型頭盔的威力，使北約空軍大為震驚。以色列則是西方國家空軍中首先研發(fā)這種頭盔的，而且迄今仍是該領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者。

具有同樣技術(shù)先進(jìn)性的創(chuàng)新頭盔還有英國航空航天系統(tǒng)公司研發(fā)的一款可以使飛行員“透視”飛機(jī)、直接觀察到敵人或者地面目標(biāo)的頭盔顯示系統(tǒng)。這款名為“打擊者”的飛行員頭盔配有多個內(nèi)置傳感器，通過與飛機(jī)上各個角落的攝像頭相連接，飛行員可以借此“透視”飛機(jī)，飛機(jī)外掛攝像頭收集的信息可以在飛行員的顯示器上顯示。

該公司總裁艾倫·喬伊特說：“如果飛行員戴上‘打擊者’頭盔——確切地說是帶有集成顯示器的這樣一個頭盔，那么當(dāng)他觀察地面某一目標(biāo)時，只需轉(zhuǎn)頭將視覺符號聚焦在目標(biāo)點，然后按下一個按鈕，該頭盔就能判斷出目標(biāo)的坐標(biāo)。”

據(jù)歐洲宇航防務(wù)集團(tuán)副總裁彼得·羅比稱，該頭盔所運用的技術(shù)甚至可以把目標(biāo)信息傳輸給無人機(jī)等武器裝備。“如果飛行員看到一個目標(biāo)，按下相關(guān)按鈕后，該目標(biāo)就可以成為無人機(jī)的目標(biāo)。飛行員可語音命令無人機(jī)投擲一枚導(dǎo)彈后，通過頭盔監(jiān)控導(dǎo)彈的走向?！蹦壳斑€正在研發(fā)一款3D音頻系統(tǒng)，在與頭盔搭配使用時，飛行員就可以聽到周圍的信息。

智能頭盔的發(fā)展使其能夠處理更多數(shù)據(jù)和任務(wù)，同時也變得越來越易于穿戴。但是，這類頭盔質(zhì)量還是太大了。為此，6年前美國空軍在其戰(zhàn)斗機(jī)飛行員們經(jīng)常鍛煉的空軍健身房里安裝了一種新型的頸部肌肉鍛煉器。因為新型頭盔質(zhì)量達(dá)2kg，比普通的頭盔重了約50%。雖然增加的質(zhì)量看起來并不是很多，但在戰(zhàn)機(jī)急轉(zhuǎn)彎時，引力會使得飛行員感覺頭盔重達(dá)17.3kg。這時佩戴者就需要強(qiáng)壯的頸部肌肉才能對付。幾十年來，戰(zhàn)斗機(jī)飛行員不得不花費大量時間在健身房里鍛煉頭部、頸部韌力，以便能夠承受住這種超重力。如果承受不住這種超重力，飛行員就會變得頭昏眼花，甚至在飛行中昏倒，后果很嚴(yán)重。因此，未來智能飛行員頭盔減重是個不容忽視的問題。

編輯/劉蘭芳