F-35飞行员,注意你的素质( 三 )


在60年代,美国海军确实启动了头显的研制,希望用于F-4“鬼怪”式战斗机 。但技术太超前 , 进行不下去 , 只能回到平显 。
苏联没有放弃,而是大大简化了技术,不用头盔上的屏显 , 而是在头盔的视野边缘处设置一圈LED指示灯 , 在火控系统的控制下,提示飞行员威胁方向 。这个简单的工程实现有奇效 , 与机动性超强的R-72近程空空导弹相结合,真是指哪打哪 。东西德合并后 , 前东德空军的米格-29在北约空战演习中,屡屡把美国空军的F-16打得找不到北 。
西方惯于指责别人抄袭,自己从来不羞于拿来主义 , 以指示灯为基础的头盔指示系统成为90年代西方战斗机标配 。同时 , 随着计算机、显示尤其是增强现实技术的发展,盔显似乎终于可以成为现实了 。F-35采用盔显,并作为主要显示系统,座舱仪表板上的大屏显示只是辅助 。
但盔显再次成为巨大的头痛, 首先是重量 。显示技术再发达,显示屏再轻巧化,盔显的重量还是对飞行员的脖子造成很大的压力,高g飞行时是不可承受之重 , 在弹射的时候更是可能造成生命危险 。
显示技术本身也有本质滞后 。固定位置的飞行数据没问题,随着头部转动而移动的目标指示光标就麻烦了 。盔显首先要精确测定头部转动的角度和速度,然后计算光标移动的方向和速度,最后形成可见的光标 。测量和计算机速度再快,依然是有限的 。人眼和大脑能感知到滞后,很容易产生晕眩感 。测量-计算-显示也是一个反馈系统,光标具有一定的本质晃动 , 就像电梯到了楼层会有一点晃动才停稳一样,这进一步增加了晕眩感 。
光标、符号和数据的亮度还需要针对环境迅速调整,但亮度调整速度远远不及人类的肉眼和大脑,再次影响使用 。
最初设计是要把雷达、红外夜视、移动地图等统统整合到盔显 。在静态下没有问题,但一动起来 , 问题太大 。后来换了简化设计 , 重量控制住了,显示符号也极大简化,回到传统平显的格局,不玩实景图像了,滞后也降低到可以接受的水平,但维修问题来了 。
每个人的脑袋大小、形状、瞳距、视线都是不一样的,所以带盔显的头盔对每一个飞行员都是因人定制的,据说每一个头盔就是40多万美元,顶4辆保时捷911 。问题是还需要在日常维修中保持调校准确 。F-35没有平显,只有盔显,所以这是事关飞行安全的主要显示系统 。在2020年5月19日的F-35A坠机中,盔显问题正是原因之一 。
由于调教问题 , 盔显的地平线与跑道指向错位,地平线标志明显低于实际 , 跑道中线的指向也歪了 。这个问题在起飞前发现不了,但夜间着陆时就要命了 。飞行员发现了问题,凭经验补偿,但错误的图标越来越分散注意力 。按照设计 , 图标越接近跑道时越明亮 , 原意是帮助飞行员,现在弄巧成拙,搞得飞行员心烦意乱,动作变形,最后导向事故 。
F-35是飞火推联动的,单大推的转动惯量大,油门反应相对不灵敏,过猛加油容易造成喘振 。飞控会把飞行员的“过度”动作过滤一下再传递给发动机 。美国海军传统上在着舰时采用“反区操作”,在固定的下滑率基础上,不断微调发动机推力来微调下滑航线 。海军喜欢双发,也是因为在同样推力下,双中推的推力调节比单大推更加精细,但这是题外话了 。因为单大推推力微调不灵敏的原因,F-35C在着舰时改为像空军那样 , 固定发动机推力 , 不断微调襟副翼来微调下滑航线 。

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