当今现代战斗机的工艺水平包括了一些特殊的航空电子系统,比如视觉系统(可视电子设备)。涵盖了为飞行员准备的所有的系统及设备,包括夜晚和能见度非常差等情况下各种外部环境条件的数据和图像,都以“带在头上”的形式出现。 直到50年代,战斗机才装配了既简单可靠又相对便宜的电子设备,可是,飞行员即使依靠这些仪器获得了所有的飞行和导航数据,仍然不能完全满足低空高速的飞行任务。这些限制在第一代高性能喷气式战斗机身上尤其明显。机舱内系统复杂性的增加以及相关仪器设备的增加迫使飞行员不得不比以往更多时间地采用一种“低着头”的工作姿势,这对飞行员掌控战术状况产生了负面影响,也降低了低空飞行的安全程度。
为解决这些问题,采用了仰视显示器(HUD), 仰视显示器是一种使飞行员不用注视驾驶舱内部就可以掌握传感器和武器装备基础数据和信息的光学电子系统。但是在现代战斗机内仰视显示器不是唯一可用的视觉系统:现代工艺使得在座舱内向飞行员提供夜视系统、高级集成式头盔系统以及高级的数字仪表成为可能。
新式仪表盘:玻璃座舱
现代战斗机的标准设备(就像许多其他军用和商业机型一样)是所谓的“玻璃座舱”,即一个全部或大部分传统仪表都被计算机显示屏所替代的现代化的显示系统。老式的电子机械仪表设备由多个不同的单独计量器组成,每一部分负责不同的功能。因为维护工作量大(如罗盘维护),玻璃座舱不再采用这种多设备的形式,只保留了一些后援或冗余任务。面板的大部分是计算机屏幕,屏幕根据用户需要以图形显示同组仪表或同类仪表的多个选项。所有的这些功能都集成在系统当中以降低飞行员的工作负荷,包括飞行计划和武器控制。为此,玻璃座舱完全可以被称作一场革命性的革新。
七十年代,当CRT(阴极射线管)显示器开始替换一些电子机械式压力计仪表时,就有文章提及了上述方法的一些思想。早期的设备就像他们做到了的一样,给了座舱一个与众不同的名字——玻璃座舱。七十年代中期,一架标准的战斗机有100多个座舱仪表控制装置,众多的指示和信号分散了飞行员的注意力。这种情况分明是不适用的,因此,利益关系重大的航天企业和美国国家航空宇航局发起了一项关于显示器的研究工作,试图弥补飞机构造中的缺陷,并希望能将飞行和战斗数据综合起来,能更容易地理解飞行位置图,最后就形成了一个完整的玻璃座舱系统。因为飞行的安全性及效率随着飞行员对飞机自身和战术情况掌握的增加而增加,因此更多的飞机接受了这样的电子飞行显示,该项研究的成果反映良好。这项新技术不仅使飞行员更容易掌握姿势、高度、速度这些关键指示器图形视图的内容,而且还降低了维护传统仪器的高成本。玻璃座舱技术还提供了更强的备份能力,比机电仪表重量更轻,更节约能耗。
玻璃座舱的优点有很多:
代替大数量开关、计量器和传统指示器的可能性;
故障时更大的冗余度;
更灵活更精确的战术航行选择;
面板加更整洁;
可编程性;
在人机工程条件下,玻璃座舱的主要优点不在于所介绍的电子与电机的不同特性,实际上是相当经常地在屏幕显示器会如实地复制计量仪表,因为数据表明这种方法很容易立即被领会。然而,玻璃座舱因飞行而存在,战斗情报资料只不过是需求的体现,在系统即将进入警戒区时飞行员会选择他所需要的数据。这要求大大地精简座舱,使飞行员在每一次选择时只聚焦在最重要的需求信息点上。
现代的玻璃座舱由三(或三个以上)主要的LCD(液晶显示)多功能块组成,借此多图像正视显示器显示战术情况和传感器信息,二个横向显示器显示飞机系统参数和飞行战斗任务数据。
涉及飞机系统参数和飞行战斗任务数据的主要部件是主驾驶仪表系统,主驾驶仪表系统显示所有的关于飞机姿态、位置和进程(包括水平和垂直位置)的数据与信息,还负责标明时间和速度。主驾驶仪表系统由主飞行显示器(标明垂直飞行剖图,如姿态、飞行指引仪指示器、速度计、模式选择)和航行显示器(标明水平飞行剖图,如朝向和地面航迹)组成。考虑到冗余度,对飞机控制和安全最为紧要的信息,如朝向和进场阶段的关键数据在两个指示器上都加以显示。
主飞行显示的中枢包含一个姿态指示器,姿态指示器向飞行员提供有关飞机俯仰和横滚特性的信息,还有飞机相对于地面的方位。其他的诸如失速迎角的信息只有当飞行员选择时才显示。基本的飞行数据根据飞行员的需要加以修正:例如,失速迎角可以实时被修正以便反映飞机在当前的姿势位置以及相对参数情况下的预测的临界攻角。
得益于机载计算机预测出来的数据与信息,主飞行显示器还可以显示飞机未来的航道(在很短的几秒时间内),使飞行员很容易预料飞机的反应。在姿态指示器的左边和右边通常分别显示航速数据和高度数据。由于飞行期间上下翻转时高度和转速变化,< |