歼-20战斗机头盔显示/瞄准系统,注意头盔上突起的定位传感器
新春佳节来临之际,中国空军歼-20战斗机公开亮相,飞行员佩戴国产新一代头盔显示/瞄准系统尤其引人注目标。它表明歼-20已经拥有当今最先进的近战利器。
歼-20战斗机近距空空导弹是国产PL-10空空导弹。根据珠海航展公开的资料,PL-10采用了红外成像制导系统、推力矢量喷口,离轴攻击范围可以达到+/-90度。这样强大的离轴攻击能力给火控系统提出了更高要求,现代平显受到光学器件限制,视野较小,即便最先进的衍射平显视野也不过30-35度左右,无法支持PL-10离轴攻击,所以歼-20战斗机飞行员配备了头盔显示/瞄准系统。
歼-20战斗机主要近战武器-PL10红外成像制导空空导弹
头盔显示/瞄准系统与平显相比,最大特点就是视野大,头盔显示/瞄准系统视野可以达到180度,能够最大限度发挥出PL-10空空导弹的离轴攻击能力。国产头盔显示/瞄准系统上面有许多突起,这些突起应该是电磁或者光电发生器,用来确定飞行员头部实时位置,确定瞄准线。凭借这些传感器,PL-10红外成像制导系统能够实时跟随国产头盔显示/瞄准线,对后者指示的目标进行探测、跟踪,锁定目标之后向飞行员发出信号,飞行员即可发射导弹攻击目标。
歼-20战斗机飞行员就需要转头盯住目标就可以发射导弹了
这样优点就是飞行员不再需要把飞机对准目标,只要转动头部就能为导弹指示目标,锁定目标进行攻击。战斗机是高速运动物体,从物理定律我们可以知道物体速度越快惯性越大,也就越难改变运动方向。早期导弹离轴发射范围低,需要飞机精确指向目标才能发射导弹,这样飞行员需要进行复杂机动才能占据攻击位置。而歼-20战斗机装备了头盔显示/瞄准系统之后,飞行员只需要把机头概略指向就行了,剩下的交给头盔显示/瞄准系统,效能成倍提高。美国空军认为装备头盔显示/瞄准系统之后,可以把己方近距格斗交换比从1.8:1提高到3.8:1,而俄罗斯也认为战斗机装备头盔显示/瞄准系统之后,近距空战效能最多可以提高8倍。
当然歼-20战斗机装备头盔显示/瞄准系统并不是为了四代战斗机进行空战,一般而言这些目标超视距空战之中就被歼-20打掉了。歼-20配备头盔显示/瞄准系统配合PL-10空空导弹主要对抗对方隐身战斗机,在隐身战斗机时代雷达制导空空导弹效能大为降低,主要依靠红外成像制导空空导弹进行战斗。
歼-20战斗机头盔显示/瞄准系统采用了AR眼镜技术
它能够显示更多信息和数据
从相关画面来看,歼-20战斗机头盔显示/瞄准系统不但支持空空武器瞄准,还能投放空地武器。不但用于火控系统数据,还能显示各种信息。相关单位曾经透露国产头盔显示/瞄准系统配备高速数据接口。能够在将图像投放到歼-20战斗机飞行员护目镜上面,这样飞行员在攻击目标的时候,也能够掌握飞机信息。另外它也采用了AR眼镜技术,支持显示更多格式信息,尤其是探测系统、夜视信息,早期头盔显示/瞄准系统技术比较简单,不能显示这些信息,飞行员还需要佩戴夜视眼镜才能在夜晚执行任务,非常还便。而歼-20飞行员就不需要佩戴夜视镜,并且他低头看到不是座舱地板,而是机身下面图像,有效降低了飞行员负担,提高态势感知能力。
这张图片表明歼-20战斗机保留了平显
不过外界也注意到歼-20仍然保留了衍射平显,应该作为头盔显示/瞄准系统备份。相比较之下F-35战斗机更加激进一些,直接取消了平显。从珠海航展相关说法来看,头盔显示/瞄准系统和平显现阶段还是互补关系,头盔显示/瞄准系统能够运动,瞄准范围大,但是精度也随之下降,平显位置固定,瞄准线精度更高。另外平显显示面积更大,能够显示更多画面,头盔显示器显示面积相对较小,长时间观看之后飞行员会感觉不舒服。还有就是头盔显示/瞄准系统重量相对较大,飞机作高G负荷机动的时候,对于飞行员头部、脊椎会造成较大负担,影响飞行员健康,所以歼-20战斗机仍然保留了平显。
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