知识：F-35头盔展示系统_基本计算机知识_IT /计算机_信息

“闪电之眼” -F-35头盔显示系统Sydney Carroll最初发布在CODEONE杂志上: “我们消除了对平视显示器的需求. 相反，头盔将机组人员与飞机连接起来. ” F-35首席试验飞行员乔·比斯利（Joe Beasley）表示: “我们已经将一些用于作战的基本要素，例如目标信息，关键飞行数据和夜视能力整合到了头盔中，从而使飞行员对头盔有了更全面的了解. 情况. ” F-35的头盔显示系统（HMDS）可以向飞行员显示由头部符号控制的信息，这意味着飞行员的视线决定了显示内容. 例如，飞行员注视着远处的另一架飞机，甚至在他看到飞机之前，系统都会在面罩上显示有关飞机位置和身份认证的信息，并自动跟踪飞机. 如果确认飞机是敌机，那么飞行员可以根据目标信息选择武器，而无需在向下看驾驶舱显示屏时使用操纵杆. 1 Dave Perkins是HMDS项目集成的首席工程师. 他说: “无论飞行员在哪里看，所有航班信息都会显示在他们的面前. ”头盔显示空速，高度，爬升率和所有武器. 头盔甚至可以显示飞行员错过的目标. 例如，如果威胁到来并且飞行员正在其他地方寻找，它将发出警报以提醒飞行员注意. 头盔显示功能还将用于F-35地面任务.

在飞行过程中，飞行员只需查看，定位并单击侧面操纵杆上的指示器即可标记新的目标位置. 然后，数据链接系统允许飞行员快速将目标的精确坐标传输给执行相同任务的轰炸机或战斗机. F-35头盔还为飞行员提供了独特的“透视”飞机的能力，这当然不是X射线设备. 头盔显示器可以与称为分布式光圈系统的一组摄像机交叉链接，该摄像机安装在飞机表面周围，以提供周围360度的恒定图像. 当飞行员俯视时，飞机下方的图像将显示在头盔显示屏上. 该功能不仅在战斗中非常有用，而且还便于海军和海军陆战队的F-35型号在航空母舰上或夜间垂直降落. 23F-35头盔显示屏生成的叠加符号. 通过安装在头盔前面的夜视摄像机，F-35头盔还可以将飞行和目标信息叠加在夜视图像上. Beasley解释说: “到目前为止，还没有头盔可以同时显示夜视图像和信息符号. ”使用传统设备时，飞行员必须在这两种功能之间切换. 这种组合对于F-35飞行员来说是一个巨大的优势，因为所有夜视设备都限制了视场. 与仅使用夜视功能相比，叠加的符号信息将帮助飞行员更好地了解周围的情况. 由于显示的内容与飞行员的观察方向有关，因此在座椅上安装了磁场发生器，以在驾驶舱中产生磁场以检测头盔的方向.

当头盔在该磁场中移动时，头盔上的会测量接收到的磁通量. Beasley解释说: “大多数头盔显示器都要求飞行员在每次飞行之前进行校准，并且在相同的飞行中，他们可能不得不进行多次调整，因为测量系统会逐渐漂移. -35头盔具有自校准功能，飞行员无需对其进行校准. ”此外，夜视右侧的日间可确保图像和符号可以正确反映飞行员的注视方向. “头盔摄像机进行全时拍摄，以一定频率截取拍摄场景中的一帧图像，并将其与固定在遮阳目镜上的相机同时拍摄的图像进行比较，以确保视线是一致的. ”珀金斯说: “如果这是两张照片之间的微小差异，系统将自动校正. ”进化飞行显示系统已经从越南战争期间的战斗机的下视显示发展到平视如今的F-16和其他现代战斗机都使用这种显示器，但是没有任何一种飞行显示系统能够与F-35头盔显示器匹配. 1980年代，工程师为F-16战斗机开发了Falcon Eye系统，Beasley进行了开发. “ Falcon 4 Eyes”系统还具有头部控制功能，目标和飞行信息符号也可以映射在头盔显示器上，但是，在信息传输过程中图像延迟更加严重JHMCS只能显示目标信息符号，不能显示飞行信息当前的F-16飞行员使用联合头盔提示系统，简称JHMCS，但是该系统只能提供目标信息，而不能提供平视显示器中的飞行信息y.

Beasley指出: “ JHMCS在设计目标中未提供飞行信息. 如果您尝试将F-35头盔显示系统显示的信息添加到JHMCS中，则可能必须等到它实际可用为止. 很久. ” 5看起来像是外星人的第一代HMDS，遮阳板中间有突起，计算机技术的进步极大地减少了F-35头盔展示的延迟，HMDS的第一代头盔采用了双目光学系统. 用于显示图像和符号的系统，右侧图像投射在遮阳板内表面的左侧，左侧图像投射在内表面的右侧，这种分开的投影头盔产生的符号非常清晰在遮光罩中间有一个向下延伸的突起，在曲面的两侧会聚，虽然单独的突起会使视场变大，但在视场中间会形成一条垂直线事实证明，这种解决方案是有问题的: “我们制造了6个单独的投影头盔，但该提案被拒绝了，因此我们仍然必须继续开发新的HMDS. ” Beasley解释. 6第一代头盔的项目与双筒望远镜不同的图像被证明是失败的. 改变了第二代以在双筒望远镜上投射相同的图像. 78第二代头盔的护目镜可以代替第一代头盔而单独抬起. 第二代HMDS是由像遮阳镜一样的分体投影头盔以及光学系统开发的，它也是F-全球将有35名飞行员使用. 它的外观与其前身非常相似，它也是一个双目镜系统，但是与第一代分体式投影面罩不同，第二代HMDS具有可以翻过来的更传统的圆形面罩.

第一代头盔的面罩是显示系统的一部分，因此当飞行员想要抬起面罩时，他必须关闭整个系统，而不仅仅是抬起面罩以露出自己的脸. 遮阳板的改进使第二代头盔与传统头盔更加一致. 910两代HMDS头盔之间在外观上的差异规格F-35头盔显示器的主要承包商是加利福尼亚州圣何塞的视觉系统国际公司，简称为VSI. VSI是负责头盔操作系统开发的Israel Elbit和生产头盔的Rockwell Collins之间的合资企业. 洛克希德·马丁公司负责编写头盔显示器的软件并开发成像部件. 位于弗吉尼亚州水晶市的F-35联合项目办公室负责需求的开发，功能的实​​现和性能测试. 第二代头盔由碳纤维和凯夫拉尔纤维制成. 它的重量分布经过精心设计，不会影响飞行员头部的平衡. 如果头盔的前部太重，那么大的过载可能会导致飞行员的头部朝飞机转弯的方向转动. 为了使飞行员能够控制头部的动作，设计人员将光学组件安装在第二代头盔的顶部正面. 每位F-35飞行员都将拥有相同的第二代HMDS头盔. 遮光镜片由耐冲击的高强度聚碳酸酯制成. 飞行员还可以添加一个或两个镜片: 白天使用的深色太阳镜，以及用于保护眼睛的防激光镜片. 11第二代头盔还可以在头罩外配备其他镜片. 请注意飞行员额头上的两个，即夜视和白天. HMDS头盔显示器通过两个通道连接到驾驶舱，以获取电源并为飞行员，氧气和通讯服务提供符号和图像.

第一种方法是使电缆直接穿过头盔后面的飞行服，将其插入座椅的右侧，然后将电源，飞行系统和传感器连接到HMD. 第二种方式将氧气管和通讯线连接到飞行员座椅左侧的接口. 当飞行员在紧急情况下弹出时，两个连接将自动断开. 测试所有F-35组件也需要在HMDS上执行的所有测试: 温度，高度，振动，电气，校准和一般规格测试. 工程师还进行了详细的安全研究，以确保头盔可以保护飞行员的头部. 例如，将头盔与全套设备一起放在人体模型上，并将其放置在能够残留强风的风洞中，以模拟飞行员在弹射后必须承受的600节的瞬时气流. 它也被戴在装有传感器的模拟人体头部上，并从8米高处掉落到钢板上以测试其安全性能. 头盔还经过模拟弹出，以确保对飞行员提供足够的保护. 在确认HMDS进行战斗之前，它必须经受强风，撞击和弹射实验的伤害. 12第二代HMDS通信系统也经过了仔细的测试，以确保友军可以接收所有信息，但敌军无法拦截它们. 还测试了降噪耳机. 通信系统还经过了噪音和电子干扰测试: F-35战斗机飞行员必须能够与地面和空中的友好部队进行清晰的通信. 同时，通信系统中的电子设备必须进行监视测试，以确保通话不会被敌人拦截.

调整和安装13世界各地大约8,000名F-35飞行员中的每位都将为他（她）量身定制头盔. 合适的头盔对于安全和正确显示符号必不可少，因为HMDS头盔显示的功能取决于光学系统的精确位置. 光学系统将图像直接投射在飞行员眼前的遮阳板上，形成两个绿点. Beasley解释说: “如果头盔在过载时变形，则绿色斑点会漂移，从而使飞行员失去所有符号. 如果绿色斑点不在眼前，飞行员将看不到任何符号. HMD. 这就是所谓的辍学学生. 这就是为什么必须安装头盔并严格放置头盔的原因. ”该图像必须正确投影在眼前，并且瞳孔将退出，以使飞行员无法看到符号信息. 定制HMDS的过程与其性能相同. 高科技. 首先，飞行员戴上安全帽，以便可以用激光扫描他（她）的头来创建计算机轮廓. 创建的三维图像确定飞行员所需头盔的形状是小，中还是大. 然后使用铣床根据三维图像在头盔.

从眼睛到头部顶部的距离用于定位光学系统以获得最佳图像尺寸. 14为了安装遮阳板，飞行员需要戴上氧气面罩，然后手动微调镜头的位置. 珀金斯说: “我们必须手动调整遮阳板，因为我们不希望它接触固定装置之外的任何东西. 否则会扭曲飞行员看到的图像. ”遮阳板和氧气面罩之间会有一个小缝隙. 这样可以在过载时轻微移动. 但是，间隙应足够近，以防止碎片在弹出过程中伤害飞行员的眼睛. 珀金斯补充说: “我们正在寻找一种分析脸部的方法，以快速调整面罩，但目前我们只能手动调整它. ”第二代头盔护目镜和氧气面罩之间有缝隙. 避免过载时相互碰撞. 15为了测试适应程序，四名F-35飞行员前往英国驾驶皇家空军的Eagle T.MK.1A教练机. 他们拿了HMDS（不是整个系统），飞了9架G. 过载以测试瞳孔是否会退出. 比斯利说: “结果非常好. 所有飞行员的头盔都显示在正确的位置. 这是一次真正的成功. 我们知道头盔的性能和适应系统工作正常. ”伴随着F-35的飞行随着第二代系统的顺利进行，越来越多的飞行员将学会使用先进的H MDS进行飞行. 比斯利是一位经验丰富的飞行员，已经使用头盔显示器进行飞行了20多年，他预测，新飞行员将不会遇到任何调整问题，无论他们刚从飞行学校毕业还是从其他战斗机转移到F -35.

他说: “首先，我们要使事情变得容易，因为头盔是新头盔. ” “飞行员将在一段时间内使用HMDS在视镜可提供F-35夜视功能，而不是F-35分布式多孔径光电传感器系统. 但是，洛克希德·马丁公司表示，将来可能会再次添加一些高级指标19

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