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“如果目光可以杀人的话。他（她/它）也许已经死了一千次了。”
这是一句我们平时可能会读过。听过。甚至说过的一句话。用似乎永远不可能实现的情形来表达一种强烈的情感。但是在随着科技的发展。“用目光杀人”正在部分成为现实。现在。戴着头盔瞄准具的飞行员只需用双眼注视目标就可以操纵机载武器对其发动攻击。显示在他眼前的数据。使飞行员无需经常低头扫视驾驶舱内的仪表显示屏。甚至无需始终向前观察抬头平视显示器（Head-Up Display。HUD）上的数据。今天我们就来聊一聊飞行员头盔瞄准具/显示系统的故事。
现代飞行员所佩戴的头盔显示器/瞄准具让“目光也会杀人”从异想天开逐渐变成现实
飞行员头部装备的历史
第一次世界大战期间。最早的军队飞行员头戴简单的皮革头盔。使其在敞开的驾驶舱内保持温暖。没有任何防护能力。更不用说其他功能了。大多数飞行员还戴着分离的护目镜。有时还用一条丝（围）巾围住没有任何保护的颈部。到了第二次世界大战。飞行员头盔已经加装了氧气面罩和内置通信耳机。随着喷气机时代的到来。弹射座椅被广泛使用。飞行员头盔有了包围整个头部的坚硬外壳。出现了第一代“硬质头盔”。原本的护目镜也被与头盔形成一体的遮阳板所代替。但是直到上世纪70。80年代。尽管各国都在努力减轻头盔的重量。提高其舒适度并提供更好的头部防护力。但头盔本身的变化很小。
上世纪60。70年代夜视镜的发展最初并未导致飞行员头盔的设计发生重大变化。夜视镜通常安装在位于头盔正面原本遮阳板位置的简单支架上。以便在需要时将其下翻至飞行员视野前方。有时候会将夜视仪的大型电池用魔术贴固定在头盔的后部。以平衡前部的额外重量。
一战期间。德国飞行员使用的皮质头盔。它只有保暖功能
二战期间美军飞行员使用的B-6冬季飞行头盔已经拥有了通信耳机。并能够和A-9氧气面罩连接使用
早期的头盔瞄准具及其发展
给飞行员头盔带来重大变化的是来自导弹指示系统的开发。该系统的设计目的是让战斗机飞行员为导弹的导引头“指示”目标。而不用“瞄准”敌机。即通过机动使敌机出现在抬头显示器的范围内。使得导弹导引头可以“看到”它。
第一个可用的头盔瞄准具可能是霍尼韦尔公司为美国海军生产的视觉目标捕获系统（Visual Target Acquisition System。VTAS）。该系统有一个单眼“鹰眼玻璃”目镜可提供导弹瞄准基线。并有一个复杂的头部追踪器让武器系统能够知道飞行员目前正在看的地方。该系统可以将雷达波束指向飞行员视线方向。进而为导弹导引头指示目标。它还有一种模式可以使头盔直接为导引头指示目标。该系统还可以提供简单的上/下/左/右提示。让飞行员可以用眼睛对准目标。
该系统在1973年至1979年间被部署在约500架海军和海军陆战队F-4“鬼怪II”战斗机上。随后被放弃拆除。但它确实影响了南非和苏联类似系统的开发工作。南非“猫眼（CatEye）”头盔瞄准具计划产生了第一个实战部署的头盔瞄准器。最先是和装备南非空军法制“幻影（Mirage）”F1战斗机的南非阿姆斯科（Armscor）公司在法国R550“魔术”导弹基础上研发的V3A“库克里弯刀（Kukri）”红外导引近距空对空导弹配合。苏联头盔瞄准具的研究工作最早由基辅兵工厂在1969年开始。最终开发了Shchel-3U系统。该系统在1977年投入量产。以配备当时苏联最新的米格-29和苏-27战斗机。
Shchel头盔瞄准具和具有推力矢量的新型R-73（北约代号为AA-11“弓箭手”）空对空导弹相结合为苏联新型战斗机提供了。至少是宣传中的。强大的“离轴”战斗能力。这推动了新一代西方头盔式瞄准具和显示系统的开发。
英国皇家空军的"美洲虎"攻击机以及后来的“狂风”战斗机使用了一套非常类似的马可尼（Marconi）/霍尼韦尔（Honeywell）头盔式瞄准系统。主要用于传感器指示。将TIALD激光指示器吊舱的激光束和飞行员的视线保持一致。这证明了头盔瞄准具不仅在空对空作战中有用。对于空对地作战同样帮助很大。它也可以用于更新飞机的导航系统。当然还有导弹的离轴瞄准。
攻击直升机成为了最先采用更复杂头盔瞄准具功能的武器平台。波音AH-64“阿帕奇”综合头盔与显示瞄准系统（Integrated Helmet & Display Sighting System。IHADSS）可以让正/副飞行员将直升机的30毫米M230链式机关炮和头盔随动。使炮口指向他们视线所看的方向。该头盔还可用于操纵安装在阿帕奇机头的可转动热像仪系统和瞄准系统。头盔上的单眼显示器具有40°x 30°的视野。可同时显示视频和栅格符号。
以色列的埃尔比特系统（Elbit Systems）公司生产了第一批投入实战的现代西方头盔瞄准具。像较早前南非开发的系统一样。该公司的“显示和观察头盔（Display and Sight Helmet。DASH）”也使用阴极射线管将符号系统投影到球面镜上。从而为飞行员提供经过校准的二维图像。拥有一系列量产的改进版本。DASH的最初版本为提供具有高级视频和彩色功能的数字版本奠定了基础。并且由此带来了许多衍生产品。包括美国的联合头盔安装指示系统（Joint Helmet-Mounted Cueing System。JHMCS）。
最早由霍尼韦尔公司为美国海军开发的第一代头盔瞄准具VTAS在装备了500多个后。在1979年全部撤装
佩戴可以和R-73红外制导近距空空导弹配合使用的俄制Shchel-3UM头盔瞄准具的印度米格-29飞行员
英国开发的第一代头盔瞄准具证明了其不但有助于空对空作战。对空对地作战的帮助也很大。
鲜为人知的是在英国的早期研究中。除了头盔瞄准具还曾经试验过氧气面罩瞄准具
佩戴“阿帕奇”武装直升机IHADSS头盔瞄准具的英国女飞行员
以色列埃尔比特系统公司的DASH头盔瞄准具
现代头盔瞄准具/显示器
JHMCS基于DASH III和恺撒电子（Kaiser Electrinics）公司的“敏捷眼（Agile Eye）”系统。由Elbit视觉系统国际公司（Vision Systems International。VSI）和罗克韦尔·柯林斯公司（Rockwell Collins）。它收购了恺撒电子公司。组成的合资公司开发。JHMCS以单色向飞行员展现经过校准的文字符号和光栅扫描图像。夜间则用来自前视红外（Forward Looking Infra-Red。FLIR）系统/红外搜索跟踪（Infra-Red Searching and Tracking。IRST）系统图像替换后者。并允许使用标准的夜视镜。数字式JHMCS（D-JHMCS）系统是对现有系统的升级。并增加了高级视频和彩色功能。它提供了夜间视觉符号显示（Night Visual Cursive Display。NVCD）功能。并提供更高的佩戴舒适度和更优化的重量平衡。
更新的JHMCS II系统是为新应用而设计的。它提供了不需要驾驶舱映射的新型光学惯性头部跟踪器。它还使用了不需要安装托盘或额外冷却装置的新型轻量级飞机接口单元（AirCraft Interface Unit。ACIU）。该单元能够支持虚拟训练。
D-JHMCS和JHMCS II都可以与Elbit的“金丝雀（Canary）”系统集成。该系统可以提供缺氧预警。并在飞行员失去知觉时触发飞机的自动改平。
尽管和美制战斗机进行了整合以及被美军接受作为制式装备为JHMCS在国际市场上带来了巨大的竞争优势。但还有其他头盔瞄准具选择。其中一些功能更为强大。
DASH的最新派生产品是Elbit的TARGO 2系统。该产品最初是作为针对轻型攻击机。运输机和教练机的低成本。低集成度解决方案来进行销售的。有趣的是。TARGO 2系统已被许多法国“阵风”战斗机的近期出口客户选中。作为其标准头盔瞄准具。而瑞典国防材料管理局（FMV）也已为最新的JAS-39E/F“鹰狮（Gripon）”战斗机订购了数量不明的Targo头盔式显示和瞄准具系统。
Elbit系统公司还以DASH技术为基础针对直升机等旋翼飞机应用场景开发了新型“杰德耶（Jedeye）”头盔显示和瞄准系统。该系统具有异常宽的70°x40°的视场。可以呈现双眼3D图像。用于增强现实应用程序。还包括掉电支持系统。
现已成为法国军工电子巨头泰雷兹（Thales）公司一部分的六分仪航空电子公司（Sextant Avionique）开发了一系列头盔显示系统。首先是专为“阵风”战斗机和幻影2000战斗机后期型号生产的极具未来感的“顶视（TopSight）”系统。该头盔使用了贴合外部轮廓的面部防护装置。既罩住了整个氧气面罩。又没有影响飞行员周围的观察视野。 “顶视”系统为飞行员的右眼提供20度的视野。并采用电磁技术进行头部跟踪。
较重的“顶夜（TopNight）”和“顶枭（TopOwl）”系统则使用更先进的光学元件。并在投影图像上叠加了符号系统。提供了30°x40°的双眼视野。针对恶劣天气和夜间空对地作战进行了优化。“顶枭”系统更是使用了头盔两侧的微光增强器提供集成的夜视功能。无需单独的夜视镜。土耳其的阿塞尔桑（Aselsan）公司正在为其T-129攻击直升机开发一种类似的系统。称为AVCI头盔综合指示系统。
泰雷兹公司为满足美国空军的需求开发了“蝎子（Scorpion）”头盔显示系统。全彩单眼式的“蝎子”集成式头盔跟踪瞄准系统使用基于混合式光学惯性跟踪器（Hybrid Optical based Inertial Tracker。HObIT）。不需要对飞机驾驶舱进行映射。并且无需特殊的夹具就可以被安装到美国空军的标准飞行头盔上。它与标准和全景夜视镜完全兼容。可以戴在标准的全透明。防眩光。高对比度。渐变色或防激光等头盔遮阳镜后面。
由BAE系统为欧洲战斗机“台风”战斗机开发的最初简称为“头部设备总成（Head Equipment Assembly。HEA）”或“头盔符号系统（Helmet Mounted Symbology System。HMSS）”的“前锋（Striker）”头盔系统与平台无关。它的一个衍生版本。“眼镜蛇（Cobra）”系统。是瑞典JAS39“鹰狮”战斗机的标配。“前锋”头盔最初版本在外观上的一大特点是在其表面上有很多凹凸不平的凸起。这些凸起是与驾驶舱中的三个传感器配合使用的红外LED。用于进行精确的头部跟踪。以便实时准确地计算出飞行员在看向什么地方。
“前锋II”升级版本是一个更加先进的产品。它重量更轻。佩戴更舒适。并且在头盔内部集成了一体式夜视摄像机。可在夜间使用。 据称“前锋II”系统是世界上唯一一种结合了昼间可读彩色显示器。40°视场和集成夜视功能的头盔式显示器。
“前锋II”系统支持显示传感器系统提供的高分辨率图像。包括安装在F-35上的分布式孔径系统（Distributed Aperture System。DAS）。可以有效地使飞行员透过飞机的机体“看见”周边环境。
“前锋II”的一项独特功能是其3D音频功能。并结合了智能主动降噪（Active Noise Reduction。ANR）功能。3D音频系统提供360度定向音频。使飞行员听到的威胁警告和语音通信都能够被定位到他们的原始方向上。例如使来自地面的通信听起来像是从飞机下方发出的。即使在最嘈杂的平台上。使用ANR技术的系统也可以通过显著降低环境噪声来大大提高音频通信的清晰度。
“前锋II”头盔非常轻巧。与当今大多数头盔显示器+夜视仪解决方案相比。具有更好的平衡性和更低的重心。这可以大大提高飞行员在进行高g机动时的舒适度。减少颈部负荷。并减少长时间飞行时的疲劳。头盔内衬通过对佩戴者头部进行激光扫描加工成精确形状。并覆盖意大利皮革以增加透气性。 头盔的贴合度经过精心设计。以确保为每个飞行员提供最佳的重量分配。
前面提到的南非和瑞典等国“鹰狮”战斗机所使用的“前锋”衍生的“眼镜蛇”头盔显示系统其实是由BAE系统公司开发的头盔和显示系统。萨博（Saab）开发的符号显示系统以及南非的德内尔光学（Denel Optronics）提供的头盔跟踪系统组成。
JHMCS头盔
JHMCS的内部结构简图
JHMCS II头盔昼夜不同模式。夜间需要专门加装夜视仪
在航展上展出的法国泰雷斯公司的“顶枭”头盔
佩戴泰雷斯公司“蝎子”头盔的美军飞行员
BEA系统开发的“前锋II”头盔显示器。“前锋”和“前锋II”及其衍生产品的特点是头盔表面用于定位的突起。
作为主显示系统的第三代头盔显示器
洛克希德的F-35“闪电II”联合打击战斗机在设计之初就没有考虑使用抬头显示器。这意味着飞行员需要完全依靠他的头盔显示系统来获取关键的飞行和武器瞄准信息。从而有效地提供一个虚拟的抬头显示器。F-35头盔显示系统是由RCEVS公司开发的。该公司是罗克韦尔·柯林斯和Elbit视觉系统国际公司联合组建的合资企业。
F-35头盔显示系统除了提供通常的导弹离轴瞄准和指示功能以及全面的符号系统外。也可以在昼夜和全天候情况下显示视频图像。包括飞机的DAS系统提供的视频。这样就可以让飞行员虚拟地“透过”机身。例如驾驶舱地板。看到周边发生的情况。该头盔显示系统还提供了完全集成的遮阳板投影夜视功能。
然而。F-35的头盔显示系统在开发过程中遇到严重的夜盲。图像传送延迟和抖动问题。因此在2014年9月。洛克希德·马丁公司与BAE系统公司签订了一项合同。以开发另一种“低风险”的头盔设计替代方案。BAE提出了一个将其“前锋”头盔的内外壳设计和Q-Sight全息单眼显示器。光学头部跟踪系统和传统的“下翻式”双目夜视镜相结合的混合头盔设计。
BAE头盔的开发实现了每个预定里程碑。并承诺可以比RCEVS公司的设计提供更可靠和负担得起的替代产品。但需要对飞机的驾驶舱进行一些更改。洛克希德最初计划让两种头盔参加对抗性竞争。以选择一个综合评分最高的方案。但是随着影响RCEVS原始头盔设计的问题开始一一得到解决。考虑到成本原因该竞争被最终取消。F-35头盔显示系统要解决的最终问题之一是飞行员视线方向准确度不足。最终。通过使用新的光学磁感应混合跟踪器替换了最初的头部跟踪器来解决。
F-35的头盔显示系统是第一次将飞机主要飞行显示器安装在飞行员可佩戴系统中。因此也被称为第三代头盔显示系统。罗克韦尔·柯林斯希望它能够在F-35之外拥有更大的市场。但是单个头盔40万美元的高昂价格。肯定会令任何潜在用户望而却步。
F-35的头盔显示器被称为第三代头盔显示器。其主要原因是因为它已经是飞行员的主要信息获取来源
尽管F-35的飞行头盔看上去很酷。但是高达40万美元的单价却不是谁都能买得起的
飞行员头盔经历了100多年的发展。已经从最初的简单保暖。发展到了通信供氧。再到现在的昼夜图像符号显示和目标指示。稀星天外认为。它的下一个发展可能是整合人工智能整合和意念控制。这并非空穴来风。美国国防先进技术研究局（DARPA）刚在最近一场演示中用人工智能在近距空战格斗中打了人类飞行员一个5:0。而现实世界中的“钢铁侠”埃隆·马斯克（Elon Musk）也已经开始研发在大脑中植入计算机接口的技术。也许随着科技的发展和造价的降低。“用目光杀人”不再是一句玩笑话。这种技术也不会仅被用在飞行员头盔上。陆军作战车辆乘员甚至步兵也会用到。如果不考虑“杀人”这一功能。这种“视觉增强”对普通人也有很大的作用。谷歌眼镜和微软的HoloLens正是这方面的先驱。人类在这条路上一定会越走越远。技术本身无关好坏对错。关键是它的应用场景。
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