Шлем глаз бога

В менее экономически доминирующих странах, нежели Соединённые Штаты, большие закупки военных технологий, как правило, привлекают к себе немало внимания. В Австралии, к примеру, 12-миллиардная сделка по приобретению 72 сверхпродвинутых истребителей F-35 вызвала крупный политический скандал. Но даже меньшая цифра недавно подняла переполох: 55 миллионов долларов – именно столько Австралия потратит на оснащение пилотов F-35 шлемами, каждый из которых стоит 770 тысяч долларов.

131379717_881n

Шлем критически важен для пилота современного истребителя, и заключает в себе некоторые из самых продвинутых сенсорных и дисплейных технологий в мире. По словам генерала ВВС США Майка Хостеджа, он даёт пилоту «Взгляд бога» на то, что происходит на земле.

Шлем справляется с этой задачей потому, что его функции напрямую встроены в дизайн самого самолёта. В отличие от практически всех боевых истребителей прошлых поколений, F-35 не использует технологию HUD-дисплея в самолёте, вместо этого полностью передавая её шлему пилота. Это означает, что самолётом фактически невозможно управлять без шлема – но также означает, что HUD остаётся перед глазами пилота, куда бы он не посмотрел.


Объём внутренних коммуникаций в современном истребителе просто запределен. Шлем динамически отслеживает движения головы и глаз пилота, чтобы понять, что именно он должен в данный момент показывать, затем запрашивает внешние сенсоры о конкретных данных, затем обрабатывает их и добавляет к визуальной информации HUD элементы – такие как индикаторы цели и метки «свой-чужой», а затем в реальном времени транслирует эту информацию пилоту.

Но самый большой прорыв новых шлемов F-35 – в их возможностях по наблюдению за поверхностью земли. Каждый истребитель оснащён шестью системами Distributed Aperture Systems (DAS), которые собирают информацию о поверхности внизу и воздушном пространстве вокруг самолёта. Эти данные обрабатываются и на них накладываются различные дополнительные слои информации – например, различные метки и траектории. Когда пилот смотрит вниз, дисплей шлема показывает ему необходимую информацию о поверхности внизу. Когда пилот переводит взгляд вверх – шлем показывает актуальную тактическую информацию об окружении.

Разумеется, настолько мощный визуальный аппарат  невозможно уместить в устройство вроде обычного Oculus Rift – каждый шлем создаётся для конкретного пилота с помощью детального 3D-сканирования его головы, и потому его не может носить никто, кроме него.
женеры проводят крайне тщательные оптометрические измерения, чтобы шлем мог удерживать свой дисплей перед глазами независимо от того, куда и как смотрит пилот. Всё это означает, что если пилот истребителя выйдет в отставку, он не сможет передать свой шлем преемнику – военные силы будут вынуждены заплатить за создание нового образца.

f-35hmds.1


gearmix.ru

Австралийские СМИ бурно обсуждают траты главного военного ведомства на переоснащение пилотов истребителей F-35 – на закупку новых шлемов. Траты бы, возможно, не вызвали большого резонанса в СМИ, если бы австралийцы не узнали, что на переоснащение примерно семи десятков пилотов лётными шлемами из бюджета ушли около 55 миллионов долларов. С помощью нехитрых математических изысканий пришли к выводу, что каждый шлем стоит примерно 770 тыс. долларов! За эти деньги в Австралии можно приобрести немалых размеров особняк с гаражом, бассейном — на берегу океана.

Приобрела Австралия эти шлемы с подачи Вашингтона, который рассказал, что шлемы настолько великолепны, что пилоты в них получают возможность оперировать самой разной информацией. В интерпретации американского генерала Майкла Хостеджа, шлем даёт лётчику возможность стать обладателем «Взгляда Бога». Об этом пишет ресурс GEEK.


Нужно отметить, что «начинка» F-35 выполнена весьма специфически. В кабине пилота нет дисплея в общепринятом понимании этого термина. Функции объекта отображения информации выполняет тот самый «золотой» шлем, который отслеживает движение головы и глаз лётчика. С помощью такого отслеживания шлем «понимает», какую именно информацию в данный момент запрашивает пилот – на какой именно датчик он хотел бы взглянуть. Сразу после анализа перед глазами пилота возникает именно такой датчик (виртуально — на дисплее). Шлем позволяет вести голосовое управление определёнными системами истребителя.

Среди разнообразного функционала шлема для пилота F-35 присутствует функция сканирования определённых участков земной поверхности. Специальные системы Distributed Aperture собирают всю информацию о состоянии как на поверхности Земли, так и в воздушном пространстве. Пилот может использовать собственные метки, корректировать траекторию полёта.

Существенно добавляет стоимости шлему то, что он выполняется индивидуально – по антропометрическим параметрам того или иного пилота. Для этого пилотов отправляют на процедуру 3D-сканирования головы, чтобы создать макет шлема, а потом и сам шлем. В Австралии заявляют, что США делают это намеренно, ведь передать шлем от одного лётчика другому уже не получится, даже если первый выйдет в отставку – придётся делать новый дорогостоящий заказ.


Ещё одно направление критики столь дорогостоящей экипировки связано с тем, что шлем может перестать понимать «команды» лётчика, если самому лётчику, например, станет плохо в полёте, или же он получит ранение.

Из англоязычной презентации шлема:

topwar.ru

https://www.facebook.com/MIL3010
Шлем позволяет пилотам F-35 «видеть через кабину» самолёта. Cинтезированное c компьютером изображение подается прямо на визоры пилота, снабжая его также подсказками, необходимыми для полёта, навигации и ведения боя. Принципиально новой технологией стала реализация возможности видения в инфракрасном диапазоне, то есть с помощью шлема пилот может видеть даже ночью. Шлем позволяет автоматически переключаться между видеорежимами. Фактически, самолёт становится «прозрачным» для пилота. Также шлем является своеобразным командным центром: высокоточное целеуказание всего бортового оружия завязано на движения головы и глаз лётчика.

Израильская компания Elbit Systems специализирующаяся в разработке и модернизации различных видов вооружений и её американский партнёр, компания Rockwell Collins США, занимаются разработкой и производством шлемов для истребителей F-35.


На самолёте установлена многофункциональная РЛС с АФАР AN/APG-81, эффективно действующая как по воздушным, так и по наземным целям.
AN/AAQ-37 — электронно-оптическая система (ЭОС) с распределённой апертурой (DAS) расположенных датчиков на фюзеляже c диапазоном обзора 360 градусов

Система выявляет групповые пуски баллистических ракет на дальности до 1300 км, сопровождает данные цели и выдавать целеуказание по каждой из них в автоматическом режиме.
Обнаруживает иные наземные и воздушные цели.
Осуществляет навигацию при полёте днем/ночью.
Предупреждает о ракетной атаке самолёта.
Обнаруживает точки пуска ракеты, позиции работающей зенитной артиллерии.
Производит пуск ракеты воздух-воздух по цели, летящей за самолётом.
AAQ-40 — всенаправленная инфракрасная CCD-TV камера высокого разрешения, предназначенная для наблюдения и целеуказания. Она обеспечивает захват и сопровождения любых наземных, надводных и воздушных целей. Полностью пассивная, она способна обнаруживать и сопровождать цели в автоматическом режиме и на большом расстоянии, а также сообщать о лазерном облучении самолёта.
AN/ASQ-239 (Barracuda) — станция индивидуальных помех (РЭП)
HMDS — Нашлемная система целеуказания и индикации, возможно управление взглядом и поворотом головы.
PCD — panoramic cockpit display, широкоформатный сенсорный дисплей отображения информации, также возможно управление голосом.

www.youtube.com


Шлем глаз бога

       Военным пилотам приходится одновременно выполнять множество ответственных функций: отслеживать в полете другие самолеты, вести прицеливание, быть на постоянной радиосвязи с командованием на земле. Летчику просто не остается времени на то, чтобы постоянно отвлекаться на приборы. Сконцентрировать внимание пилота не на приборной доске, а на ситуации за бортом, сосредоточить необходимую информацию у него перед глазами в современных самолетах помогают индикаторы на лобовом стекле (ИЛС). 

Шлем глаз бога

       Индикатор на лобовом стекле (ИЛС) – это система летательного аппарата, предназначенная для отображения символьной навигационно-пилотажной и специальной информации на лобовом стекле. Экран ИЛС практически прозрачен, поэтому пилот видит соответствующие символы и знаки на фоне неба, они словно парят в воздухе перед самолетом.
       Вынесение индикации с приборной доски на уровень глаз пилота имеет большое значение – не нужно отвлекаться от управления летательным аппаратом, чтобы на нее посмотреть. Благодаря тому, что пилот может больше времени находиться с поднятой головой, снижается его утомление и повышается безопасность полета. Кстати, отсюда и принятое за рубежом название ИЛС – Head-Up Display. В переводе с английского языка – индикатор для работы с поднятой головой.


Шлем глаз бога

       Эта технология, первоначально разработанная исключительно для военных самолетов и вертолетов, в настоящее время находит применение и в гражданской авиации. К примеру, в составе бортового радиоэлектронного оборудования перспективного российского пассажирского самолета МС-21, которое разрабатывает КРЭТ.

Как все начиналось.

       Все началось в середине 1930-х годов, когда к прицелу приспособили гироскоп. Теперь, управляя самолетом, летчик синхронизировал движение прицельной метки с движением визуально наблюдаемой цели. Такой режим получил название синхронного. Эпоха авиационных синхронных прицелов (АСП) длилась несколько десятилетий.
       Но уже в начале 1950-х годов в СССР, кстати, на пять лет раньше, чем за рубежом, впервые удалось удачно объединить на общем экране информацию различного рода. На экран АСП перехватчика МиГ-15 с помощью оптической проекции была выведена отметка цели с экрана бортового локатора. Это можно считать первым шагом в создании индикаторов по типу ИЛС.
       В 1960-х годах, с началом эпохи активного внедрения бортовых радиоэлектронных систем, был разработан первый настоящий ИЛС.
нем вроде бы было все как в синхронном прицеле, но новое устройство могло работать в режиме алфавитно-цифрового дисплея – показывать на экране подвижную прицельно-пилотажную информацию в виде векторов, геометрических фигур, шкал, символов, букв, цифр и знаков. Их формировал специальный генератор символов в составе ИЛС.
       В середине 1970-х такому ИЛС добавили функцию – теперь система могла работать еще и в телевизионном формате и отображать видеоинформацию от бортовых оптико-электронных систем, для совершения ночных полетов и ведения боевых действий. Это был так называемый растровый ИЛС.
       Имея подобные индикаторы, пилоты могли работать с большими объемами информации и не отвлекаться от экрана «по пустякам». Все необходимое было всегда прямо перед глазами, зрению теперь не требовалось перестраиваться на новые освещенности и дистанции наблюдения. Первые такие отечественные ИЛС стояли в кабинах самолетов МиГ-27К, которые выпускались серийно в 1976-1982 годах.

Первые нашейные прицелы.

       Первые простые нашлемные прицелы появились в конце 1970-х годов одновременно с принятием на вооружение самолетов – перехватчиков ракет «воздух-воздух» с тепловыми и телевизионными головками самонаведения. Эти новые ракеты позволили производить захват цели в более широких углах видимости.
ассические индикаторы на лобовом стекле были ограничены по углу зрения.
       Первая в мире серийно выпускаемая нашлемная система целеуказания «Щель» появилась на советских истребителях МиГ-29 и Су-27 в начале 1980-х годов. Советский комплекс нашлемного целеуказания имел угол зрения до 60°. Он оказался очень эффективным и озадачил ВВС НАТО, когда был продемонстрирован немецкими пилотами из бывшей Восточной Германии против американских истребителей F-16.
Практически в то же время на самолетах ВВС Израиля стала использоваться аналогичная система DASH 200 израильской фирмы Elbit. Собственные программы разработки НСЦИ для боевых самолетов и вертолетов развернули также США, Англия и Франция.

Широкий взгляд.

       К началу 1980-х ИЛС на традиционной стеклянной оптике исчерпали все возможности, и их прогресс остановился. Во-первых, лобовой полупрозрачный экран плохо пропускал свет и плохо отражал проецируемую на него символику. Во-вторых, размер его поля зрения достиг предела, и его увеличение было просто невозможным: габариты прибора уже мешали нормальному катапультированию.

Шлем глаз бога

       А для пилота – чем больше поле зрения, тем лучше. Размеры углового поля зрения – это, кстати, одна из наиболее важных технических характеристик ИЛС.
протяжении всей истории развития ИЛС велась постоянная борьба за увеличение этого параметра. Его удалось несколько увеличить, установив один за другим два лобовых экрана. Но максимум, что удалось обеспечить, — это круговое поле зрения размером 22−24°. Этого едва хватало, чтобы можно было без опаски «работать» в режиме маловысотного полета и на околозвуковой скорости.
       В результате было выработано решение, которое решило проблему: появились ИЛС на дифракционных оптических элементах (ДОЭ). Их стали использовать в качестве полупрозрачных лобовых экранов увеличенных размеров, дающих более широкое поле зрения.
       Дифракционные ИЛС у нас в стране принято называть ШКАИ – широкоугольные коллиматорные авиационные индикаторы. Для ШКАИ типичным является размер поля зрения 35х24° с перспективой удвоения, отражение и пропускание падающего света до 85%. При этом вес прибора составляет всего 10−12 кг. Через экран индикатора летчик теперь может наблюдать очень «ясную» внешнюю картину, а на экране видеть яркую символику даже при сильных солнечных засветках. ШКАИ способны эффективно отображать и видеоинформацию в реальном времени, что позволяет осуществлять «слепое» пилотирование самолета как ночью, так и в условиях минимальной видимости.

Коллимация, или проекция на бесконечность.

       Что же значит слово «коллиматорный» в названии авиационных индикаторов? Итак, в число основных элементов ИЛС, кроме лобового полупрозрачного экрана, проекционной трубки яркого зеленого свечения, вычислителя и блока формирования символьных изображений, входит коллиматорная оптическая проекционная система. Именно эффект коллимации позволяет представить все наблюдаемое на экране в «правильной перспективе».
       Формируемое изображение на ИЛС должно быть коллимировано, или, как говорят по-другому, спроецировано на бесконечность. Это нужно для того, чтобы летчику не приходилось постоянно перефокусировать зрение при переключении внимания с объекта в пространстве за кабиной на показания ИЛС. Изображение индикатора, спроецированное в бесконечность, всегда видится в фокусе вне зависимости от того, куда смотрит летчик, и не требует затрат времени на аккомодацию.

Нашлемная система целеуказания и индикации для пилотов.

       Нашлемная система целеуказания и индикации (НСЦИ), другими словами – прицел, совмещенный со шлемом. Сегодня это необходимый элемент экипировки современного летчика. Такая система избавляет пилота от необходимости следить за приборами кабины, тем самым позволяя сохранить драгоценные секунды в ситуации воздушного боя. Одним из ведущих российских разработчиков нашлемных систем выступает КРЭТ.
       Можно сказать, что НСЦИ является продвинутой версией индикатора на лобовом стекле (ИЛС). Нашлемная система, как и ИЛС, позволяет осуществлять контроль полета и прицеливание, не опуская взгляд на индикаторы в кабине.

Шлем глаз бога

       НСЦИ проецирует изображение на прозрачный экран, находящийся перед глазами пилота и закрепленный на его шлеме. Так как экран прозрачен, пилот может одновременно наблюдать и внешнюю обстановку. При этом изображение коллимируется в бесконечность. Это нужно для того, чтобы летчику не приходилось постоянно перефокусировать зрение при переключении внимания с объекта в пространстве за кабиной на показания экрана.

Цель на козырьке.

       Самой важной функцией НСЦИ является наведение оружия. Собственно говоря, первые подобные системы, внедренные на отечественных истребителях Су-27, МиГ-29 и их последующих модификациях, выполняли только задачу целеуказания.
       На защитном шлеме пилота крепится визирно-реперное устройство, которое проецирует изображение прицела на небольшой окуляр перед глазом. Оно также отслеживает направление взгляда пилота и передает его в прицельный комплекс, который непрерывно перенацеливает ракеты в направлении взгляда.
       Следовательно, обеспечивается наведение по целям, находящимся не только прямо по направлению носа летательного аппарата, но и в любой зоне, которую пилот может обозревать из кабины. Таким образом, ракеты в любой момент готовы к пуску в том направлении, которое видит через прицел пилот. Это, естественно, ускоряет прицеливание, тем самым повышается вероятность победы в условиях воздушного боя, увеличивается скрытность при подходе к цели.
       В современных НСЦИ к прицеливанию добавляется задача индикации пилотажной и другой информации. С помощью нашлемной системы пилоту индицируются основные пилотажные параметры: скорость, высота, угловое положение самолета в пространстве и другие. На НСЦИ может выводиться изображение от устройств, обеспечивающих пилоту искусственное зрение, например, от инфракрасной обзорной системы, а также синтезированное изображение рельефа. Тем самым пилот сохраняет эффективный визуальный контроль полета ночью и в условиях плохой видимости.

Шлем для «Ночного охотника».

       В большинстве случаев НСЦИ включает пять основных компонентов: шлем, источник изображения, оптическую систему, средства слежения за направлением взгляда, электронную часть. На шлеме могут устанавливаться и другие необходимые устройства: дополнительный противобликовый визой, видеокамера для записи изображения, трубки усилителя изображения для ночного видения.
       По оптической системе НСЦИ могут быть монокулярными и бинокулярными. В монокулярных изображение видится одним глазом, в бинокулярных – на защитный козырек шлема установлен бинокулярный индикатор. Нашлемные системы нового поколения являются бинокулярными, с увеличенным углом зрения, с повышенной яркостью, с высокой разрешающей способностью.
       Подобная нашлемная система целеуказания и индикации бинокулярного типа для пилота вертолета была недавно разработана на предприятии КРЭТ. Высокие технические характеристики системы при сохранении массы шлема менее двух килограммов делают ее самой передовой и не имеющей аналогов в России разработкой. Кстати, вес в такой системе является немаловажным фактором.

Шлем глаз бога

       За последние три десятилетия нашлемные системы научились обрабатывать большее количество информации и выполнять больше операций, их также стало удобнее носить. Тем не менее эти шлемы по-прежнему тяжелые. Вес около двух килограммов может стать очень значительным, ведь когда самолет выполняет крутой вираж, перегрузка увеличивает вес шлема до 17 килограммов. Летчику необходимы сильные мышцы шеи, чтобы с этим справиться. В связи с этим несколько лет назад ВВС США разработали новый тренажер для укрепления мышц шеи, которым оснастили спортивные залы для летчиков.
       Новейшая нашлемная система целеуказания и индикации разработки КРЭТ входит в состав оборудования Ми-28НМ – обновленной версии ударного вертолета Ми-28Н «Ночной охотник».

Шлем глаз бога

nampuom-pycu.livejournal.com

zen.yandex.ru


Leave a Comment

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.