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祝大家新春快乐!今天就说国产平显系统

 cat1208 2016-02-08

  歼-20的2016号机,可以看到它已经安装了第二代国产全息平显


  歼-20的2001号机,它采用第一代国产衍射平显,注意前伸的光学器件


  从相关图片来看,歼-20量产型飞机配备了国产新一代全息平显系统,这是国产第二代衍射平显,表明国产平显已经进入世界前列。


  我们知道战斗机飞行员在空战之中既要掌握大范围战场态势还要飞机本身情况才能做到保存自己,消灭敌人,前者主要是飞机周围的空情信息,而后者是飞机的工作参数,这样就造成飞行员需要在机外和机内来回切换以便获得必要的信息,而在瞬息万变的现代空战之中,战机稍纵即逝,因此需要最大限度的降低飞行员在这两者之间转换的时间,所以平视显示器就出现了。


  平视显示器的原理就是把机内系统的工作状态信息通过光学方法合成到机外的图像之中,聚焦在无穷远之处,这样飞行员直视机体远方的同时就可以获得飞机的相关信息,如飞行、火控等数据,不需要低头观察相关仪表,这样就大大提高飞行员的态势掌握能力,因此平显在现代作战飞机被视为基本的显示系统,得到了迅速的发展,并且它的应用范围也在不断的扩展之中,目前运输机、民用客机、直升机都安装了平显系统,甚至现在一些高级的轿车也配备有平显,随着电子技术的进步,它的配置还在不断的下移之中。


  F-16BLOCK40/42,注意它的平显


  F-16BOCK40/42的座舱,注意它的平显


  中国相关单位从上世纪70年代起开始研制平显,80年代完成相关系统的研制,先后在国产歼击机和强击机上面试飞成功,不过由于工业基础薄弱,在系统可靠性等方面与国外差距较大,所以迟迟未能设计定型装备部队,为此中国空军决定利用当时有利的国际环境,引进国外先进系统,配备国产作战飞机,根据海外的资料,中国引进的是英国GEC-马可尼公司的956型平显,这种平显是GEC-马可尼公司针对第二代作战飞机而研制的一种平显,具备结构简单、功能较强、重量和体格小、价格低廉等优点,拥有多种攻击模式利用引进的技术,相关单位将其进行了国产化,研制成国JT-1系列平显,广泛用于中国空军歼-7B/E/G系列作战飞机。


  歼-7飞机的座舱


  随着国内经济技术水平的提高,结合对国外引进技术的消化和吸收,国内也研制成功HK-13系列平视显示系统,配备歼-8B系列作战飞机,HK-13系列平显最大的特点就是采用了双组合玻璃系统,这样是为了提高瞄准光环的抗过载能力,增大垂直瞬时视场,以提高飞行的视野。


  从相关资料来看,当时国内平显的技术水平与西方发达国家相比仍旧有较大的差距,首先国内的平显技术水平上属于折射式,采用镀膜玻璃光学器件,而国外已经开始装备衍射平显和全息光学玻璃器件,相比较后者,国产平显的垂直和水平视场较低,只有后者的一半左右,另外透光率也偏低,容易引起图像失真,影响飞行员对机外信息的提取,在夜航的时候尤其如此,另外平显的信息化和数字化水平也不高,人机界面较差,需要进一步改进。


  歼-8B的座舱,可以看到它用的是双组合玻璃平显


  仍旧采用双组合玻璃平显的歼-10A


  上世纪80年代以后,根据国产作战飞机的发展,国内开始研制衍射平显,由于它对于技术、材料及工艺要求较高,所以进展并不顺利,因此歼-10A仍旧配备折射式平显,根据早期型号存在的问题进行了改进,增加了战术输入按键,提高自动化和数字化的水平。


  进入新世纪,随着国家综合国力的增强,国内经济技术水平的提高,国产衍射平显研制成功,并且配备在国产歼-10B/C、歼-15/-16等各种改进型作战飞机上面,从相关图片来看,国产第一代衍射平显与GEC-马可尼公司为美国空军研制的LANTRIN系统平显相近,它采用了三块全息元件构成准轴光学衍射系统,这样既扩大了视场又减少了像差,另外它采用了多块全息元器件,因此降低了单块元器件的难度,更加适合国内的工业基础,尤其是国内也在研制与LANTRIN系统相近的蓝天低空导航/攻击瞄准系统,两者可以实现较好的配合,因此中国空军选择这样的方案做为第一代国产衍射平显就顺理成章了。


  采用第一代国产衍射平显的歼-10B战斗机


  歼-10B座舱


  国产第一代衍射全息元件较多,对于系统的安装、后勤保障等不利,针对国产第四代作战飞机的要求,国内相关单位又研制了第二代衍射平显,与第一代相比,它最大的特点就是采用了单块全息显示屏,与国代先进平显技术水平相当,全息显示屏实际上由两块平显玻璃组成,具备较高的的反光率和透光率,显示亮度高,可以在阳光直接照射下使用,瞬时视野大,增强了国产作战飞机的作战能力。


  随便提一句,平显由于受到原理限制,近期的发展比较迟缓,一个原因就是头盔瞄准/显示系统的迅速崛起,有人认为它可能会替代平显,如F-35就没有平显,取而代之头盔瞄准/显示系统,不过从国内外的相关资料来看,从目前技术水平来看,头盔瞄准/显示系统的重量仍旧偏大,在大过载下,飞行员的负担偏重,所以至少现阶段各国空军对此持谨慎的态度,所以我们看到不论是四代作战飞机还是三代半、三代作战飞机现代化计划,虽然都包括头盔瞄准/显示系统,但是平显还给予保留,因此至少在可以预见的将来,平显依然是作战飞机一直重要的显示系统。


  歼-15舰载战斗机也采用第一代国产衍射平显


  作者:小飞猪



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