玻璃座艙

50年代，戰(zhàn)斗機(jī)才裝配了既簡(jiǎn)單可靠又相對(duì)便宜的電子設(shè)備，可是，飛行員即使依靠這些儀器獲得了所有的飛行和導(dǎo)航數(shù)據(jù)，仍然不能完全滿足低空高速的飛行任務(wù)。這些限制在第一代高性能噴氣式戰(zhàn)斗機(jī)身上尤其明顯。機(jī)艙內(nèi)系統(tǒng)復(fù)雜性的增加以及相關(guān)儀器設(shè)備的增加迫使飛行員不得不比以往更多時(shí)間地采用一種"低著頭"的工作姿勢(shì)，這對(duì)飛行員掌控戰(zhàn)術(shù)狀況產(chǎn)生了負(fù)面影響，也降低了低空飛行的安全程度。

為解決這些問題，采用了平視顯示器(HUD), 平視顯示器是一種使飛行員不用注視駕駛艙內(nèi)部就可以掌握傳感器和武器裝備基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和信息的光學(xué)電子系統(tǒng)。但是在現(xiàn)代戰(zhàn)斗機(jī)內(nèi)仰視顯示器不是唯一可用的視覺系統(tǒng):現(xiàn)代工藝使得在座艙內(nèi)向飛行員提供夜視系統(tǒng)、高級(jí)集成式頭盔系統(tǒng)以及高級(jí)的數(shù)字儀表成為可能。

七十年代中期，一架標(biāo)準(zhǔn)的戰(zhàn)斗機(jī)有100多個(gè)座艙儀表控制裝置，眾多的指示和信號(hào)分散了飛行員的注意力。這種情況分明是不適用的，因此，利益關(guān)系重大的航天企業(yè)和美國(guó)國(guó)家航空宇航局發(fā)起了一項(xiàng)關(guān)于顯示器的研究工作，試圖彌補(bǔ)飛機(jī)構(gòu)造中的缺陷，并希望能將飛行和戰(zhàn)斗數(shù)據(jù)綜合起來，能更容易地理解飛行位置圖，最后就形成了一個(gè)完整的玻璃座艙系統(tǒng)。因?yàn)轱w行的安全性及效率隨著飛行員對(duì)飛機(jī)自身和戰(zhàn)術(shù)情況掌握的增加而增加，因此更多的飛機(jī)接受了這樣的電子飛行顯示，該項(xiàng)研究的成果反映良好。這項(xiàng)新技術(shù)不僅使飛行員更容易掌握姿勢(shì)、高度、速度這些關(guān)鍵指示器圖形視圖的內(nèi)容，而且還降低了維護(hù)傳統(tǒng)儀器的高成本。玻璃座艙技術(shù)還提供了更強(qiáng)的備份能力，比機(jī)電儀表重量更輕，更節(jié)約能耗。

俄為T-50研制鍍金玻璃座艙大輻降低反射信號(hào)

俄羅斯奧布寧斯克"工藝"科研生產(chǎn)企業(yè)為第五代戰(zhàn)斗機(jī)T-50生產(chǎn)復(fù)合材料元件，該企業(yè)研制了"獨(dú)一無二"的涂層，能夠保護(hù)駕駛員玻璃座艙防止無線電波和太陽輻射。

應(yīng)用這種涂層，敵人防空系統(tǒng)雷達(dá)信號(hào)不能顯示飛機(jī)座艙，因此安裝在內(nèi)部的儀器對(duì)于敵人電子偵察系統(tǒng)來說是不可見的。 此外，還可以保護(hù)飛行員防止飛機(jī)雷達(dá)波輻射。為了保證飛機(jī)座艙蓋透明，必須鍍金。

"工藝"企業(yè)總設(shè)計(jì)師烏拉季米爾-維庫(kù)林介紹說:需要多層鍍膜，材料包括金、銦和錫。每一層的鍍膜厚度不超過20納米，總鍍層厚度約90納米。盡管這種金屬材料用量很小，但是可以使座艙內(nèi)設(shè)備的雷達(dá)反射面積降低250倍。

維庫(kù)林解釋說:為完成這種涂層，我們研制了專門的磁控設(shè)備，能夠確保每個(gè)20納米的涂層厚度均勻。均勻度非常重要，如果厚度超出，座艙的光學(xué)性能就會(huì)發(fā)生變化，如果厚度過薄，那么電磁輻射將可以"穿透"。

據(jù)他講:飛機(jī)座艙蓋噴涂將在專門的加壓罐中進(jìn)行，以便抽出空氣，并且采用專門的可蒸發(fā)金屬的電磁噴補(bǔ)槍，在表面均勻鍍層，不受曲率影響。

金、銦和錫的組合是通過頻譜選擇出來，可以保持很多年。

所有的這些功能都集成在系統(tǒng)當(dāng)中以降低飛行員的工作負(fù)荷，包括飛行計(jì)劃和武器控制。為此，玻璃座艙完全可以被稱作一場(chǎng)革命性的革新。

1.代替大數(shù)量開關(guān)、計(jì)量器和傳統(tǒng)指示器的可能性;

2.故障時(shí)更大的冗余度;

3.更靈活更精確的戰(zhàn)術(shù)航行選擇;

4.面板更加整潔;

5.可編程性;

在人機(jī)工程條件下，玻璃座艙的主要優(yōu)點(diǎn)不在于所介紹的電子與電機(jī)的不同特性，實(shí)際上是相當(dāng)經(jīng)常地在屏幕顯示器會(huì)如實(shí)地復(fù)制計(jì)量?jī)x表，因?yàn)閿?shù)據(jù)表明這種方法很容易立即被領(lǐng)會(huì)。然而，玻璃座艙因飛行而存在，戰(zhàn)斗情報(bào)資料只不過是需求的體現(xiàn)，在系統(tǒng)即將進(jìn)入警戒區(qū)時(shí)飛行員會(huì)選擇他所需要的數(shù)據(jù)。這要求大大地精簡(jiǎn)座艙，使飛行員在每一次選擇時(shí)只聚焦在最重要的需求信息點(diǎn)上。

現(xiàn)代的玻璃座艙由三(或三個(gè)以上)主要的LCD(液晶顯示)多功能塊組成，借此多圖像正視顯示器顯示戰(zhàn)術(shù)情況和傳感器信息，二個(gè)橫向顯示器顯示飛機(jī)系統(tǒng)參數(shù)和飛行戰(zhàn)斗任務(wù)數(shù)據(jù)。

涉及飛機(jī)系統(tǒng)參數(shù)和飛行戰(zhàn)斗任務(wù)數(shù)據(jù)的主要部件是主駕駛儀表系統(tǒng)，主駕駛儀表系統(tǒng)顯示所有的關(guān)于飛機(jī)姿態(tài)、位置和進(jìn)程(包括水平和垂直位置)的數(shù)據(jù)與信息，還負(fù)責(zé)標(biāo)明時(shí)間和速度。主駕駛儀表系統(tǒng)由主飛行顯示器(標(biāo)明垂直飛行剖圖，如姿態(tài)、飛行指引儀指示器、速度計(jì)、模式選擇)和航行顯示器(標(biāo)明水平飛行剖圖，如朝向和地面航跡)組成。考慮到冗余度，對(duì)飛機(jī)控制和安全最為緊要的信息，如朝向和進(jìn)場(chǎng)階段的關(guān)鍵數(shù)據(jù)在兩個(gè)指示器上都加以顯示。

主飛行顯示的中樞包含一個(gè)姿態(tài)指示器，姿態(tài)指示器向飛行員提供有關(guān)飛機(jī)俯仰和橫滾特性的信息，還有飛機(jī)相對(duì)于地面的方位。其他的諸如失速迎角的信息只有當(dāng)飛行員選擇時(shí)才顯示?；镜娘w行數(shù)據(jù)根據(jù)飛行員的需要加以修正:例如,失速迎角可以實(shí)時(shí)被修正以便反映飛機(jī)在當(dāng)前的姿勢(shì)位置以及相對(duì)參數(shù)情況下的預(yù)測(cè)的臨界攻角。

得益于機(jī)載計(jì)算機(jī)預(yù)測(cè)出來的數(shù)據(jù)與信息，主飛行顯示器還可以顯示飛機(jī)未來的航道(在很短的幾秒時(shí)間內(nèi))，使飛行員很容易預(yù)料飛機(jī)的反應(yīng)。在姿態(tài)指示器的左邊和右邊通常分別顯示航速數(shù)據(jù)和高度數(shù)據(jù)。由于飛行期間上下翻轉(zhuǎn)時(shí)高度和轉(zhuǎn)速變化，這兩個(gè)數(shù)字儀表通常作為垂直指示器來使用。因?yàn)橐ㄟ^飛行管理系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算，所以兩個(gè)指示器還都特別地顯示速度和海拔級(jí)別的詳細(xì)要點(diǎn)，諸如失速速度以及為任務(wù)而規(guī)劃選定的精確數(shù)據(jù)，就像在某一特定瞬間和高度時(shí)的最大速度。

姿勢(shì)和航向參考系統(tǒng)由向飛機(jī)提供朝向、姿勢(shì)和偏航消息的三軸傳感器組成，在其可靠性和精度都比較成熟時(shí)替換了傳統(tǒng)的電機(jī)陀螺飛行儀。三軸傳感器由高級(jí)固態(tài)器件構(gòu)成，這些器件利用磁力計(jì)和全球定位系統(tǒng)(GPS)數(shù)據(jù)來修正并綜合陰極陀螺儀數(shù)據(jù)。也可能把姿勢(shì)和航向參考系統(tǒng)與一個(gè)空氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)結(jié)合起來，提供諸如外界空氣溫度、氣流速度和高度等附加信息?？諝鈹?shù)據(jù)計(jì)算機(jī)在現(xiàn)代玻璃座艙中是一個(gè)非常重要的航空電子系統(tǒng)，因?yàn)樗梢詼y(cè)定諸如修正空速、馬赫數(shù)、高度和海拔趨向等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

發(fā)動(dòng)機(jī)指示和駕駛警戒系統(tǒng)向飛行員提供關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)狀況及其他系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和信息。諸如RPMs、剩余燃油數(shù)量、油壓、溫度值等等許多發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)都有顯示。其他由ElPAS本地定位系統(tǒng)監(jiān)控的機(jī)上系統(tǒng)典型參數(shù)包括電子的、除冰的、氣動(dòng)的、液壓的以及座艙環(huán)境條件方面的參數(shù)。