俄制第三代战机驾驶舱的演进打开文字图片集这些模型已经形成了两个庞大的家族。其战斗机座舱的不断更新,也从一个侧面反映了俄罗斯航空工业的不断进步。苏联 1980 年代初期,直到苏联解体,无论是当时还在研制的 MiG-29 还是 Su-27,还是 MiG-31 甚至是 Jacques-141,基本上都是所有的驾驶舱都装满了仪器。 以硬件标准衡量,都是电子显示仪表,但当时西方第三代战斗机的驾驶舱条件与苏联战斗机相同。他们都是装满仪表的驾驶舱。这里需要说明的是,无论是Su-27还是MiG-29,驾驶舱内的这些“机械”仪表大部分都不是机械的,至少是“机电的”——它们都是由计算机控制的,只不过显示的模式是仪表而不是显示器。仪器主要分为三种:导航仪器、水平仪和综合仪器。其他仪表,例如高度、速度、发动机温度等,是机械的。但飞行员不用担心的是,高度和速度可以显示在HUD上,而且飞行时不需要低头,它们只是作为备用,现役的F-1在当时的美国 5、 F-16 也是如此。例如,驾驶舱内的导航器可以在显示失败时提供导航备份。有了这个东西,飞行器就可以顺利的飞回基地了,它的指针的转动都是由导航电脑控制的。
另外,当时苏联的第三代战斗机一般都配备大型平视显示器,可以显示飞机当前的方位角、高度、速度、滚转角、仰角等在导航模式下。当雷达检测到目标时,HUD上会出现一个亮点。 HUD 中间有一个框架。将框架移动到亮点。按下按钮后,目标将显示在监视器上。可以看出对方是敌机还是自己的飞机。该目标将由 HUD 上的三角形表示。事实上,执行任务的飞机也会根据威胁程度自动对目标进行分类。地平线是一个非常重要的工具。 Su-27的地平线是一个综合显示仪器。在导航模式下,它可以标记您应该达到的仰角和滚动角。落地时可以显示一个十字星,中心代表你。你应该飞的路线,你可以很容易地在地平线上看到你的偏离方向。当然,十字星也会显示在 HUD 上。当然,这个视界不是一个“机械”的工具。在苏27这样的苏制第三代战斗机上,很多东西都是多余的。显示器坏了,HUD坏了。只要导航电脑还能正常工作,飞机就可以带着这些仪表飞回来。由于驾驶舱自动化程度高,飞行员无需关心使用什么武器进行攻击。外部管理系统会自动选择最强大的武器。比如Su-27携带R-77、R-27P、R-27T,外部系统会先选择R-77,并在HUD上显示导弹数量。同时,仪表盘上方有一排灯代表挂架,导弹所在的挂架会亮起。射击或更换武器。
一旦选择了武器,电脑就会开始计算是否可以发射。如果条件满足,HUD上会出现“NP”字符,表示允许发射,操纵杆上的扳机导弹熄灭。从以上介绍可以看出,苏联第三代战机的驾驶舱自动化程度非常高,这是苏联从越南战争中吸取的教训。苏联发现,尽管北越飞行员训练不足,但他们仍然可以成功击败经验丰富的美国飞行员。由于北越是在自己的领土上作战,地面指挥官的实时指挥可以引导空战技能不高的北越飞行员抢占优势,攻击准备不足的美军战机。因此,苏联加强了第三代战斗机驾驶舱中某些功能的自动化。苏联对驾驶舱设计的方法不是考虑复杂或特殊的空战形式,而是只考虑最常见的空战形式,并在这个方向上形成最高程度的自动化。特别需要指出的是,苏联提倡超视距空战理论。如果导弹可以在视线之外发射,就不需要进行复杂的混战,空战就简化为目标与导弹在何时何地发生碰撞的问题。而这种复杂的碰撞问题远不如计算机,所以苏联战斗机的导弹发射系统有两种模式:手动模式和自动模式。在自动模式下,雷达将自动搜索目标、锁定、识别敌我并开火。此外,地面控制器可以引导战斗机接近目标,因此在整个拦截过程中飞行员只需要充当飞行控制器。苏联第三代战机首次使用头盔瞄准具,飞行员可以转头使R-73导弹锁定目标。
该系统将飞行员从最困难的空战“学习”中解放出来——如何咬住敌机的后部。为了进一步简化机组人员的训练,苏联空军希望不同战机之间,甚至不同时代战机之间的驾驶舱接口,尽量统一,不能有太多差异,让飞行员可以轻松切换飞机,即使是老飞行员。新战斗机可以在最短的时间内适应。由此可见,战斗机座舱接口在苏联眼中其实有着非常重要的地位。尽管战机的气动设计日新月异,但只要驾驶舱界面不变,战机在飞行员眼中依然具有高度的相似性。但不可否认的是,与西方战机相比,苏联战机还缺乏整体规划,甚至在座舱设计和人机界面设计上都存在致命缺陷。例如,进入手动模式时,飞行员需要切换多达11个按钮才能发射一枚导弹——F-16飞行员只需按下一个即可。这在电光火石的战斗中,如此繁琐的操作,显然是致命的。自动模式下的设计并不完美。导弹发射后,由于机载雷达的限制,飞行员需要保持航路不变,使半主动雷达制导的空空导弹不偏离机载雷达波束照射。所以从海湾战争到科索沃空战,我们可以看到座舱是偏的战斗机,米格29通常最先看到美军飞机,先发射导弹。 G-29被反击的美国飞机贴上了“火鸡”的标签。
在俄罗斯时期苏联解体后,俄罗斯开始积极推广其战斗机,其充满仪表的驾驶舱界面让一大批仰慕其出色气动性能的潜在“消费者”重新考虑。无论是MiG-29还是Su-27,过时的驾驶舱都是阻碍出口的重要原因。巨大的经济压力促使俄罗斯战斗机设计人员积极将玻璃座舱的概念加入到改进型战斗机中。不幸的是,由于当时俄罗斯电子工业技术的限制,大部分出口战机不得不借助西方国家的帮助(当然,这更多是客户的要求,我不相信俄罗斯刚刚开发的产品未经时间检验),如出口印度的Su-30MKI的驾驶舱设备在印度的坚持下采用了法国和以色列的设备。不过这种改进设计,尤其是在出口的时候,基本上是为了取悦客户,只是把西方的电子产品塞进了俄罗斯战机的驾驶舱。 Sukhoi 和 Mikoyan 都没有抓住玻璃驾驶舱设计的精髓。唯一的例外是苏霍伊在 1990 年代中期推出的 Su-35/37 系列战斗机开始使用玻璃驾驶舱,用大尺寸单色 LCD 显示器取代了大多数传统仪表。不过,不同的Su-35显示器的配置也不同——带前置仪表的显示器,左边一个,左边一个;还有两个小的在右边,一个大的在左边。显然,这些非标准设计本质上是实验性的,用于比较目的。 Su-37 的驾驶舱更干净,有四个大型彩色显示屏,几乎看不到传统仪器。
它们显示飞行和导航信息、战术情报等。显示功能可以互换。战斗系统可以在战斗中指导飞行员的下一步行动,并在系统出错时指导飞行员纠正错误。这些辅助信息显示在屏幕上或通过语音表达。这两款战机驾驶舱的出现,表明俄罗斯战机设计者已经开始接受西方战机的设计理念,给予飞行员很大的自由度。而且它们是早在苏联解体之前就设计出来的,说明西方战斗机驾驶舱的设计理念早在苏联解体之前就得到了苏联空军的认可。进入21世纪后,俄罗斯在电子、复合材料等方面取得了长足的进步。尤其是受益于苏联解体,许多对苏联严格保密、禁止出口的设备,如今在市场上都能以极低的价格买到。俄罗斯战斗机的驾驶舱研制也进入了新的发展时期。迄今为止,最新的Su-35BM战斗机可以代表俄罗斯战斗机驾驶舱的最高水平。由于Su-35BM比F-22等西方最新战斗机的研制晚了十多年,俄罗斯设计师有足够的时间学习其他战斗机的先进经验和教训,这一点在驾驶舱中体现得最为明显. Su-35BM 采用先进的全玻璃数字驾驶舱。所有传感器信息都显示在 2 个尺寸为 22.5cm x 30cm 的 MFI-35 彩色多功能显示器上。 IKSh-1M 宽屏平视显示器和备用显示器也安装在驾驶舱内。
设计人员在Su-35BM的驾驶舱HMI设计上花费了大量心血,使Su-35BM的显示系统能够从一种任务类型对应的显示模式平滑转换为另一种任务类型对应的显示模式任务类型。显示模式,同时对战机驾驶舱内的其他系统进行相应调整,让飞行员快速适应新型作战任务。可以说,Su-27 和 MiG-29 战斗机驾驶舱中密集的仪表和开关集群已从 Su-35BM 的内部景观中移除,它们的大部分功能已转移到触摸屏上。很少有开关仍然到处弹出,但就整体座舱环境而言,它们可与西方新一代战斗机的座舱相媲美。此外,西方新一代战机引以为豪的头盔式显示器也用在了Su-35BM上。它最重要的战斗和驾驶信息会显示在飞行员头盔的镜头上,让飞行员不必一直盯着前方。可以直观地评估情况的仪器;在近距离战斗中,飞行员只需将视线转向敌机,即可锁定目标并将R-73导弹离轴发射,而无需像传统飞机那样将机头指向飞机。导弹发射条件只有在瞄准目标时才能形成,大大提高了苏35BM的空战能力。俄罗斯战机座舱的演变实际上是世界战机座舱演变的缩影。目前,世界战斗机座舱正朝着数字化、多功能化、智能化、头盔显示、语音控制五个方面发展。相信随着第五代战斗机的出现座舱是偏的战斗机,战斗机驾驶舱的现代化程度将达到一个新的水平。责任编辑:王新邦