Авиашлемы. Виртуальная реальность в настоящем бою — Naked Science

На службе России

 

Даже когда речь идет об испытаниях новейших авиационных комплексов, таких, как Т-50 ПАК ФА, летчики ВВС России используют ЗШ (защитные шлемы), созданные еще во времена СССР. Пилоты Су-27 или Л-39 используют ЗШ-7АПН, а летчики МиГ-29 – ЗШ-7АП. В 1980-х такие шлемы можно было считать весьма современными. Более того, советские летчики стали едва ли не первыми в мире, кто получил нашлемную систему индикации.

 

ЗШ-10 с нашлемной системой целеуказания

 

Система целеуказания «Щель-ЗУМ» предназначена для Су-27 и МиГ-29: визирное устройство крепится к шлему и создает оптическую иллюзию прицела. Благодаря этому летчик может произвести захват цели, даже если она находится за пределами рабочего радиуса индикатора на лобовом стек­ле самолета. Чтобы зафиксировать цель, не нужно поворачивать в ее сторону сам истребитель, достаточно повернуть голову в сторону противника и нажать кнопку «Захват». В ближнем воздушном бою такая возможность может оказаться исключительно полезной, позволяя отправлять в противника ракеты «воздух-воздух» с инфракрасной сис­темой самонаведения.

 

В наше время система целеуказания «Щель-ЗУМ» используется крайне редко: у нее появились проблемы технического характера, да и морально она давно устарела. Поэтому, когда на замену ЗШ-7 готовили новый авиашлем ЗШ-10, он оптимизировался и под новую систему индикации «Сура», которая разрабатывалась в КБ «Арсенал». Состоит она из визирного устройства, откидного окуляра и светодиодов, следящих за поворотами головы летчика. Однако при всей своей новизне «Сура», как и ее предшественница «Щель», выполняет лишь функцию целеуказания. Их трудно сравнить с по-настоящему многофункциональными аналогами – такими, как шлем летчика F-35 HMDS.

 

Проблемы шлемов ЗШ-7 кроются не только в устаревших технологиях, но и в низком качестве производства: сделанные в России шлемы нередко попросту оставляют на голове черные следы отпечатавшейся краски. Кроме того, как это часто бывало с советскими разработками, об эргономике создатели думали в последнюю очередь. Летчики отзываются о них как о весьма неудобных в полете, да и цена новых изделий высока.

 

Впрочем, дальше оружейных выставок и громких заявлений дело с ЗШ-10 так и не пошло, и сейчас на его базе проектируется новый авиашлем. Его создание во многом было вызвано появлением ПАК ФА – прототипа российского истребителя пятого поколения. Специально для нового самолета НПП «Звезда» ведет разработку новой системы с нашлемным дисплеем. По словам главного конструктора Сергея Позднякова, вопросы эргономики изделия уже решены, и теперь дело – за отработкой систем индикации. Предполагается, что часть информации будет отображаться на специальном дисплее, дополняя данные индикатора на лобовом стекле. 

 

Параллельно «Звезде» работы над новым шлемом ведет и российский концерн «Радиоэлектронные технологии». Ожидается, что их новая нашлемная система целеуказания и индикации позволит летчикам видеть днем и ночью, в любых метеоусловиях, а бинокулярный индикатор даст возможность эффективнее выполнять боевые задачи. Кроме того, использование новых материалов сделало защитный шлем относительно легким – в варианте для дневных полетов он будет весить не больше 2 кг. В современном истребителе это особенно актуально, ведь при сильных перегрузках вес шлема многократно увеличивается.

 

Как это часто бывает с отечественным ВПК, информации о новой разработке мало. Но заметим: ничего революционного в этих системах нет. Российские оружейники здесь пошли по проторенной дороге и скорее пытаются создать аналоги успешно апробированных на Западе технологий.

 

Неудивительно, что на этом фоне все чаще звучат заявления специалистов, что России лучше приобретать израильские или европейские системы нашлемной индикации, чем вкладывать деньги в очередной мертворожденный проект. Пока такие предложения остаются только на бумаге, однако тенденции демонстрируют, что с каждым годом отечественная авиация использует все больше иностранных компонентов. Речь идет не только об элементной базе, но и уже о готовых изделиях – скорее всего, в какой-то момент наступит очередь и авиационных шлемов, и связанных с ними электронных подсистем.

 

 

Головной убор «Апачей»

 

Пилоты американских ударных вертолетов AH-64 Apache активно используют нашлемную систему IHADSS (Integrated Helmet And Display Sight System). Она представляет собой весьма показательный образец «авиа­шлемных» технологий. Попробуем разобраться с его работой.

 

Американские вертолетчики в защитных шлемах

 

На шлеме пилота AH-64 крепится монокль, который выдает полетную информацию (скорость, высоту и т.д.), а также позволяет летчику наводить оружие одним поворотом головы. 30-мм пушка M230 Chain Gun, расположенная на поворотной платформе у днища вертолета, направляется – в прямом смысле слова – взглядом летчика. IHADSS позволяет навести и главный калибр вертолета, ракеты AGM-114 Hellfire.

 

К сожалению, высокие технологии не всегда совместимы с возможностями организма. Тот же монокль IHADSS крепится над правым глазом летчика, в то время как левый глаз смотрит на мир «по-старому». Из-за рассогласованности информации, поступающей от двух глаз, уже во время первых тренировок у пилотов Apache могут развиться сильные головные боли. Постепенно зрение привыкает к новым условиям работы, но стоит летчику сделать перерыв в тренировках, как проблемы могут вернуться.

 

Однако в целом шлем пилота AH-64 представляет собой современный и высокоэффективный образец. Он позволяет пилотировать вертолет в любых условиях и отображает визуальную информацию, в том числе, полученную в инфракрасном диапазоне – с приборов ночного видения. Система IHADSS используется не только американцами, но также итальянскими пилотами ударных вертолетов Agusta A129 Mangusta.

 

Российским аналогом IHADSS может стать перспективная нашлемная система целеуказания и индикации НСЦИ-В. Она предназначена для пилотов Ми-28Н. Данных об этой системе мало, и назвать какие-либо сроки реализации нельзя.

 

Непростые отношения пилотов «Апачей» с системами индикации IHADSS описаны в популярной книге британского вертолетчика Эда Мейси (Ed Macy), в которой он рассказывает о своей службе в Афганистане в 2006-2007 годах. Подобные трудности обыграны и в одном из эпизодов киноленты «Огненные птицы».

 

Возможности нового века

 

Времена, когда система целеуказания «Щель-ЗУМ» считалась современной, остались в прошлом. Теперь перед нашлемными системами стоят принципиально новые задачи. Помимо целеуказания, они должны выводить информацию тактического и навигационного характера, данные о полете, а также вести регистрацию. Последнее означает, что в шлеме должна иметься миниатюрная видеокамера, способная фиксировать весь ход выполнения боевой задачи, от и до.

 

В западной терминологии такие системы называют Helmet-Mounted Display, к их числу относят и IHADSS, и «Щель-ЗУМ». За последние десять лет продвинутые нашлемные системы индикации получили широкое распространение, хотя современные военные технологии – удовольствие не из дешевых, и цена таких систем может достигать 1 млн долларов.

 

Как правило, нашлемная система индикации состоит из пяти основных частей: самого шлема, оптической системы, источника изображения, комплекса электронных систем, а также устройства отслеживания взгляда летчика. Сюда же могут входить и устройства, позволяющие пилотировать ночью. Простейшее из них – очки ночного видения, которые крепятся к шлему пилота.

 

Среди американских систем особенную известность приобрела нашлемная JHMCS (Joint Helmet Mounted Cueing System), разработанная компанией Vision Systems International. В 2003 году эти шлемы получили летчики F/A-18E/F ВМС США, а в 2008-м был заключен крупный контракт на поставку комплекса и для ВВС. Теперь пилоты F-15 и F-16 могут улучшить свои показатели в ближнем воздушном бою.

 

 

Работает система JHMCS приблизительно так: пара светодиодов проецирует рамку прицела на шлем, позволяя наводиться на цель без использования ручек управления. Строго говоря, ничего оригинального в этом нет, нечто подобное используется в шлеме пилотов «Апачей», а испытывалось еще в СССР. Но JHMCS – действительно продвинутая и функциональная система. Ограничение по целеуказанию составляет 80° относительно оси самолета – очень неплохой показатель для подобного рода систем. Да и надежность современных устройств несопоставимо выше. Сейчас компания Boeing, разработчик устройства, предлагает новый вариант JHMCS II.

 

Хотя ракета AIM-9X обеспечивает существенное превосходство в ближнем воздушном бою, сам бой такого рода, похоже, остался в прошлом. За последние десятилетия почти все воздушные цели летчики-истребители поражали ракетами средней дальности, пока те оставались за пределами прямой видимости. Возможно, именно это обстоятельство побудило создателей F-35 отказаться от размещения ракет малой дальности во внутренних отсеках самолета. AIM-9Х могут крепиться на внешних подвесках F-35, но это крайняя мера, поскольку такое размещение будет повышать радиолокационную видимость самолета.

 

Пилоты американских штурмовиков A-10C используют новую систему HMCS (Helmet Mounted Cueing System), а летчики шведских истребителей JAS-39 Gripen применяют нашлемную индикацию Cobra.

 

Создание JHMCS было обусловлено принятием в 2002 году на вооружение модифицированных ракет AIM-9X, до сих пор остающихся одной из самых совершенных ракет малой дальности класса «воздух-воздух». Хотя в ней реализован старый добрый принцип теплового наведения, инфракрасные ловушки (традиционное средство защиты от таких ракет) против нее бессильны: новейшая матричная головка самонаведения ракеты формирует инфракрасное изображение цели еще перед пуском, затем лишь корректируя данные о противнике. В российских ВВС такой связкой может стать перспективная нашлемная система индикации и разрабатываемая ракета малой дальности РВВ-МД.

 

Шлем под «Молнию»

 

Но настоящей революцией в тактике воздушного боя станет новая система, предназначенная для F-35 Lighting II. Ее преимущества в сравнении с прошлыми поколениями нашлемных систем индикации огромны. Если прежде такие системы лишь дополняли приборную доску, то HMDS позволяет летчику забыть о ней вовсе: ключевая информация будет выводиться, в первую очередь, на дис­плей авиашлема. Датчики F-35 обеспечивают круговой обзор и предупреждают летчика об опасности, с какой бы стороны она ни исходила. Система HMDS позволяет видеть буквально сквозь самолет, а ночью – ориентироваться на изображение, полученное с помощью инфракрасной обзорной системы.

 

Нашлемные системы индикации разрабатываются для всех современных боевых самолетов. Для своей авиационной отрасли французская компания Thales создала систему TopOwl, которая будет использоваться не только на самолетах Rafale и Mirage, но и на палубных истребителях МиГ-29К/КУБ, которые изготавливаются Россией для индийских ВВС.

 

Создание подобной системы – путь долгий и извилистый, и разработка HMDS (как и многих других сложнейших компонентов F-35) идет отнюдь не гладко. Сроки испытаний и принятие на вооружение постоянно переносятся, а стоимость непрерывно растет. 

 

HMDS (Helmet-Mounted Display System)

 

Задержки с созданием HMDS привели к идее альтернативного шлема для F-35, вдохновителями которого выступили британские оружейники из корпорации BAE Systems. Их проект был встречен с прохладцей: для новой системы пришлось бы серьезно дорабатывать кабину пилота F-35. Поэтому сегодня летчики испытывают модификацию американской HMDS Gen 2. С каждым новым поколением будут устраняться возникающие проблемы и дорабатываться программное обеспечение.

 

В отличие от F-35, истребитель Eurofighter Typhoon может похвастаться сверхманевренностью. Однако является ли это фактором реального превосходства, вопрос дискуссионный. Совершая резкий маневр, самолет теряет драгоценную энергию движения и становится особенно уязвим для ракет, поэтому сверхманевренность вряд ли ощутимо поможет в реальном воздушном поединке.

 

Однако сдаваться европейцы не намерены, и в BAE Systems переключились на разработки для собственных боевых машин поколения 4++ Eurofighter Typhoon, которая готова конкурировать с F-35 поколения 5. Их Helmet Equipment Assembly (HEA) смотрится пугающе даже на фоне футуристичного HMDS. Вся его задняя часть усыпана множеством бугорков инфракрасных светодиодов, благодаря которым пилот Eurofighter Typhoon сохраняет «рентгеновское» зрение даже в темноте. Смот­рит ли он вперед, вбок или вниз – не имеет значения: встроенные в фюзеляж камеры дают летчику круговой обзор и позволяют смотреть сквозь фюзеляж самолета.

 

Helmet Equipment Assembly (HEA)

 

Глядя в авиашлемы современных боевых самолетов, трудно отказаться от мысли о том, что будущее уже наступило. И хотя цена их может быть высока, а эксплуатация связана с рисками, такие системы уже совершили революцию в воздушном бою.

naked-science.ru

Лётный шлем пилота F-35 по цене элитного особняка » Военное обозрение

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

Шлем для пилотов ПАК ФА, модернизированных истребителей «ОКБ Сухого» и Ми-28НМ «Ночной охотник».

       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). 

       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.

       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. В 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. Классические 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.

       А для пилота – чем больше поле зрения, тем лучше. Размеры углового поля зрения – это, кстати, одна из наиболее важных технических характеристик ИЛС. На 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.

       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.

       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».

nampuom-pycu.livejournal.com

Глаз Бога — шлем для летчиков истребителей F-35

Уникальный шлем Глаз Бога для летчиков истребителей F-35

Специально для современного самолета истребителя F-35 ученые США разработали уникальный супер технологичный шлем пилота, который получил скромное название Глаз Бога (Eye of God Helmet). Шлем является неотъемлемой частью истребителя F-35, это единая система, благодаря которой пилот тоже становится частью самолета, единым живым организмом. Новый шлем позволяет пилоту видеть мельчайшие детали врага на расстоянии мили, а также с помощью бинокулярного зрения обеспечивает летчику намного более широкий угол обзора.

Шлем Глаз Бога может сделать прозрачным корпус истребителя, а также имеет автоматическую систему ночного видения. Кроме этого он, по сути, является центром управления всего бортового оружия, поражение цели в этом технологичном шлеме становится похожим на компьютерную игру, а пилот истребителя превращается в несокрушимого небесного воина.

Новый истребитель F-35 оснащен шестью датчиками Distributed Aperture Systems (DAS), которые собирают информацию о земле и воздухе вокруг истребителя. Эти данные оцифровываются и по мере необходимости используются пилотом. Пилот истребителя может крутить головой и, в зависимости от направления взгляда, шлем показывают нужную ему информацию. Например, если пилот смотрит вниз, шлем показывают ему землю, а не обшивку самолета.

Благодаря Глазу Бога корпус самолета перестал быть препятствием в оценке окружающей обстановки вокруг. Кроме этого, пилот всегда видит тактическую информацию и показания приборов, куда бы он не смотрел. С таким шлемом вообще отпадает необходимость в приборной панели и в окнах для обозрения, вся необходимая информация выводится прямо перед глазами пилота.

Читать ПозжеДобавить в Избранное

fshoke.com

Американские лётчики получили «чудо-шлемы» | Warspot.ru

Рентгеновское зрение, видео в реальном времени, картинка в картинке – всё это возможности шлемов, которые уже сегодня поступают на вооружение ВВС США. Научный журнал Popular Mechanics сообщает, что на этой неделе пилоты первых подразделений американских ВВС, на вооружении которых состоят истребители-бомбардировщики F-35, примерили шлемы третьего поколения.

С помощью новых шлемов, разработанных компанией Rockwell Collins, лётчики могут вести круговой обзор и даже видеть «сквозь» самолёт. Всё это возможно благодаря шести камерам, размещённым в обшивке F-35, а также забралу, одновременно выполняющему функции дисплея (Helmet Mounted Display System, HMDS). Изначально камеры предназначались для отслеживания пуска ракет по самолёту, но позже инженеры расширили их возможности.

Шлем пилота истребителя-бомбардировщика F-35 третьего поколения
news.militaryblog.jp

По словам разработчиков, третье поколение шлемов нуждается в доработке, но при этом значительно надёжнее и функциональнее, чем использовавшиеся ранее шлемы второго поколения, которые могли отказать даже при незначительной турбулентности. Ещё одно ключевое отличие между новыми и старыми шлемами – возможность видеть ночью так же хорошо, как и днём. Известно, что прошлая версия шлемов получала от пилотов крайне негативные отзывы за некачественное изображение с тепловизионных камер.

Высокие технологии стоят немало: Министерство обороны закупает «чудо-шлемы» по $400 000 за единицу. Высокую стоимость нового шлема разработчики объясняют его высокой технологичностью – вся информация, необходимая пилоту, будет отображаться непосредственно на забрале. Что же касается управления камерами обзора, то пилоту достаточно просто повернуть или наклонить голову (аналогично осуществляется и управление оружейным прицелом).

Возможности нового шлема

Новые шлемы не лишены недостатков, главным из которых является их вес (около 2,3 кг). Из-за большого веса шлема при катапультировании шея пилота может получить травмы (более того, возможен летальный исход). Поэтому Минобороны США приняло решение запретить полёты на F-35 пилотам массой менее 62 кг из-за вероятности травмировать позвоночник в момент катапультирования.

warspot.ru

новый шлем даст летчикам возможность управлять взглядом

Сюрпризы от «Звезды»

На стартующем сегодня Международном авиационно-космическом салоне – МАКС-2015 – будут представлены новые и в чем-то даже уникальные российские технологии. И это не только сами летательные аппараты, но и различное оборудование. В том числе – средства снаряжения боевого летчика. Ряд технических средств будет, в частности, представлен в рамках демонстрации перспективной новинки отечественной боевой авиации – самолета ПАК ФА Т-50. Так, на оснащение пилота этого истребителя может поступить модифицированный авиационный шлем нового поколения ЗШ-10 – продолжение легендарной линейки защитных шлемов ЗШ-7.

Новая модель легче предыдущей благодаря использованию нового композиционного материала – органопластика. В итоге «головной убор» пилота удалось облегчить на 350 граммов – существенно, если учитывать, что в данном случае значительно снижается весовая нагрузка на шею, возрастающая при перегрузках. Но самое главное не в этом – новый шлем синхронизирован с рядом приборов в кабине истребителя, что значительно облегчает пилоту выполнение боевых задач.

Разработкой этого обновленного элемента боевого снаряжения пилота занималось научно-производственное предприятие «Звезда» – ведущая в России структура в сфере создания и производства индивидуальных систем жизнеобеспечения летчиков и космонавтов, средств спасения при авариях летательных аппаратов, а также систем дозаправки самолетов топливом в полете.

Созданные в НПП «Звезда» системы успешно эксплуатируются на военных и гражданских самолетах и вертолетах по всему миру, в том числе на всех российских пилотируемых космических кораблях и орбитальных станциях. Именно в разработанный на «Звезде» скафандр был облачен первый космонавт планеты Юрий Гагарин, а первый выход в открытый космос, также осуществленный нашим соотечественником Алексеем Леоновым, состоялся благодаря изготовленной на этом предприятии шлюзовой камере.

Делать боевое снаряжение, а не игрушки

Сегодня НПП «Звезда» продолжает серию научных исследований и поиск новых решений по снаряжению пилотов всех типов современных и перспективных летательных аппаратов, разрабатывать высокоэффективные интегрированные системы. Шлем ЗШ-10, предназначенный для летчиков перспективного авиационного комплекса фронтовой авиации, как раз из таких.

Этот унифицированный защитный шлем предназначен для защиты головы летчика от возможных ударных нагрузок во время полета и при аварийном покидании самолета (вертолета). Модульная конструкция позволяет в зависимости от решаемой задачи размещать на ЗШ легкосъемное оборудование. Это могут быть системы целеуказания и индикации, очки ночного видения, кислородная маска, а также различные светофильтры, включая их упрощенный вариант.

«По своим эргономическим характеристикам ЗШ-10 значительно превосходит серийные защитные шлемы типа ЗШ-7, – говорит генеральный директор и главный конструктор НПП «Звезда» Сергей Поздняков. – Работая над новым шлемом, мы изучили шлемы производства Франции и Израиля, но, честно скажу, по моим ощущениям, они напоминают скорее пластиковые игрушки, срок использования которых всего год-два. Мы же хотели сделать авиационный шлем прочным, надежным, с длительным – до 15 лет – сроком службы и дешевле существующих. Авиационный шлем для боевых самолетов должен держать скоростной напор, который возникает при катапультировании, а также защищать летчика от вторичных осколков».

Как подчеркнул Сергей Поздняков, шлем ЗШ-10 – легкий, но не «болтается» на голове.

«Система целеуказания, которая будет монтироваться на него, предполагает достаточно жесткую фиксацию на голове», – подчеркнул глава НПП «Звезда».

К слову, способ фиксации здесь – унифицированный, то есть как с использованием индивидуальных вкладышей, так и с помощью регулируемой подвесной системы. Стоит также подчеркнуть, что проект нового шлема для ПАК ФА – полностью российский, выполненный по программе импортозамещения. Системы интеграции нашлемного отображения информации делает Рязанский приборный завод, а «Звезда» выполняет эргономическую оценку и проводит испытания на центрифуге и в аэродинамической трубе.

От «шлемофона» до кевлара

Авиационные шлемы появились и совершенствовались вместе с самой авиацией. От старенького кожаного «шлемофона» эти устройства превратились ныне в совершенные технические аппараты. Если первоначально летный шлем был кожаным и имел в лучшем случае крепления для наушников и съемных защитных очков, то тот же ЗШ-7 в различных модификациях имеет противоосколочную защиту, светофильтр, а в конструкции кроме стеклопластика применен кевлар. Специальные устройства уменьшают действие аэродинамических сил при катапультировании, а пиромеханизм опускания светофильтра срабатывает автоматически. Шлем не горит, не дает трещин при деформации при температурах от -50 до +50 градусов по Цельсию.

Революционным стало и проявление нашлемного визирного устройства. По сути, это совокупность размещаемых на шлеме летчика-оператора и в кабине самолета оптико-электронных устройств, обеспечивающих сопровождение цели и определение координат цели по положению головы летчика-оператора. На шлеме устанавливается коллиматорный оптический визир с полупрозрачным отражательным стеклом (он размещается в поле зрения одного из глаз летчика) и фотоприемники системы съема координат, воспринимающие излучение специальных оптических облучателей. Координаты цели, полученные с помощью визира, используются для выдачи о целеуказания головкам самонаведения управляемых ракет, а также бортовым радиолокационным станциям и оптико-электронным станциям для прицеливания при стрельбе и бомбометании и коррекции навигационных систем по ориентирам с известными географическими координатами.

При этом оптический визир может быть заменен малогабаритным нашлемным индикатором телевизионного типа. Для чего? Это дает возможность выводить непосредственно перед глазом летчика пилотажную и обзорную информацию, полученную от бортовой радиолокационной станции, оптико-телевизионного визира, тепловизора и пилотажных датчиков, что обеспечивает одновременное сопровождение цели и контроль режимов полета без обращения к индикаторам на приборной доске.

Время «дополненной реальности»

Сегодня речь идет о нашлемном визирном устройстве, отвечающим уже технологии «дополненной реальности». Работу в этом направлении под эгидой Российского фонда перспективных исследований ведут сразу несколько отечественных IT-компаний, специализирующихся на разработке интерактивных технологий.

«Дополненная реальность» позволит выводить на лобовое стекло шлема информацию, которую летчик не может получить визуально, – подчеркнул заместитель генерального директора ФПИ, руководитель направления информационных исследований Сергей Гарбук. – Проект предполагается реализовывать в несколько технологических этапов с постепенным усложнением инфраструктуры и наращиванием ее функциональных возможностей».

Что может быть отображено на экране шлема в рамках «дополненной реальности»? Например, картинка с задней полусферы самолета, которую пилот сегодня вынужден воспринимать преимущественно по зеркалам заднего вида, установленным в кабине. Сюда же могут выводиться параметры работы двигателя, а также физические данные о местоположении самолета или схематичное отображение макета местности.

Фонд перспективных исследований, который часто называют российским аналогом DARPA (управления перспективных исследовательских программ Пентагона), действует с 2012 года. Он призван содействовать научным исследованиям и разработкам, в том числе в интересах обороны. И такие разработки есть.

Если говорить о «дополненной реальности», то можно упомянуть о работе физиков-инженеров из Воронежского государственного университета. Они разработали технологию управления предметами, использующую только движение глаз. Взгляд человека как команду воспринимает специальная вэб-камера. Вся система работает за счет довольно простого механизма распознавания положения зрачка, а также программного обеспечения, которое преобразует информацию в сигнал к действию техники. После получения изображения зрачка программа определяет его координаты и интерпретирует их в команду или группу команд для внешнего устройства.

Для определения направления взгляда используются камера, закрепленная на держателе сверху, которая не мешает обзору пользователя. При этом нейрокомпьютерный интерфейс предлагает пилоту подтвердить команду или отказаться от ее выполнения, что исключает возможность ошибки. Кстати, как заверяют разработчики из ВГУ, такое устройство можно использовать еще и людям с ограниченными возможностями. Например, для управления «умным домом».

В системе трехмерного изображения

Шлем ЗШ-10 нового поколения станет одним из элементов обновленной системы спасения летчиков, созданной специально для самолета Т-50. Помимо шлема сюда войдут кислородная маска КМ-36М, противоперегрузочный костюм ППК-7 и высотно-компенсирующий костюм ВКК-17, а также кислородная система КС-50, сообщил глава НПП «Звезда» Сергей Поздняков. Кроме того, прошло государственные испытания и катапультное кресло пилота К-36Д-5. Новый комплект снаряжения обеспечит спасение летчика при разгерметизации кабины на высоте до 20 километров.

Сегодня, по мнению представителей Минобороны России, выдвигающих требования к современной технике для Вооруженных Сил, необходимо не парировать, не догонять противника, а навязывать ему свои требования. Об этом, в частности, заявил в ходе дискуссий на полях прошедшего недавно Международного военно-технического форума «Армия-2015» ведущий научный сотрудник Военной академии Генерального штаба ВС РФ Вячеслав Круглов.

А замначальника академии по учебной работе генерал-майор Сергей Чварков убежден: необходимо вспомнить опыт советской практики – сначала определение угроз, а затем реагирование и производство вооружения с заделом на 20-30 лет вперед. Реализации этой цели, по мнению представителя ВАГШ, может помочь Фонд перспективных исследований, в котором должен произойти «сплав носителей идей и специалистов-практиков».

Запад в плане оснащения пилотов своей боевой авиации идет по пути самого динамичного развития. Так, шлем пилота истребителя пятого поколения F-35 по своим возможностям под стать самому самолету. Вся информация, необходимая летчику – скорость, высота, информация о целях, предупреждения – проецируется на забрало шлема, причем шлем автоматически настраивается под любое расстояние между зрачками пилота. Шлем Helmet Mounted Display System (HMDS) под завязку набит современными технологиями, благодаря которым пилот может даже… видеть сквозь непрозрачный корпус самолета!

Благодаря закрепленным на корпусе шести инфракрасным камерам, окружающая действительность транслируется в шлем в реальном времени. Среди технологий, используемых в HMDS, – наличие встроенного цифрового бинокля, системы точного наведения на цель и ее удержания, активная система подавления шума, возможность записывать видео, технология «картинка в картинке»… Кстати, это самый дорогой шлем в мире – его стоимость превышает 400 тысяч долларов.

А британские инженеры разработали для военных пилотов шлем уже со встроенной системой ночного видения. Шлем Striker II, представленный недавно компанией BAE Systems, – самый продвинутый шлем для летчиков в мире, пишет сайт Gizmodo. Новая система отслеживания движений головы позволяет максимально точно синхронизировать нашлемный дисплей и бортовые системы. Но ключевое отличие Striker II – во встроенной системе ночного видения.

Все ранее созданные модели авиационных шлемов требуют дополнительного оборудования для работы ночью. Очки ночного видения обычно надеваются пилотом поверх шлема. Они весят около 500 граммов. При разгоне истребителя до сверхзвуковых скоростей вес очков может увеличиться из-за роста силы тяжести в кабине. Тяжелый прибор сковывает движения пилота, замедляет его реакцию… В Striker II камера ночного видения встроена прямо в лобовую часть, чуть выше глаз пилота.

Вся снятая информация в реальном времени передается на нашлемный дисплей высокого разрешения, в качестве которого используется прозрачный смотровой щиток. А многослойная система подачи информации позволяет видеть картинку с поля боя в трехмерном режиме: любой объект можно будет выбрать, приблизить и получить перечень его цифровых параметров. Правда, пока о практическом использовании этого «чуда техники» в авиации ничего не слышно: возможно, это лишь опытный образец, и он будет дорабатываться. Не исключено, что на пути массового внедрения Striker II встанут финансовые проблемы, ведь стоимость такого оборудования тоже измеряется цифрой со многими нулями.

Автор: Дмитрий Сергеев

Фото: НПП «Звезда»/Минобороны России

tvzvezda.ru

Божий глаз: секретный шлем американских пилотов

Конструкторы DARPA собрали уникальный шлем пилота специально для истребителя F-35 и назвали его максимально скромно — «Божий глаз». Можно было бы посмеяться над любителями громких маркировок, но в этот раз название и в самом деле действительности почти соответствует: инновационное устройство «Божьего глаза» позволяет детально разглядеть врага на полуторакилометровой дистанции.

И это еще только цветочки. Шлем работает в связке со специальными инфракрасными камерами, установленными в разных точках фюзеляжа. Они умеют передавать видео на бортовую систему и заодно собирают данные с других датчиков, формируя целостную картину происходящего для пилота.

Собранное видео без задержек транслируется на визор. День, ночь, туман, дождь — «Божий глаз» на такие мелочи внимания и вовсе не обращает. Пилот вообще может переключиться в режим, формирующий полную иллюзию свободного полета: под ногами оператор увидит не пол кабины, а горы или моря — все в мельчайших подробностях.

Приближать и отдалять объекты можно до невероятной детализации. Отпадает и необходимость в приборе ночного видения — все делают инфракрасные камеры.

Есть у шлема и свои недостатки. Во-первых, он непомерно дорог. Стоимость разработки превышает колоссальные 400 тысяч долларов. Во-вторых, о массовом производстве можно забыть: каждый «Божий глаз» делают под конкретного пилота, поскольку визор (не говоря уже об анатомических особенностях головы) должен находиться точно в 2 мм от зрачка. Пилот уволился? Ладно, приготовьте еще 400 тысяч на новый шлем.

Тем не менее, технологию наверняка на вооружение примут. Ничего более продвинутого в настоящий момент придумать просто не возможно, а американских вояк хлебом не корми — дай повоевать высокотехнологичными штуками.

dnpmag.com

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.