[科普中国]-头盔显示系统

在航空领域，头盔显示器与头盔跟踪系统、记忆卡共同构成了头盔显示系统。头盔显示系统包括两大类：一类是头盔瞄准具，如米格-29等战机配备的头盔目标指示系统，能向飞行员提供简单的武器瞄准标记；第二类是头盔显示器，如美军F-16战机配备的联合头盔指示系统，不仅能显示武器瞄准标记，还可以显示主飞行信息及累加合成图像。

简介头盔显示系统是虚拟现实技术中的重要硬件工具之一。

Tac-Eye显示系统是为美军是设计的，由美国空军实验室和美国特种部队司令部进行了部分投资，Icuiti公司用3年时间开发了这套系统。

Tac-Eye系统安装在头盔或护目镜上，可以在严酷的战场环境下发挥最大效能。Tac-Eye系统包括了极低功率的电子器件和eMagin公司的OLED微显示系统，从而保证了一节锂电池可以持续工作6小时。

2007年4月，由视觉系统国际公司设计的头盔显示系统，在F-35战机上进行了首次飞行试验，取得了成功。

配备头盔显示系统的战机具备四大优势：一是对付同一威胁，杀伤/损失率从1.8∶1提高到3.8∶1；二是同等时间内发射导弹数量增加1倍；三是飞行员往往能先敌开火；四是支持飞行员并行完成多种任务。

经过多年发展，头盔显示系统支持通信联络、态势感知、武器瞄准等多种作战需求，已成为现代战机的“力量倍增器”。1

发展从1916年Albert Bacon Pratt发明第一个具有头盔瞄准功能的产品“头盔瞄准枪”算起，头盔瞄准显示系统的发展已有近90年的历史了。世界上第一个头盔显示器“达摩克里斯之剑”于1968年诞生，由美国的Ivan Sutherland公司研制成功。但为前线战术飞机生产头盔系统仅有20多年的历史。

近20多年来，头盔瞄准显示系统发展较快。美，英、法、以色列以及俄罗斯等国家研制的机电式、光电式和电磁式三种类型的头盔瞄准显示系统产品已装备部队。

在军事上，头盔瞄准显示系统最早应用在直升机上，后来应用于战斗机上。头盔瞄准显示系统的发展可根据显示视场划分为三代，如图1。

组成该系统包括三大部分：头盔显示器、记忆卡(DMC-H)和头盔跟踪系统。它将为飞行员显示关键的飞行状态数据、任务信息、威胁和安全状态信息，同时系统还可以为飞行员发出视觉提示，告诉飞行员应该关注的区域。它的头部跟踪功能与图像处理能力十分强大。

发展趋势随着空战技术的持续变革，头盔显示系统的发展将呈现集成化、虚拟化、轻型化三大趋势。

一是功能集成化。随着飞行员作战任务量的增加以及空战要求的提高，未来的头盔显示系统可能集信息显示、态势感知、武器瞄准、火力打击、战场评估等功能于一体，因此需要对各项功能进行系统集成，不断优化系统结构，实现系统功能最大化。

二是观察虚拟化。激光武器已从理论成为现实，采用封闭驾驶舱是大势所趋，飞行员将不得不借助虚拟现实技术观察外部情况。这就需要更精密的光纤陀螺和更强大的计算能力提高显示速度和精度，并借助先进的传感融合技术融合各类传感数据，不断增强飞行员的态势感知能力。

三是重量轻型化。因重量偏重引起颈部不适是现役头盔的通病。研究表明，头盔的最大允许重量为2.5千克，最佳重量应控制在2.25千克以内。现役头盔大多超过2.0千克，新型头盔重为2.25千克。考虑到头盔显示系统的功能日益强大，重量呈不断上升趋势，因此需要采用更轻便的头盔材料以及更小更轻的电子元件，减轻头盔重量。（解放军报）1

本词条内容贡献者为:

李岳阳 - 副教授 - 江南大学