F-35战机先进驾驶舱设计一切为人着想(图)

F-35战机先进驾驶舱全景图

　　一切为人着想

　　洛·马的设计师们从一开始就没有打算在改进以前战斗机的传统的座舱界面的基础上，演变出F-35的座舱。他们决定另起炉灶，为F-35战斗机设计一个全新的座舱，以满足21世纪战斗机飞行员的需求。洛·马的设计师们希望F-35的显示系统不是简单地将各种机载传感器数据不加处理地传递给飞行员，而是希望显示系统传递给飞行员是经过机载综合核心处理器(ICP)过滤后的最有效信息，以求大幅度降低飞行员的工作负担。

　　前F-16战斗机飞行员，现洛·马公司F一35战斗机人机界面设计组项目主管麦克·斯格夫(Mike Skaff)说道：“F-35战斗机座舱人机界面的设计目的是确保飞行员把精力中在战术运用上，而不是繁琐的机载系统操作上。现代化战斗机的复杂程度是相当惊人的.如果飞行员必须要对飞机上各种机载系统的状况进行监视的话，必将分散飞行员的注意力，从而遗漏某些更为重要的作战任务信息。我们希望F-35的座舱系统能够为飞行员做更多的事情，以减轻飞行员的工作负担，从而确保飞行员将有限的精力集中到完成作战任务上来。”

　　F-35的首席试飞员比利斯的飞行小时数已经超过了5000小时，在他的飞行员生涯中，他曾驾驶超过20种战斗机，在试飞F-35之前，他已经在F-35的飞行模拟器上“飞行—了数百小时。最近，为了完成驾驶第一架SDD型F-35A战斗机(AA-1号)在2006年12月进行首飞的任务，他花费了更多的时间来熟悉AA-1号F-35飞机的真实座舱。AA一1号F-35的座舱和以后的批量生产型F-35的座舱基本相同，但是在AA-1号的座舱内多出了一些为了进行飞行试验而加装的特殊的设备(这在以后的量产型战斗机上将被省去)，AA-1号的座舱内安装了两个电力系统紧急开关(互为备份)，并在大型平板显示器的下方安装了一个控制面板，另外，AA-1号的座舱里还安装了一个显示战术数据小型数字式显示器，以显示AA-1号F-35上独特的通信、导航和识别系统(CNI)提供的战术信息。

　　三种不同型号的F-35战斗机拥有几乎完全相同的座舱，它们的座舱中唯一的区别在于：F-35A(空军的常规起降型)和F-35C(海军舰载型)的座舱中有一个按钮，用于展开飞机的尾钩。以便F-35A型战斗机在跑道尽头的紧急制动，或者F-35C在航母狭小的甲板上降落；而F-35B(海军陆战队机的短距起飞垂直降落型)的座舱中则拥有一个特殊的按钮。用于控制飞机的“垂直起降模式”和“平飞模式”的转换。

　　在F-35的座舱内。

发动机的油门杆被布置在飞行员的左手边。而驾驶杆则被布置在飞行员的右手边。比斯利继续解释到：“在飞行员进行高过载机动的时候，其驾驶杆的杆力和偏移量是可变的，按照驾驶鹞式垂直起降战斗机的经验，飞行员会想当然地认为F-35B在进行垂直降落的时候，操纵驾驶杆和油门杆力度的要非常轻微而小心，但是在F-35B的座舱内装有‘软着陆’制动器，它可以自动调解飞机，这样在垂直着陆过程中，飞行员并不需要对飞机的操纵进行过多的干预”，F一35的油门操纵杆的一个主要特征就是：飞行员不能通过调解油门来关闭飞机的发动机，而需要操纵一个单独的开关来关闭发动机。将油门操纵杆和发动机开关分离的设计方式已经在JSF项目的原型机X-35上得到了充分的验证。

　　当F-35战斗机座舱还处于最初的设计阶段时，飞行员就参与至0设计工程里来了，他们向工程技术人员提出有益的建议，以便F-35的座舱能够设计得更为人性化。使得飞行员在空战中更为高效地操纵飞机。洛·马的项目主管斯格夫说道“在F-35座舱的设计工程中，我们听取了许多前任和现任美国空军。海军和海军陆战队一线飞行员的建议，同时我们也听取了来自英国、加拿大、丹麦、挪威、荷兰，意大利、土耳其和澳大利亚的战斗机飞行员的有益建议。”

　　前“海鹞”战斗机驾驶员，现F／A-18E／F战斗机驾驶员杰夫·卡勒斯中校(C01.Jeff Karnes)不仅参与了F-35战斗机的座舱设计工作，而且还参与了座舱的测试工作。他说道：“F-35驾驶舱的20厘米×50厘米的大型平板显示器为战斗机的战术发挥提供了广阔的操纵空间，这个大型的平板显示器最多可以被划分为12个显示窗口，以便同时显示导航信息.威胁告警，目标指示.油量和武器等信息，为飞行员的快速决策提供了有益的参考。为了减轻飞行员的工作负担，工程技术人员大幅减少F-35战斗机座舱内的按钮和开关数量，并提高系统自动化程度、另外机载核心综合处理器还会过滤掉许多无关紧要的信息，以大幅减少传递给飞行员的信息量。以确保显示给飞行员的都是和完成当前任务相关的最有价值信息。“

　　强大的功能

　　F-35战斗机座舱内采用的是彩色多功能

液晶显示器，以确保其显示的文字和图像的高清晰度。相比以前的黑白显示器，其显示效果大为提高。F-35座舱系统仿真模拟试验的负责人鲍勃·罗素(Bob Russell)强调了彩色多功能显示器的重要性：“一般来说。在监视飞机各系统工作状态的时候，显示器上显示绿色表示飞机状态良好；黄色表示飞行员需要注意飞机可能出现的问题；而红色表示飞机出现了严重故障。并且情况紧急，要求飞行员马上提高警惕。例如，显示器上显示的绿色文字是对飞行员的安全建议；黄色文字则需要飞行员注意；而一旦出现了红色文字，.则代表对飞行员的发出警告，并要求飞行员马上采取应对措施。”

　　在显示战场目标的时候，F-35显示器上的这套“色彩标识规则”同样适用，例如F-35的机载传感器发现的目标在如果座舱的战术显示器上是以绿色标识出来的，表示这是友军目标；如果机‘载传感器暂时还不能识别目标是敌是友，那么该目标将在显示器用黄色标识；而已经确定为潜在‘的敌方目标当然是用红色进行标识的。罗素补充遵“在特殊情况下，我们偶尔也会使用蓝色和紫色标识特殊目标。我们一般会选择深浅度不同的灰色来显示不同的地图，并在飞机的俯视图上显示飞机各个子系统的工作状态和信息。例如剩余燃料的、飞行控制系统和武器系统。当然，空中目标和地面目标将以不同的造型或者符号在显示器上出现。并加上不同的色彩，以便于飞行员观察和掌握战场态势。”

　　F-35战斗机的另一个特点就是具有语音控制功能，比斯利说道：“在电影《火狐》中，前苏联研制了超级战斗机‘火狐’，在其座舱里飞行员可以用其意念或者语音来控制飞机，即飞行员头脑中瞬间闪现的意念可迅速转换为飞机的飞控和火控信号。随着科技的飞速发展，用语音来控制飞机已经并非只能在科幻小说中读到，在F-35战斗机的座舱内就大量运用了语音控制，但是研究人员通过充分的论证发现，用手指触碰平板显示器的控制模式比语音控制模式效率更高，反应速度更快。因此，在瞬息万变的战场上。我们更倾向于选择用手指触摸平板显示器的控制模式来完成那些需要飞行员瞬间做出决断的任务。例如操纵飞机的武器系统打击敌方目标等任务。但是我们也不能忽视语音控制的作用，我们可以用语音控制系统来完成那些不需要飞行员瞬间做出决断的任务。例如加载导航坐标、变换无线电频率以及计量剩余油量等琐碎任务。合理地利用语音控制系统可以大幅度减轻飞行员的工作负担，并达到大幅度减少座舱内按钮和开关的数量的目的。

　　在F-35B的座舱内多配备了一套控制飞机进行短距起飞／垂直降落(STOVL)的控制系统。这是F-35B的座舱和F-35A／C座舱唯一的区别。由于在座舱设计中引入了许多人体工程学理论，所以，F-35的座舱对于飞行员的体形和身材几乎没有限制，无论你是50千克重、170厘米高的小个子，还是120千克重、2米高的壮汉，都能毫无障碍地驾驶F-35战斗机。

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