美軍F-35戰機的配套頭盔價值40萬美元，為何這麼貴？飛行員戴上頭盔就能無視機體存在，直接目視地面，這是怎麼坐到的？

如果現在大家突然拿到40萬美元 可以用這些錢去換一樣東西 大家是會拿去買車還是買房呢 其實對於美軍來說 40萬美元僅僅是一頂頭盔的價格 當然 這不是一般的頭盔 而是與F35戰機的飛行員所佩戴的第三代飛行頭盔 這些頭盔爲什麼會這麼貴 他們又能爲美軍作戰帶來哪些優勢 今天我們就來聊一聊 F35作爲全球最昂貴的軍用戰鬥機之一 擁有超過1億美元的造價 和每年超過660萬美元的運營成本 高科技戰機的飛行員自然也要佩戴先進的飛行頭盔 首先是要足夠輕 因爲戰機飛行員在進行高速機動時會經歷嚴重的過載 任何不必要的重量對飛行員的脖子都是一種嚴峻考驗 美軍早在冷戰時期就對頭盔顯示技術進行過研究 但是由於無法解決重量問題 還是直升機飛行員先用上了類似技術 例如 阿帕西直升機飛行員先前使用的iHandice 單目頭盔顯示器就能把瞄準信息和紅外圖像直接投射到飛行員面前的單片顯示器上 飛行員也能直接通過轉動頭盔來控制 直升機搭載的30毫米口徑m230機炮 但是呢 戰鬥機的武器裝備複雜程度以及航電系統蒐集到的信息量都要遠遠高於直升機駕駛員 直升機的飛行速度也沒有戰鬥機快 所以直升機頭盔的性能要求還是無法與戰鬥機相比 正因如此 f35頭盔的電子目視系統必須具備非常低的信號延遲 如果飛行員轉頭時 投射影像跟不上轉頭速率 就會造成飛行員頭暈噁心的問題 而這對感應器的影像傳輸速率要求非常的高 f35飛行員佩戴的hmds頭盔作爲美軍的第三代戰機頭盔 其關鍵部件主要包括了主動降噪耳機 夜視攝像機 顯示面罩顯示單元以及將圖像投影到顯示面罩上的電子組件和dmc顯示管理計算機 這種頭盔呢 不僅是飛行員的主要顯示屏 還能充當武器控制系統 頭盔上的六個外部攝像頭能爲飛行員提供360度無障礙視野 其內置的夜視功能也允許飛行員能在任何環境下作戰 包括伸手不見五指的黑夜 其擴增實境顯示功能更是讓飛行員能夠直接看到戰機外部的環境 彷彿整架戰機是透明的一樣 這極大提升了飛行員的作戰自由度 當戰機升空飛行後 不論是當前飛行速度 高度還是爬升速率 以至於所有掛載武器的瞄準信息都會清晰的排布在飛行員的面前 甚至連那些飛行員直接目視都會錯過的目標也不會逃脫頭盔的顯示範圍 這不僅是因爲F35的偵測手段先進 也是因爲F35頭盔能夠以很高的同步速率來顯示信息 如果一名F35飛行員在飛行中正在追蹤一個敵軍目標 而此時又有其他威脅飛來 那麼頭盔就會結合戰機的告警裝置 提醒飛行員注意其他威脅 此時此刻 只要飛行員及時的轉頭觀察 注意到那個飛來的空中威脅 航天系統就會在頭盔面罩上顯示出關於這架飛機的位置 身份認證等信息 並且自動跟蹤這架飛機 一旦飛行員確定這個空中威脅就是敵機 頭盔面罩也會顯示敵機的武裝情況 此時的飛行員只需要選擇合適的武器 按下發射按鈕就可以了 而F35的飛行員頭盔之所以能爲飛行員提供透視機身的獨特能力 依靠的也不是什麼x射線裝置 事實上 HMDS頭盔與安裝在F35機體四周的分佈式孔徑系統攝像機擁有信號交連 這個系統可以提供周圍360度無死角的恆定圖像 也就是說 無論飛行員朝哪裏看 所有的飛行信息都會顯示在他們的眼前 就算飛行員需要執行對地攻擊任務 也不用擔心機體阻擋視野 飛行員只需要低頭朝下看 飛機下方的圖像就會顯示在頭盔顯示器中 此時飛行員只需要點擊側操縱桿的一個指示器 就可以標記新的目標位置 然後數據鏈系統就會允許飛行員把目標的精確座標 迅速傳給執行同一任務的轟炸機或者戰鬥機 這個功能不僅在戰鬥中非常有用 對艦載垂直起降戰機 在航母上垂直降落和在夜間進行起降都有幫助 而通過安裝在頭盔前的夜視攝像機 f35頭盔還可以把飛行和目標信息疊加在原有的夜視畫面上 能做到這一點呢 實際上是非常難得的 平常對夜視儀感興趣的朋友應該都知道 幾乎所有的夜視材質都會限制使用者的視野範圍 事實上 f35飛行員頭盔的先進性能 還遠不止這些 就拿頭盔顯示畫面範圍校準來說 此前大多數戰機的頭盔顯示器都要求飛行員 在每次佩戴頭盔後進行人工校準 Fa18大黃蜂和F16戰機先前使用的GHMCS聯合頭盔顯示系統就是如此 因爲頭盔顯示畫面總會受到飛行員的觀察方向修正 當戰機作戰次數多了之後 飛行員的目視範圍與頭盔顯示範圍 就會逐漸產生偏移和誤差 但F35戰機的飛行員是不需要自行校準畫面的 因爲美軍在F35的駕駛艙安裝了磁場發聲器 這種裝置會根據座艙內的磁場來檢測頭盔方向 一旦頭盔在這個磁場中運動 頭盔上的接收器就會測量接收到的磁通量 如果頭盔顯示的畫面方向與實際指向有差異 自動校準功能就會立刻啓動進行修正 不僅如此 頭盔上的攝像機也能確保圖像正確輸出在飛行員注視的方向上 因爲攝像機會按照一定的頻率截取飛行員所看到的實時圖像 並將截取畫面與固定在遮光目鏡上的實時圖像進行對比 如果這兩張照片有一點點出入 系統也會自我校正 從而確保視線與顯示畫面一致 F35戰機的頭盔既實現瞭如此強大的功能 背後自然也凝聚了相當多的研發精力 它的造價也因此水漲船高 達到了驚人的40萬美元 HMDS頭盔爲F35飛行員的重要裝備 在美軍最初進行裝備立項時就有很高的設計要求 首先 作爲一款飛行員頭盔 不論功能有多麼先進 都必須具備承受飛機機動過載的能力 最低標準也要有8個G 並且顯示面罩必須要絕對清晰 以保證飛行員能夠隨時的準確判讀 如何才能做到如此優秀頭盔的顯示呢 美軍爲此提出了雙目顯示 高亮度及寬視場的顯示要求 頭盔顯示出來的圖像呢 必須是全方位 高精度 低延遲的360度畫面 此前F16使用的GSMCS頭盔顯示系統 就存在畫面中的資訊符號亮度過高 導致飛行員視野受阻的問題 並且舊款頭盔系統缺乏個性化的定製空間 不論是透明度還是切換模式都不自由 正因如此 F35的HMDS頭盔就着重強調了個性化定製空間 飛行員現在可以自由切換資訊顯示的透明度 並且大幅減少切換不同模式所需要的時間 其實除了上述的電子性能之外呢 頭盔自身的防護性能也要優秀 一旦戰機遭遇緊急情況 飛行員需要進行彈射逃生時 這種頭盔必須要能保證飛行員的頭部安全 與此同時呢 作爲一種要被飛行員佩戴的裝備 其佩戴舒適性也是很重要的一環 這就意味着頭盔整體重量必須要輕 頭盔內部的空間也必須要合適 不能太緊湊 也不能太鬆散 這樣才能儘量減少駕駛員疲勞感覺 爲了做到這一點 第三代HMDS頭盔使用了許多既先進又節省資金的生產工藝 例如先對飛行員的頭型進行掃描 建立一個仿生3D模型 然後再根據掃描數據製造出輕便的聚本乙烯窺內襯墊 襯墊和頭盔結合之後 飛行員頭頂承擔的重量能夠降低到2.1公斤 並且襯墊朝向飛行員一側的形狀會很貼合 但朝向頭盔表面的內側又很通用 可以便利的裝進任何一項HMDS頭盔中 這種設計的好處呢 不僅僅是在於提升飛行員的頭盔佩戴舒適性 也極大節約了該系列頭盔的生產成本 因爲一名F35飛行員 不論是被分配到哪個中隊 都只需要攜帶自己專屬的襯墊轉移即可 並不需要運輸擁有衆多精密儀器的頭盔本體 而且減少了頭盔的運輸環節 也能防止中途損壞引發的故障 除了上述幾點之外呢 頭盔內部各種傳感器性能也相當重要 因此 這款裝備的研製主要是由VSI視覺系統國際公司和洛克希德馬丁負責的 而說到這裏啊 就不得不提一下F35的前輩F22 也正是因爲從F22飛行員頭盔研發中積累的經驗 人們今天呢才能看到HMDS頭盔 其實在2023年4月時 美空軍第46師飛中隊就同F22戰鬥機的飛行員一起 對美空軍的下一代固定翼頭盔進行了測試 根據參與測試的飛行員表示 新款飛行盔的人機功效 態勢感知能力以及通信能力都得到了加強 由於頭盔的重心分佈得到了優化 飛行員佩戴起來也會更舒適 在附加設備方面 這款頭盔也預留了加掛空間 例如夜視儀 支架和整蠱籃 而美軍之前的使用的HGU55飛行盔甚至還需要單獨用電鑽打孔以固定支架 但這款新款頭盔的儀器整合力度似乎還是沒有F35的HMDS頭盔那麼強 並且沒有直接在頭盔裏預置必要的電子元件 從這個層面來看呢 新一代頭盔的造價應該也是無法達到40萬美元的 其實說到這裏 F35頭盔爲什麼這麼貴 答案其實已經很明顯了 那就是因爲飛行頭盔的特殊要求太多了 由於這種頭盔的許多功能 除了美國的先進戰機之外都用不上 甚至無法通過其大規模量產的方式來降低單個頭盔的生產成本 而如果這些頭盔的生產數量太少 又要專門爲這些裝備去研發新功能 就會在資金投入上遭遇編輯效應遞減的問題 要花成倍的錢才能在某一功能上突破一小步 至於花費40萬美元研製一款頭盔到底值不值 也歡迎各位在評論區留言 下期的那是爲什麼欄目 讓我們來探討一下蘇聯和俄羅斯的航母發展情況 與很早就使用核動力航母的美國相比 爲什麼俄羅斯遲遲沒有啓動核動力航母呢 感謝您的陪伴 我們明天不見不散