9月30日，美國(guó)空軍公布了今年5月19日F-35A戰(zhàn)斗機(jī)墜機(jī)事故調(diào)查報(bào)告。報(bào)告認(rèn)為，此次墜機(jī)并非由飛機(jī)自身機(jī)械故障引發(fā)，而是由飛行員疲勞駕駛、訓(xùn)練不足、飛控軟件邏輯缺陷、供氧系統(tǒng)、頭盔顯示器等綜合因素導(dǎo)致的。其中，主要問(wèn)題出在與F-35A配套的頭盔顯示器上。這款凝聚了最尖端科技的頭盔，怎么就成了事故的罪魁禍?zhǔn)琢四兀?/p>

“先進(jìn)頭盔顯示系統(tǒng)”

隨著航空技術(shù)的飛速發(fā)展，戰(zhàn)斗機(jī)變得越來(lái)越復(fù)雜，座艙內(nèi)各種儀表變得越來(lái)越多。這在空戰(zhàn)中產(chǎn)生了一個(gè)嚴(yán)重問(wèn)題：當(dāng)飛行員目光在艙內(nèi)儀表盤(pán)與艙外之間來(lái)回轉(zhuǎn)換時(shí)，不僅需要頻頻抬頭、低頭，而且眼睛的焦距需要一定時(shí)間才能調(diào)整過(guò)來(lái)。這種狀態(tài)不僅很容易讓飛行員感覺(jué)疲勞，而且在近距離格斗空戰(zhàn)時(shí)可能會(huì)耽誤事。

有鑒于此，人們發(fā)明了平視顯示器，可將機(jī)載各種傳感器采集到的信息，轉(zhuǎn)化成圖像、數(shù)字或符號(hào)，通過(guò)光學(xué)組件投射到平視顯示器透明玻璃板上。如此一來(lái)，飛行員在透過(guò)座艙前風(fēng)擋玻璃觀察外部時(shí)，能同時(shí)看到這些顯示飛機(jī)狀態(tài)的重要參數(shù)，就避免了瞬時(shí)視覺(jué)中斷，導(dǎo)致反應(yīng)遲緩、操作失誤、錯(cuò)失戰(zhàn)機(jī)等一系列問(wèn)題。

F-35戰(zhàn)斗機(jī)的頭盔顯示系統(tǒng)不僅昂貴復(fù)雜，外形也是相當(dāng)炫酷

但平視顯示器也有缺陷，那就是其投射在透光玻璃上的圖像、數(shù)字和符號(hào)在遇外界強(qiáng)光照射時(shí)的辨識(shí)率不高，而且平視顯示器只有飛行員緊盯座艙前方時(shí)才能發(fā)生作用。于是，美國(guó)便琢磨著將平視顯示器功能集成到飛行員頭盔上，讓成像玻璃與頭盔面罩合二為一，相當(dāng)于將傳統(tǒng)的平視顯示器掛在飛行員眼前。這樣的話，無(wú)論飛行員將頭部轉(zhuǎn)向哪里，都能實(shí)時(shí)掌握相關(guān)飛控和火控信息。

F-35戰(zhàn)斗機(jī)配套研發(fā)的HMDS“先進(jìn)頭盔顯示系統(tǒng)”根據(jù)每位飛行員的頭形、瞳距等參數(shù)而量身定制，系統(tǒng)總重量約2.2千克左右，由碳纖維盔體、主動(dòng)降噪耳機(jī)、夜視攝像機(jī)、顯示面罩、顯示單元、顯示管理計(jì)算機(jī)以及將圖像和符號(hào)投影到飛行員眼睛里的一系列電子組件及透鏡組件共同組成，其造型相當(dāng)“科幻”。

F-35的先進(jìn)頭盔顯示系統(tǒng)在夜間是以綠光顯示數(shù)據(jù)，看久了會(huì)導(dǎo)致眼睛疲勞

 連鎖反應(yīng)導(dǎo)致事故

實(shí)事求是地說(shuō)，F(xiàn)-35的“先進(jìn)頭盔顯示系統(tǒng)”為高科技飛行頭盔樹(shù)立了一個(gè)新標(biāo)桿，是各國(guó)奮起直追的目標(biāo)。但是，這并不意味著這款先進(jìn)裝備是完美無(wú)缺的。

今年5月19日晚間，隸屬于美國(guó)空軍第33戰(zhàn)斗機(jī)聯(lián)隊(duì)第58戰(zhàn)斗機(jī)中隊(duì)的1架F-35A戰(zhàn)斗機(jī)在完成夜訓(xùn)科目后，于21時(shí)25分開(kāi)始降落。由于飛行員的頭盔顯示器未被校準(zhǔn)，投影中的地平線沒(méi)有與真實(shí)地平線重合，導(dǎo)致這架F-35A的進(jìn)場(chǎng)迎角僅5.2度而不是正常的13度，接近速度高達(dá)374千米/小時(shí)，比F-35A的正常進(jìn)場(chǎng)速度快了92.6千米/小時(shí)。由于夜間光線不足，頭盔顯示器的綠色泛光使飛行員無(wú)法看清跑道燈光，直到接地前一刻才發(fā)覺(jué)不對(duì)，飛行員才試圖進(jìn)行緊急修正。

不過(guò)，他已經(jīng)錯(cuò)失了最佳糾錯(cuò)時(shí)機(jī)，F(xiàn)-35A以三輪同時(shí)觸地的姿態(tài)接地，前起落架在重落地中彈起，導(dǎo)致機(jī)頭急劇上揚(yáng)。飛行員推桿試圖壓低機(jī)頭，結(jié)果再次引發(fā)前起落架彈跳，戰(zhàn)機(jī)進(jìn)入一系列“越來(lái)越猛烈地”俯仰振蕩中。這種糟糕的情況持續(xù)了5秒鐘，F(xiàn)-35的飛控軟件在飛行員的連續(xù)前后推拉桿操縱輸入中“變得飽和且反應(yīng)遲鈍，最終使平尾后緣向下壓低機(jī)頭”。此時(shí)飛行員已經(jīng)決定終止降落，開(kāi)啟加力拉桿復(fù)飛，但飛控軟件仍處于“死機(jī)”狀態(tài)，未能偏轉(zhuǎn)平尾抬起機(jī)頭。無(wú)奈之下，飛行員彈射逃生，失去控制的F-35A戰(zhàn)機(jī)在跑道上翻滾起火，并最終爆炸。

頭盔前上方的綠色鏡頭為光學(xué)組件中的夜視攝像機(jī)

美國(guó)空軍事故調(diào)查小組認(rèn)定墜機(jī)事故的原因是飛行員錯(cuò)誤地將飛機(jī)的著陸速度設(shè)定在374千米/小時(shí)，機(jī)載飛行控制系統(tǒng)并未予以修正，甚至也沒(méi)給飛行員提示。在戰(zhàn)機(jī)以過(guò)高的速度三輪觸地導(dǎo)致“彈起”后，飛行控制計(jì)算機(jī)仍然默認(rèn)戰(zhàn)機(jī)已經(jīng)處于著陸滑跑階段，因此指令壓下機(jī)頭，與飛行員試圖糾正戰(zhàn)機(jī)狀態(tài)的拉桿動(dòng)作形成了對(duì)抗。而F-35的設(shè)計(jì)是“更相信計(jì)算機(jī)的判斷”，飛行員在這次“人機(jī)對(duì)抗”中完敗，不得不選擇棄機(jī)跳傘。

事故的根本原因在于頭盔顯示器的顯示原理，決定了它指示給飛行員的物品位置未必與實(shí)際完全一致，因此每次都要校正，消除二者之間的誤差。這項(xiàng)工作是由地勤和飛行員在起飛前共同完成的，很可能雙方在做起飛準(zhǔn)備交接時(shí)，省略了相關(guān)程序或校正有誤。由于頭盔顯示器的綠光過(guò)于刺眼，加之飛行員體力和精力下降，可能光顧著看虛擬地平線顯示了，對(duì)系統(tǒng)顯示給他的進(jìn)場(chǎng)速度、迎角等信息有所忽略，導(dǎo)致了后面的連鎖反應(yīng)。這說(shuō)明，F(xiàn)-35的“先進(jìn)頭盔顯示系統(tǒng)”雖然技術(shù)非常先進(jìn)，但仍存在一定問(wèn)題，需要進(jìn)一步完善設(shè)計(jì)，不然飛行員稍有疏忽，就會(huì)釀成事故。