Шлем глаз бога

«Божий глаз»: зачем пилоту шлем с дополненной реальностью

Яркий пример — шлем военного летчика. Невероятно сложное и дорогое устройство, возможности которого граничат с фантастикой. С таким шлемом пилот сможет смотреть сквозь самолет, летать без приборов и атаковать цель поворотом головы.

Зачем это нужно

Во время полета военному летчику приходится выполнять множество функций: смотреть на показания приборов, вести переговоры с командным центром, следить за обстановкой в воздухе. В случае обнаружения противника — выполнять наведение на цель, отслеживать ее и вести огонь. Учитывая, что скорости современных истребителей-перехватчиков намного превышают скорости гражданских самолетов, летчик попросту не успевает следить за всем.

Для того чтобы вся необходимая информация была перед глазами пилота, придумали нашлемную систему целеуказания и индикации. Благодаря современным технологиям, такие системы стали реальностью. Но как без них летали раньше?

С чего все начиналось

В 1968 году американский учёный Айвен Сазерленд разработал первый шлем дополненной реальности. Шлем проецировал перед глазами оператора примитивные фигуры. Гаджет был настолько тяжелым, что его приходилось подвешивать к потолку, а за грозный вид он получил название «Дамоклов меч». Спустя год ВВС США представили The Super Cockpit — очки, на которые выводилась информация о полете: скорость, положение самолета и прицел. Эта технология добралась до летательных аппаратов лишь в конце 80-х.

Пока шла разработка нашлемных систем, самолеты стали оснащать стационарными ИЛС — индикаторами на лобовом стекле. ИЛС состоит из электронно-лучевого прибора (ЭЛП) и оптической системы. ЭЛП проецирует изображение на стекло перед пилотом. Туда выводится информация о положении самолета в пространстве, метки союзных и вражеских целей, скорость и высота полета, остаток топлива и многое другое.

ИЛС значительно снизила информационную нагрузку на пилота. Не нужно отвлекаться на приборную панель или цифровой экран: основные показатели прямо перед глазами. За рубежом ИЛС называется HUD — Head-Up Display, дословно — экран для работы с поднятой головой. В СССР первым самолетом с ИЛС был истребитель-бомбардировщик МиГ-27К.

Чтобы летчик не терял драгоценное время, фокусируя взгляд то на картинке, то на небе, ЭЛП проецирует изображение в бесконечность. Когда пилот смотрит вперед, индикаторы всегда находятся перед глазами. Это уменьшает время реакции и снижает нагрузку на глаза, что крайне важно: исход воздушного боя могут решить доли секунды.

Что используют сейчас

Постепенно ИЛС модернизировали. Первые модели плохо отражали свет и обладали узким полем обзора, поэтому на больших скоростях пилотирование становилось опасным. Размер увеличивать дальше тоже было нельзя: прибор мешал катапультироваться. Вскоре появились ШКАИ — широкоугольные коллиматорные авиационные индикаторы. Их поле обзора немного больше, размеры — меньше, а информация на экране читается лучше.

Читать еще:  Заговоры обереги

Что происходит, когда самолет вышел в назначенный квадрат и обнаружил противника? Необходимо указать цель и навести на нее ракеты. Для этого в современных истребителях используется нашлемная система целеуказания. В состав НСЦ входит визирное устройство. Оно проецирует метку прицела на маленькое стекло перед глазом и отслеживает направление взгляда пилота. У нас такую НCЦ впервые установили на истребители МиГ-29 и Су-27.

Как работает НСЦ? На шлеме пилота установлены маленькие излучатели, а в кабине самолета — датчики. При повороте головы датчики определяют движение и передают команды на тепловую головку самонаведения ракеты. Она повторяет движения головы и смотрит туда же, куда и пилот. У такой системы два огромных плюса: быстрое наведение и возможность пустить ракеты в любую сторону.

Спустя 30 лет нашлемная система целеуказания стала прообразом системы виртуальной реальности HTC Vive. Только вместо шлема — гарнитура, вместо датчиков в кабине — базовые станции, которые отслеживают перемещение пользователя по комнате, а вместо визира перед глазами — джойстики в руках.

Что появится в будущем

«А что, если объединить ИЛС и НСЦ?» — подумали инженеры и разработали НСЦИ — нашлемную систему целеуказания и индикации. Пилоту больше не придется смотреть на приборы: все находится перед глазами, куда бы он ни повернул голову. Сначала такие шлемы будут использоваться в самолетах-истребителях и некоторых вертолетах.

Такой шлем уже применяется в самолетах F-35 Lightning II. Это истребитель пятого поколения, разработанный американской компанией Lockheed Martin. На шлеме установлена система Helmet Mounted Display System (HMDS). С ее помощью пилот может смотреть «сквозь» самолет, обнаруживать цели ночью и приближать изображение. Как же работает это чудо техники?

В разных точках фюзеляжа установлено 6 инфракрасных камер CCD-TV. Они передают видео на бортовую систему DAS, которая собирает информацию с других датчиков и совмещает ее с изображением. Это может быть информация об объектах на земле, дружеских и вражеских самолетах, их траектории полета и т.д. Данные накладываются на картинку в виде меток, линий и символов. Вот как это выглядит:

Готовое видео в реальном времени передается на шлем пилота. Куда бы он ни повернул голову, он будет видеть четкое изображение окружающей обстановки. Днем или ночью, в дождь или туман. Когда пилот смотрит вниз, он видит не пол кабины, а горы, моря и поля. Смотрит назад — и видит не кресло, а небо и землю. С таким шлемом любой почувствует себя сверхчеловеком. Поэтому HMDS прозвали «Божий глаз».

Пилот может приближать и отдалять изображение, чтобы рассмотреть объекты. А раз камеры инфракрасные, то отпадает необходимость в приборе ночного видения, который усложняет конструкцию и мешает обзору. Чтобы противник не смог засечь F-35 по этим камерам, их закрывают граненым сапфировым стеклом.

Бортовой компьютер автоматически распознает своих и чужих. Когда он видит несколько целей, то классифицирует их по уровню опасности и соответственно распределяет ракеты на борту F-35. Потом захватывает цели и не отпускает, даже если они остались позади. Пилоту лишь остается голосом отдать команду на пуск.

Читать еще:  Одолень трава оберег значение

У шлема с HMDS есть недостатки. Каждый экземпляр делают под одного пилота, с учетом анатомии его головы. Связано это с тем, что визор должен находиться точно в 2 мм от зрачка. Если пилот уходит со службы, ВВС придется платить за разработку нового шлема. А стоит он 400 тысяч долларов.

Еще один недостаток НЦСИ — большой вес. Например, российская система в облегченном варианте весит 2 кг. Мало? При маневрировании перегрузка, которую испытывает летчик, достигает 9 единиц. То есть 2 кг превращаются в 18. Такой вес может привести к серьезным травмам и при катапультировании. В связи с этим ВВС США даже разработали тренажер для укрепления мышц шеи пилотов.

Лётный шлем пилота F-35 по цене элитного особняка

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.

Читать еще:  Амулет богатства

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:

Шлем пилота F-35 даёт своему пилоту «Взгляд бога» и стоит 770 тысяч долларов

В менее экономически доминирующих странах, нежели Соединённые Штаты, большие закупки военных технологий, как правило, привлекают к себе немало внимания. В Австралии, к примеру, 12-миллиардная сделка по приобретению 72 сверхпродвинутых истребителей F-35 вызвала крупный политический скандал. Но даже меньшая цифра недавно подняла переполох: 55 миллионов долларов – именно столько Австралия потратит на оснащение пилотов F-35 шлемами, каждый из которых стоит 770 тысяч долларов.

Шлем критически важен для пилота современного истребителя, и заключает в себе некоторые из самых продвинутых сенсорных и дисплейных технологий в мире. По словам генерала ВВС США Майка Хостеджа, он даёт пилоту «Взгляд бога» на то, что происходит на земле.

Шлем справляется с этой задачей потому, что его функции напрямую встроены в дизайн самого самолёта. В отличие от практически всех боевых истребителей прошлых поколений, F-35 не использует технологию HUD-дисплея в самолёте, вместо этого полностью передавая её шлему пилота. Это означает, что самолётом фактически невозможно управлять без шлема – но также означает, что HUD остаётся перед глазами пилота, куда бы он не посмотрел.

Объём внутренних коммуникаций в современном истребителе просто запределен. Шлем динамически отслеживает движения головы и глаз пилота, чтобы понять, что именно он должен в данный момент показывать, затем запрашивает внешние сенсоры о конкретных данных, затем обрабатывает их и добавляет к визуальной информации HUD элементы – такие как индикаторы цели и метки «свой-чужой», а затем в реальном времени транслирует эту информацию пилоту.

Но самый большой прорыв новых шлемов F-35 – в их возможностях по наблюдению за поверхностью земли. Каждый истребитель оснащён шестью системами Distributed Aperture Systems (DAS), которые собирают информацию о поверхности внизу и воздушном пространстве вокруг самолёта. Эти данные обрабатываются и на них накладываются различные дополнительные слои информации – например, различные метки и траектории. Когда пилот смотрит вниз, дисплей шлема показывает ему необходимую информацию о поверхности внизу. Когда пилот переводит взгляд вверх – шлем показывает актуальную тактическую информацию об окружении.

Разумеется, настолько мощный визуальный аппарат невозможно уместить в устройство вроде обычного Oculus Rift – каждый шлем создаётся для конкретного пилота с помощью детального 3D-сканирования его головы, и потому его не может носить никто, кроме него. Инженеры проводят крайне тщательные оптометрические измерения, чтобы шлем мог удерживать свой дисплей перед глазами независимо от того, куда и как смотрит пилот. Всё это означает, что если пилот истребителя выйдет в отставку, он не сможет передать свой шлем преемнику – военные силы будут вынуждены заплатить за создание нового образца.

Источники:

http://hi-tech.mail.ru/review/helmet-fighter-aircraft/
http://topwar.ru/69957-letnyy-shlem-pilota-f-35-po-cene-elitnogo-osobnyaka.html
http://gearmix.ru/archives/18498

Ссылка на основную публикацию
Статьи на тему:

Adblock
detector