在战机的现代化座舱之中,藏着一件看似小巧却蕴含着巨大能量的“宝贝”——平视显示器(简称平显)。它宛如飞行员驰骋于蓝天之上的“空中罗盘”,在每一次的飞行任务中,精准地指引着飞行员决胜千里之外,于浩瀚苍穹间书写胜利篇章。
时光回溯到上世纪80年代初期,那时的航空工业光电所,在没有现成的资料可供借鉴、没有成熟的经验可以参考下,毅然自筹资金,踏上了自主研制机载平显的艰难征程。
无数个日夜的辛勤付出,无数次失败后的重新站起,历经无数磨难与艰辛,他们终于成功研制出我国第一台机载平显。这一成果,就如同在荒野中点燃了第一堆篝火,那跳跃的火苗不仅照亮了前行的道路,更点燃了无数科研人员心中的希望之火。
几十年来,光电所干部职工攻克了一个又一个核心技术瓶颈,让平显技术实现了跨越式的发展。如今,“平显”家族日益壮大,成员众多,各具特色。
它不仅成功为国产战机装上了“智能视觉中枢”,让战机在飞行过程中能够更加精准、高效地获取信息,更在机载显示领域建立起了自己的标准体系,为航空、车载、模拟训练等众多领域的显示产品建设提供了坚实有力的支撑。
HUD,这个听起来有些神秘的名字,实际上就是我们所说的平视显示器。它是一种具备世界先进技术水平的机载光学显示系统,被誉为战机飞行员的“第二双眼睛”。在瞬息万变的空战中,每一秒都可能决定着生死存亡,而平显就在这关键时刻发挥着不可替代的作用。它通过独特的光学系统设计,将飞行参数、武器状态、导航信息等关键数据巧妙地呈现在飞行员视线正前方。
飞行员无需低头查看仪表,就能轻松获取所需信息,真正实现了“眼不离天、手不离杆”的作战优势。在超低空突防时,战机需要在复杂的地形和障碍物之间穿梭,稍有不慎就可能机毁人亡;在夜间作战时,黑暗的环境让飞行员难以看清周围的情况,增加了作战的难度和风险。而平显的高亮度显示与智能符号叠加功能,就像是一位贴心的助手,在黑暗中为飞行员点亮了一盏明灯。它能够有效缓解飞行员的视觉疲劳,让他们在长时间飞行过程中保持清晰的视野;同时,还能提升飞行员的态势感知能力,让他们及时了解周围环境的变化,作出正确的决策,在复杂多变的战场环境中游刃有余。
最初的HUD,功能相对单一,主要是在显示器上同步显示机上的飞行信息,就像是一个简单的信息展示板。但随着科技的不断进步,显示器能够呈现的信息越来越丰富,至少包含了以下三种模式:标准HUD飞行模式、EVS飞行模式和SVS飞行模式。
EVS飞行模式,就像是一位拥有“千里眼”的超级英雄。它使用如短波红外摄像机这样的外在传感器,这些传感器设备就像是超级英雄的特殊装备,能够穿透云雾和黑暗,将它们“看到”的地形地貌和跑道数据,通过低头显示器或者HUD显示出来,供飞行员察看。想象一下,在浓雾弥漫的天气里,飞行员驾驶着战机,周围一片白茫茫,根本看不清前方的道路。但有了EVS飞行模式,飞行员就能像拥有透视眼一样,清晰地看到前方的地形和跑道,安全地完成飞行任务。
而SVS飞行模式,则更像是人的“大脑”。它通过使用飞机上所存储的地面数据信息,配合GPS提供的地点、高度、航向、航迹以及海拔高度等数据,在“大脑”里形成一幅3D形式的地形等高线图。这幅图就像是一个立体的地图,将周围的地形地貌清晰地展现在飞行员面前。然后,这幅图会和跑道图像一起生成在显示器上,供飞行员察看。这样,飞行员就能在脑海中构建起一个立体、直观的战场环境模型,更好地规划飞行路线和作战策略。就像是一位经验丰富的将军,在战前就能对战场形势了如指掌,制定出完美的作战计划。
光电所研制的多种平显,被广泛应用于各种机型,有效提升了战机的安全性,提高了飞行员的作战效能。历经40多年的技术迭代,平显的应用领域也在不断拓展。
由光电所研制的民机视景增强系统,通过将视景增强设备(EVS)生成的跑道及其周围环境图像信息和飞行信息叠加准直成像在驾驶员正前方的平视显示器上,让驾驶员在看平显上的飞行操纵信息的同时,还能通过平显组合镜看真实外景。这样,驾驶员就能在有雾、阴雨等恶劣气象条件下,看清跑道和周围环境,顺利进行着陆或起飞。想象一下,在暴雨倾盆的天气里,机场周围一片模糊,驾驶员根本看不清跑道的位置。但有了民机视景增强系统,驾驶员就能清晰地看到跑道的轮廓和周围的环境,安全地将飞机降落在跑道上。
此外,光电所研制的AR-HUD也开始应用于汽车领域。它通过将虚拟信息与真实道路深度融合,重构了驾驶信息的交互逻辑。AR-HUD不再仅仅是一个信息显示终端,而是成为了智能汽车的空间计算交互平台。AR-HUD是一种增强现实汽车显示设备,由航空机载平显衍生而来,利用风挡玻璃成像,将车速、转速等行驶参数,导航、车道标识线、前车距离符、兴趣点信息等AR符号,投影在驾驶员前方对应位置,融合显示于外部真实视景,避免驾驶员频繁低头观察仪表,实现驾驶时“眼不离地面,手不离方向盘”,有效提升行驶时对周围环境的感知和理解,降低驾驶负担,提升行驶安全。同时,它还能根据驾驶员的驾驶习惯和路况,提供个性化的驾驶建议,有效提升了驾驶员在行驶过程中的安全性。
不仅如此,光电所研制的电子演讲台平显也在演讲台领域大放异彩。它为用户提供了更方便快捷的展示和使用方式,受到用户的一致好评。演讲者可以通过平显将文字、图片、视频等多种形式将信息展示在眼前,无需低头频繁看电脑,就能够用生动的语言展示、传达自己的观点和想法。随着科学技术的发展,平显技术也在通过AI赋能,不断突破航空领域的边界,构建起覆盖陆海空天的立体应用生态。
从战机座舱到民用驾驶舱,再到汽车、演讲台等多个领域,在这方寸之间的显示世界里,光电所凭借一方屏幕洞悉万里长空,见证着中国航空机载显示技术跨越式发展,更以自主创新技术,推动航空工业发展。未来,光电所将持续突破创新边界,以更智能、更融合的显示解决方案赋能千行百业,书写新时代航空报国崭新篇章。

