文|鋒芒FM
玻璃化座艙已成為現代化戰鬥機的標配,一二代及早期三代戰鬥機,駕駛艙內布滿各種旋鈕及儀錶盤,飛行員不僅需要讀取儀錶盤上的各種信息,還需要通過數以百計的旋鈕開關來控制戰鬥機。
玻璃化座艙的特點是用大塊顯示器替代機械儀錶盤和旋鈕開關,減輕飛行員飛行壓力的同時也能有效提升飛行員對戰鬥機的控制以及對信息的讀取效率。
現代化戰鬥機通常會安裝一兩塊或三塊顯示器,理論上顯示器的數量越多或是顯示器越大,能夠替代的機械儀錶盤或開關旋鈕就越多。
目前各種液晶屏幕已經是日常必不可少的用品,有的屏幕甚至達到了幾百寸,雖然戰鬥機採用的屏幕「魯棒性」要更高一些,但這種屏幕也不是什麼難以生產的產品,因此新型戰鬥機通通都換上了大塊屏顯。
屏顯替代儀錶盤和旋鈕開關已經有幾十年的時間,但這些屏幕仍然是有操作按鍵,這些按鍵大都在屏幕的下方。早在上世紀70現代觸控螢幕就已經出現,那個時候戰鬥機還都是滿目的儀錶盤,那麼為什麼戰鬥機採用大塊屏顯後沒有直接使用觸控螢幕,而是使用了看起來有點落後的獨立按鍵呢?
事實上F-22戰鬥機研發之初就考慮過使用觸控螢幕,不過當時觸控螢幕採用的是電阻式觸摸技術,也就是通過按壓時導致的電阻變化來分辨按壓的具體位置從而做出反應。
不過戰鬥機經常處於高過載狀態,這種狀態下屏幕有出現變形或飛行員身體誤觸的情況發生,出於穩定性考慮,F-22最終放棄了觸控螢幕。
電阻屏之後就是手機等電子產品常用的電容屏,電容屏的原理是通過按壓時產生的生物電信號來進行按壓坐標定位,電容屏的優點是可以有效防止誤觸,不過有一個問題是,飛行員通常會佩戴手套駕駛戰鬥機,戴上手套後飛行員按壓屏幕不會產生生物電信號,屏幕也就不會產生有效及時反應。
目前最新型的屏幕是聲波觸屏和紅外觸屏,這種屏幕的原理是在屏幕表面持續發射信號,當手指放到一個點上後會阻斷信號,系統也就可以判斷出按壓的坐標,這種屏幕即便佩戴手套也可以操作,而且還能夠有效防止誤觸,因此後來研發的F-35戰鬥機開始安裝紅外觸屏。
不過F-35的屏幕並不是整體的,而是由兩款分屏組成,這樣做的目的是為了防止屏幕出現故障後直接失去對戰機的部分控制,一塊屏出現故障後還可以用另一塊分屏操作戰機。
我國最新的兩款戰機同樣採用了紅外觸控螢幕,但卻是單巨屏設計,這種屏幕與我國戰機人機互動界面的設計特點有關。
我國新型戰機採用的單巨屏,屏幕界面分為三個區域,分別展示不同的信息,這種顯示由三塊單獨的分屏也可以達到相同的效果,不過三個單獨分屏會有各自的邊框顯然會佔用更大的空間,單巨屏的優勢就是人機互動更加簡潔化,同時也體現出對國產單巨屏穩定性的信心。
我國這套顯示系統不僅可以通過觸摸模式操作,更是可以通過語音完成各種指令的下達,這種設計對飛行操控效率的提升是顯而易見的。