美军F-35“闪电”战斗机在设计上的一大“创新”，就是彻底取消了座舱中的平视显示器，改用头盔显示器向飞行员提供关键信息。Telegram“战争之翼”频道近日发文介绍了Collins Aerospace公司研发的F-35战机第三代飞行员头盔。头盔取名“Genesis III”或HMDS Gen 3.价值40万美元。研发人员称，这样的价格物有所值，因为它是一款采用高科技的“全方位战斗机头盔系统”(HMDS)，能使飞机对飞行员透明化，其视野没有任何死角。头盔外面装有6组摄像头，可以采集和传递各个方位的图像，为飞行员展示一个四周360度的可视化合成空间。

　　高科技集合的缩影

　　F-35飞行员头盔是该型战机的核心部件之一，它采用了多种先进技术，提供了一系列先进功能，使飞行员能够更好地感知和控制战机。

　　全面感知环境

　　头盔采用先进的光学传感器和计算机技术，能够将战机周围的环境实时转化为飞行员视野内的图像，让飞行员能够全面感知战斗机周围的环境，包括敌方飞机、地面目标和障碍物等。头盔显示系统随动于飞行员的头部运动，也就是说飞行员的视线决定了显示内容。如，飞行员看向远处的另一架飞机，甚至在他看到这架飞机前，系统就会在面罩上显示出关于这架飞机的位置、身份认证等信息，并自动跟踪这架飞机。如果这架飞机被确认是敌机，那么飞行员就可以根据目标信息来选择武器，而无需在使用操纵杆的同时低头去看座舱显示器。

　　全方位目标锁定

　　头盔采用先进的雷达和红外线传感器，能够在全方位锁定敌方目标，并将目标信息实时呈现在头盔显示器上，让飞行员能够迅速识别和攻击敌方目标。

　　全方位飞行控制

　　头盔采用先进的惯性测量单元和计算机技术，能够实现全方位的飞行控制，包括战机的定位、姿态控制和自动导航等，让飞行员能够更加精准地控制战斗机。

　　全方位沟通协同

　　头盔采用先进的通讯技术，能够实现全方位的沟通协同，包括与其他战机、地面指挥中心和作战指挥官的实时通讯和协同，让飞行员能够更好地融入作战团队，实现协同作战。

　　个性化定制

　　头盔是一种高科技装备，被称为“飞行员的第二双眼睛”。由于Genesis III头盔系统非常复杂，需要根据每个飞行员的头部和眼睛的形状、尺寸进行个性化定制。全世界大约8000名F-35飞行员每人都拥有针对他(她)本人定制的头盔。

　　量身打造HMDS的过程也是高科技。首先，飞行员要戴上一个软帽，这样他(她)的头部就可以经过激光扫描，创建一幅计算机轮廓图。创建的三维图像决定了飞行员需要的头盔外形是小号的、中号的还是大号的。然后用铣床根据三维图像挖出头盔外壳内的泡沫塑料，这样就能非常贴合飞行员的头部。

　　第二步，技术人员根据头部扫描的数据定位光学系统。先测量飞行员两眼之间的距离、眼睛到遮阳罩之间的距离(出瞳距离)，以及眼睛到头顶之间的距离。出瞳距离决定了投射器保证飞行员看到图像而可以移动的范围。眼睛到头顶的距离用来定位光学系统，以获得最佳的图像尺寸。

　　为了安装遮光镜，飞行员需要戴上氧气面罩，然后可以手动微调镜片的位置。目前最新的HMDS已经到了第三代轻量化版本，相对于原本的第三代，重量从2.3千克降到了2.1千克。根据每个飞行员的头型调整后，头盔衬垫也能完整符合飞行员的人体力学，让这顶40万美元的头盔稳固地戴在飞行员头上。

　　头盔定制过程中需要进行复杂的扫描和测试，以确保头盔的视觉系统能够完全适应飞行员的头部特征，且与飞机的各种传感器、武器系统和导航系统无缝衔接。这个过程需要时间和专业技能，所以安装和调试一个飞行员的头盔视觉系统需要相当长的时间，通常需要几天才能完成。期间，飞行员要在机舱内进行数小时的头盔装配和调试，然后在地面测试系统的性能和准确性。完成这个过程后，飞行员还要进行一系列的训练和测试，以确保他们熟练掌握这个系统，并可以在飞行中有效地使用它。

　　最先进的不一定是最好的

　　F-35取消了传统的HUD平视显示器，取而代之的是所谓先进的HMDS头盔系统。然而，2020年5月19日F-35发生的一起坠毁事故，却证明它可能先进过头了，取消HUD可能是个错误。当日，美国空军第33战斗机联队第58战斗机中队的一架F-35A隐形战斗机在佛罗里达州艾格林空军基地进行例行夜间训练时突然坠毁，当时飞行员正驾驶飞机准备降落，事故之后弹射逃生。

　　5个月之后的事故调查报告显示，当时，驾驶这架坠毁F-35A的是一名飞行员教官，当时他作为长机带领一架F-35A僚机进行夜间训练。开始一切顺利，然而在降落时出问题了。由于夜间光线不足，头盔显示器的绿色泛光使飞行员无法看清跑道灯光，他没有发现头盔显示器中的地平线未与真实地平线重合，导致F-35的下滑角度过浅，飞机迎角只有5.2度，而不是正常的8度，F-35A遂以三轮同时触地的姿态接地，前起落架在重落地中反弹，使战斗机机头急剧上扬。与此同时，F-35A的进场速度也比正常速度快了92.6公里/小时，达到374公里/小时。虽然飞行员在接地前一刻发觉不对，并紧急进行修正，然而他的补救措施反而诱发猛烈的“俯仰振荡”，而F-35的飞控软件在飞行员的连续前后推拉杆中也“变得饱和且反应迟钝”。此时飞行员已经决定终止降落，开启加力拉杆复飞，但飞控软件仍处于“死机”状态，未能偏转平尾抬起机鼻。最后时刻，飞行员被迫弹射逃生，严重受伤，而F-35A则在跑道上翻滚、起火并被完全摧毁。调查报告总结事故的原因，称并不涉及飞机本身的机械故障，而是飞行员疲劳驾驶、训练不足、飞控软件逻辑缺陷、供氧系统以及头盔显示器等综合因素导致的，其中主要问题就出自头盔显示器。调查显示，在起飞前，头盔显示器没有人工校准。如果F-35仍保留HUD平显，那么这起夜间降落事故完全能够避免。

　　HMDS Gen 3头盔是一种量身定制的产品，其繁复的制作与设定过程带来的是极为高昂的造价，提高了F-35战斗机的整体成本。除了头盔造价太高外，其无法在飞行员之间互换使用的问题，也带来了明显的缺点：制作过程极为复杂，耗时很长，每一次改动、维修维护都要再次针对具体飞行员进行调教，降低了应对战场突发情况的能力。头盔一旦损坏或者丢失，就得花费大量时间和人力进行解决。问题解决之前，飞行员无法再次驾驶战机重返天空作战，严重影响整体战力，经济损失也相当可观。

　　在2.3千克重的头盔内部，安装了许多复杂的器件，这些部件非常重要，它们要保证头盔与飞行员头部达到理想的贴合。一旦头盔制作完成，飞行员就成了它的“人质”，飞行员不能改变发型，飞行员的脸部不能被打伤或发生病变，甚至不能变胖。飞行员每隔120天要检查头部与头盔的符合度，否则无法保证可视化系统的可靠工作。

　　俄战斗机专家彼得罗夫也指出，F-35战机的头盔设存在一个致命的缺陷，头盔的保护镜同时设计了4种功能，分别由夜视仪和红外探测显示仪以及雷达追踪和全机身的摄像头集成，同时头盔内部的3D成像系统会导致飞行员在超高速飞行时出现眩晕的严重情况。更为严重的是，一旦4个功能系统同时出现数据互相干扰的情况，F-35战斗机飞行员可能出现判断失误的严重情况。

　　文章最后指出，花40万美元为每个飞行员打造一件“如此脆弱的玩意儿”，在使用的过程中存在许多变数，随时可能发生难以预测的情况，“导致飞行员中止与空军的合同”。