洛马公司分布式孔径红外传感器在V,军用直升机

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摘要:[法国《防务宇航》2007年6月18日报道]英国Selex传感器和机载系统公司将在2007年的巴黎展上演示其唯一的增强视觉系统。客户将能够观看到EVS系统的核心组件,并能目睹可为机组人员提供

[法国《防务宇航》2007年6月18日报道] 英国Selex传感器和机载系统公司将在2007年的巴黎展上演示其唯一的增强视觉系统。客户将能够观看到EVS系统的核心组件,并能目睹可为机组人员提供当今最新和最先进的增强态势感知的图像处理演示。

2019年4月15日,美国洛马公司宣布其 “领航分布式孔径传感器”系统已于3月在贝尔直升机公司V-280倾转旋翼机上完成首次飞行测试。PDAS系统是一种多功能传感器系统,在机体各处布置6个红外传感器,通过开放式架构处理机与机组人员头盔和驾驶舱显示器互连,可在高速、战术相关飞行环境中运行,为载机实时生成球形高分辨力红外图像,以提高载机的态势感知和生存能力。飞行测试表明,该系统能同时覆盖多个独立显示器,使机组人员能使用系统提供的全天候领航图像,而机上搭载的地面部队则可通过查看环境发现战术信息和威胁。目前该系统能同时为2个用户生成图像,最终将可同时支持多达6个用户,其中包括其他飞机的驾驶员和地面的任务指挥官。洛马公司还为该系统规划了能力升级,将演示额外的一体化生存力套件,例如“多模式传感器融合”。MMSF融合来自多类传感器的数据,以在降级的视觉环境中恢复机组人员态势感知,并实现在GPS拒止区域的导航。

The development of military helicopter'avionics technology 在最近15年内的几次局部战争和近几年的南斯拉夫和伊拉克现代化战争中,由于表现出色,军用直升机越来越显示出其作为一种高效武器平台的潜力:高效能的反坦克和保卫海上禁区、影响其他战术态势的能力。因此,军用直升机也是目前世界各国武备发展计划中的重要内容,世界各国对军用直升机的需求也急剧增加。据统计,从20世纪80年代到90年代,世界军用直升机所占军用飞机总数的比例由33%上升到35%,预计到2005年,这一比例至少上升至40%。各国直升机开发制造商为争夺世界直升机销售市场展开了激烈竞争,并进一步推动了直升机性能的进一步改进。现代军用直升机的航空电子系统已经渗透于在各种气象条件下安全、有效地完成各种机动飞行、执行各项作战任务的全部方面,它既覆盖了飞机的通用航空电子系统方面,如通信、导航、航空电子系统管理和飞行控制系统,也包括飞机的任务航空电子系统,如目标探测、显示、武器管理和可生存性系统。这方面的技术发展主要包括:●开放式系统结构综合技术航空电子系统在现代武装直升机中的占有举足轻重的地位,这不仅是因为航空电子系统在提高飞机作战效能中的作用,也是由于航空电子系统的采购、使用和维护成本在整个直升机成本的比例越来越高。据统计,1960年在陆军直升机单机出厂成本中航空电子系统占10%,但目前这个比例已增加到55%,预计到2010年,先进直升机航空电子成本占单机出厂成本的比例要达到70%。开放式航空电子系统结构是美国在20世纪90年代提出来的,称为开放系统开发创意计划,并在美国海军的AV-8B开放系统核心航空电子计划和F/A-18先进任务计算机和显示器计划中首先得到实现。美国陆军的航空科技界与国防高级研究计划局、波音公司以及其它的工业界同行也正在进行一项旋翼机开放式航空电子系统计划。ROSA标准是一种基本上以现有的、大量的商用产品就能实现的适用于武装直升机的先进的嵌入式任务处理结构。该计划的主要目的是通过减少对定做的电子系统以及那些享有专利权的接口的依赖,来提高任务航空电子系统经济可承受性。另外,采用商用货架产品和开放式系统也会改进系统性能和可升级能力。另外,航空电子系统重量、体积和功耗相对于目前的系统也会显著降低。目前ROSA的顶层结构设计方案已基本上完成,美国陆军已开始陆续在许多项目中推广使用ROSA设计思想,如RAH-66"科曼奇"的项目管理者决定在批生产前转向ROSA标准和规范。"科曼奇"刚刚进入工程制造和发展阶段,其航空电子系统已采用综合航空电子系统联合工作组定义的标准和航空电子系统结构,包括PI总线、高速数据总线、SEM-E模块等。但是这些标准在市场上并不被广泛接受,而且有些产品已不在生产。分析表明,如果采用ROSA选择和推荐的标准将会大大降低采购成本,全部1200架飞机在30年的使用期限内预计可节约数十亿美元的费用,而且还有助于提高性能。此外,AH-64D"阿帕奇"、UH-60"黑鹰"和CH-47"支奴干"的改进或寿命周期费用降低项目也将实施ROSA思想。在工业界的参与下,该项目还将产生一种直升机技术系统结构。开放式系统结构在很大程度上解决了航空电子系统面监临的许多难题,未来新一代武装直升机采用开放式航空电子系统结构是大势所趋。●高性能夜视夜瞄技术随着飞机、武器性能、隐身技术和电子对抗技术的发展,军用直升机常常执行夜间、恶劣气象条件下的对地攻击或空战,改善军用直升机的探测系统,可以增强航空电子系统的隐身和反隐身能力,提高飞行员对战场态势环境和攻防情况的感知能力,增强飞机攻击、防御的自主性。夜视、夜瞄系统是一种提高飞机夜间视觉能力的探测传感器,用于截获近、远距战术目标,并对目标提供跟踪和照射。目前,提高在夜间条件下视觉能力的设备不外乎两种:微光夜视和红外夜视,两类设备各具特点,技术互补,每类设备都能够发现某些独有线索。瞄准系统用于根据探测系统的输入信号,进行火控解算,为武器系统提供各种不同的瞄准方式,夜间飞行作战以头盔安装形式为主。1.微光夜视镜技术又称像增强器型显像管技术,可利用目标场景反射的微弱光线,经放大和增强后提高显示图像性能,大大增强了直升机的夜战能力。安装在头盔上的双目NVG与TV和IR成像显示器不同,它可使飞行员以自然的方式进行观察,它的成本只有热成像仪的几分之一。目前已发展到第三代。美国基于NVG设计的飞行员夜视成像系统一直在改进之中,1985年第一部ANVIS AN/AVS-6交付美国陆军使用。1992年,在汲取"沙漠风暴"行动教训的基础上,又将NVG改进为AN/AVS-7与平视显示器融合(ANVIS/HUD)的模式,以允许飞行员将更多的精力用于观察座舱外部,而减少查看仪表板的时间。一种置入摄像机的NVG正在积极开发之中,编号为AN/AVS-9。飞行员能够记录视场图像,用于指挥作战、训练或轰炸效果评估。但改进性能会增大头盔的尺寸和重量,因此,降低重量工作也一直在同步进行。早期AN/PVS-5系列重量高于900克,AN/AVS-6双目型降低至590克,而最新AN/AVS-9双目型的重量只有540克。俄罗斯东方科学生产集团夜视器件设计局的工作人员已研制出OVN-1直升机夜视镜,其特性与西方的一些成熟的产品,如AN/AVS-6 ANVIS系统相仿。它卡托德科学生产集团基于国产电路和材料制造的用于NVG的第三代光电转换器--现在世界上只有美、俄两国能批量制造这种光电转换器,卡莫夫设计局已解决了OVN-1夜视镜与直升机照明设备的兼容性问题,不久前已在卡-52直升机上作了试飞。OVN-1夜视镜虽然仍在研制之中,但已经受了全面的试验,结果表明这种NVG舒适、安全、可靠,足以胜任工作。2.红外探测技术红外探测技术适用于要求采用无源传感器技术的战术环境,夜视能力强,隐蔽性好,体积小,重量轻,抗电磁干扰能力强,是提高全天候昼夜作战能力的重要手段。它工作在目标温度辐射的中、长波红外波段,经光电转换,转变成可见图像。红外热像仪以其优异的性能成为当前航空电子技术领域中最活跃、发展最迅速的高技术产品。目前,该系统已由第一代的光机扫描型发展到第二代的焦平面阵列成像型。美国陆军正在开展一项先进技术验证计划--"先进直升机目视领航"计划,该计划将验证多传感器信息融合技术,也就是将第二代FLIR提供的信息与像增强器的成像加以融合。将采用一部第二代FLIR、一部第三代高分辨率I2和一部带头部转动跟踪器的头盔显示器,将传感器安装于随动于飞行员头部的转塔上,使得飞行员既能够看到各个传感器的成像,又能够看到一个实时融合成像;系统可充分利用各种探测系统的数据,为飞行员提供及时、有用的战场态势感知信息,预计目标探测的清晰度和作用距离提高了50%以上,以用于RAH-66"科曼奇" 直升机夜视驾驶系统和AH-64D"阿帕奇" 直升机改进型上。3.瞄准系统头盔瞄准系统的一端与机上多种传感器和机载计算机相连,另一端与飞行员的感观器官相连,克服了HUD视场只局限在机轴附近小范围,头部偏移就看不到火控信号和导航信息的缺点,尤其适用于夜间飞行作战,战场的夜视图像通过头盔显示器呈现在飞行员眼前,而不需要俯视座舱显示器,能够更有效地保证低空飞行安全,提高飞机的战斗力。HMS现已发展到第三代,包括装备于RAH-66"科曼奇"上的头盔综合显示瞄准系统和欧洲"虎"综合头盔系统上的头盔瞄准分系统,采用双目镜设计,提高了目视灵敏度、对闪光反应时间、低照度和低对比度下目标的探测、识别性能;综合视觉系统和TADS可提供广域目标探测、识别和照射,目前最多已达到将100个目标保存,自动跟踪12个目标。目前,对军用直升机的显示/瞄准系统的改进改型正在计划中。以"阿帕奇"直升机为例,该机采用的目标探测与照射系统/驾驶员夜视系统(TADS/PNVS)共包含26个外场可更换单元和9000多个部件,在使用和维护费用中,TADS/PNVS部分占到的30%以上。在飞机所出现的严重事故中,大约有一半与FLIR的性能有关,为此,美国陆军计划用一种被称作现代化的TADS和现代化的PNVS来改装其所有的"阿帕奇"飞机,采用外场可更换模块来替代目前的LRU,以增加可维修性。美国陆军预计在今后20年里至少会节省与使用和维护相关的费用9.5亿美元,平均故障间隔时间由523小时提高到1400小时。2003年3月完成该现代化的传感器的工程与制造发展阶段后,2005年获始发作战能力。俄罗斯的卡-50和卡-52装备了乌拉尔光学机械生产集团用于夜间精确瞄准和发射导弹的Samshit-50热成像观察/瞄准系统,该公司还发展了若干新一代系统,统称为陀螺稳定光电系统。GOES系统采用多通道设计方案,可同时安装高亮度TV通道、低亮度TV通道、热成像通道、激光测距仪或激光测距/照射器、激光照射探测器、武器控制激光束系统、IR测向仪等光电模块功能。目前,GOES的出口型在Samshit-50热成像监视/瞄准系统的基础上综合了法国SAGEM公司的IR成像仪、俄罗斯克拉诺高斯基·柴伏特生产集团的激光束武器控制系统和UOMZ集团的激光测距仪/照射器,可达到夜间目标探测距离5千米,LBWC的有效距离6千米和LRFI系统的有效距离10千米。●先进玻璃座舱和座舱管理技术军用直升机的座舱空间狭小、对设备安装重量的限制严格和飞行员的工作负荷大,座舱管理复杂,因此,军用直升机一般都采用双座型,副驾驶员兼炮手,对系统的改进也显得更为迫切。座舱管理系统正是一种用于降低作战过程中飞行员的工作负荷,降低座舱空间需求,减少设备安装重量的技术,它提供应对各种航空电子系统实施中问题的灵活解决办法,通过设计通用控制面板可提供对全部航空电子系统综合控制和显示的能力。在现代玻璃座舱内,由数字地图和多个多功能显示器显示目标探测系统采集的图像,或用作增强全局战场态势感知的战术态势显示器,取代了传统的仪表,实现了座舱与其他部队成员之间的通信、指挥、控制和显示的综合化、数字化和集成化。TSD可用于显示机的目标威胁管理,这是"科曼奇"座舱的一个最重要特征。TTM可将机载传感器、通信网络和任务计划工作站数据相互关联,按优先级排序,将战术标记、图形标记和飞行计划显示在数字地图上,以提示机组人员完成作业。数字地图、战术管理系统和头盔综合视觉系统明显增强机组人员获取信息的能力,与CMS共同构造了一个适宜飞行员有效战术态势感知的环境。在座舱布局方面,在满足为每位机组人员提供对全部航空电子系统控制的基础上,相对于目前典型的座舱,CMS布局可达到使座舱空间需求降低至75%。在减轻机组人员工作载荷、优化人机接口方面,CMS积极借鉴人机工程学的成果,吸收和利用各种综合控制技术。在设备安装重量方面,减少人员操纵作业量和减轻电缆重量,如使传感器的设计尽可能与1553标准兼容和选用1553多路复用总线。未来,军用直升机先进座舱和CMS的发展和改进方向主要包括以下两个方面:采用多种显示技术,提高人机工效,如HMD、大屏幕有源矩阵液晶显示器;综合利用多功能平显、下显,取代座舱仪表,提高信息显示数量和质量;其他表达方式,如发挥耳朵、头和手等器官功能,扩大信息接收的通道;根据座舱布局要求,充分利用座舱内的空间和发挥飞行员的潜力,减少开关数目,减轻飞行员工作负荷,提高控制的灵活性、可靠性和准确性,如双杆控制系统、综合控制板和预编程开关等。此外,增强知觉性能的像增强电荷耦合器件、电子轰击CCD和护目镜投影技术,一些生物机械技术,如耐坠毁性设计、作业舒适性和头位跟踪器也正在开发之中。●地形跟随/回避技术超低空的贴地或贴近海面隐蔽接敌是军用直升机最重要的机动飞行能力,随着防空环境危险性的加大,更加加大了低空、快速空对地渗透战术在任务飞行中的应用。在现代战场环境下,要尽可能减少直升机的暴露时间和提高超低空飞行能力,就需要采用机载地形地图、地形跟随、地形回避系统来提高作战飞机的生存率。TF/TA系统的核心是地形跟踪控制器,地形跟踪雷达、地形数据存储器和飞行控制系统是TF/TA系统中的主要设备。基于存储地形数据导航的TF/TA系统可充分发挥存储地图的优势,进行预定动作的导航计算,得到优化航线;使飞机沿与地形近似的优化航线飞行;可呈现山丘背面地形,有助于飞行员完成地形回避控制飞行;既可以独立模式工作,又可以备用模式工作。目前,国外用于自动贴地飞行的TF/TA系统正在研发之中,而用于提高低空作战能力的TF/TA系统经多年的发展技术已经较为成熟。预计在RAH-66"科曼奇"上,直升机位置、飞行路线和威胁目标位置都可标记在彩色数字活动地图上,飞行员只要简单浏览一下就可了解地面高地的位置和适合于贴地隐蔽飞行的低洼地形。TF/TA系统是保证低空安全飞行的关键设备之一,未来的发展将着重于采用安全/故障冗余技术,提高电子对抗和抗杂波干扰的能力,简化系统结构、优化系统设计,在系统中采用光电探测技术以及采用商用货架产品等。●直升机完好性与使用监控系统技术直升机上拥有大量安全关键和维修强度高的机械活动部件,导致人们需要研制故障诊断系统来提高直升机的飞行安全和降低使用与保障费用。HUMS使系统具有较高的可靠性、可维护性、可更换性、可扩展性等,以便降低整个机载电子系统的全寿命周期费用。这对于实施低空突防、大机动迂回是十分有效的。HUMS自20世纪90年代初开发至今已发展了三代产品,即核心设备从最初的机载记录器、机载数据采集和处理系统发展到最新的基于COTS部件和开放式系统结构,现代HUMS充分利用现代处理器技术、处理算法技术、传感器技术、预测和诊断技术的发展,根据部件的实际状态来决定更换或维修策略,并大大降低了成本。费用效率研究表明,现代HUMS在提高战备完好性和安全性的同时,能够降低使用与保障费用30%,目前已在美军CH-53E等中、重型直升机、英军的"海王"、CH-47D等直升机上安装,预计未来将会有更廉价、较小型的HUMS,满足小型单发直升机以及固定翼飞机的用户需求。降低费用效率比和提高可适应性是满足未来直升机航空电子系统使用性能和工作要求的重要方面。除了装备HUMS外,直升机的航空电子系统将会减少专用性,发展成为标准化、通用化、系列化设备,适用多种直升机型;增强航空电子系统的军、民两用性能;延长航空电子系统的使用寿命,提高其系统的可靠性、可用性和可维修性,将能大大减轻目前技术开发中面临的经济压力。

[英国《防务信息》2005年1月27日报道]以色列埃尔比特系统公司美国分部获得了一份总价值约2000万美元的多年合同,为湾流公司全部大客舱机型提供"增强视景系统"。EVS将是"湾流"G450和超远程G550的标准设备,以及"湾流"G300、G350、G400、G500的选装设备。埃尔比特系统公司提供的EVS可全天候工作,采用先进红外传感器获取图像并将其投射到任何可显示光栅图像的平视显示器和下视显示器上,为驾驶员提供叠加于外景的保形前视图像。该系统使驾驶员能在夜间或低可见度条件下,清楚地看到灯光和各种地面物体(例如跑道、地形、飞机和建筑等)。使用该系统几乎不需要培训,也不需要数据库或其他底层支撑。该系统可降低着陆限制、提高飞行安全性和增强态势感知能力,飞行员和乘客会很快从中受益。 埃尔比特系统公司的EVS已用于12种机型,所获确认订货的数量已超过700套。公司总裁兼首席执行官约瑟夫·阿克曼(Joseph Ackerman)说:"我们非常高兴EVS作为民机增强安全性和提高性能的一种主要系统继续得以发展。我们很高兴湾流公司通过这个延长双方伙伴关系的多年合同,再次认可了我们的系统"。

EVS已被英国军队证实是非常适用的,并能极大改善任务效能。机组人员即可通过传统的头部下方战术显示器观看数据,也可依靠合适的头盔安装显示器和数字夜视镜连同头部追踪系统来观看数据,该系统所显示的是已经对用户前方视场的实际场景进行标记和排列的图像。

EVS是模块化的、可升级的、灵活的综合系统。它结合了从多波段光电传感器获得的数据和可选择的导航和地形数据,为飞行员和其它机组人员提供工作周围环境的直观图像。它的开放系统结构可满足特殊的客户需求。EVS可接收从激光障碍物探测器和主动/被动毫米传感器等附加传感器输入的数据和图像,然后将这些数据进行融合来增强用户的态势感知。从单独的EVS到综合EVS系统,通过运用单个或多个用户系统,它能够采用图像和传感器数据融合成为合成视觉系统。

主要性能特点:

包括近红外的不同场景条件的多波段、多阵列最佳显示;

为多个用户设置的多个独立显示器输出;

带有屋脊线的地形覆盖图进一步增强态势感知;

带有远程监视塔操作可提供完整的综合监视和态势感知方案;

js333vip.com,可根据具体的机身和操作需求来定制EVS;

可用于固定翼和旋翼飞机。

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