Helma pilota letadla může být jednoduchou ochrannou přilbou, ale u moderních stíhaček také složitým zobrazovacím systémem. Nejvyspělejším příkladem je pilotní helma HMDS (Helmet-Mounted Display System) používaná ve stíhačce F-35 Lightning II, která promítá informace přímo na hledí a nahrazuje klasický průhledový displej v kabině.
Stíhačka F-35 Lightning II je první svého druhu bez klasického průhledového displeje umístěného v pilotní kabině. Místo toho je průhledový displej „umístěn" přímo v hledí pilotní helmy HMDS. Informace na hledí promítá dvojice projektorů umístěná nad čelem pilota.
Jak funguje helma HMDS
Software díky pohybovým senzorům dokáže přesně určit polohu a natočení přilby, resp. hlavy pilota. Pilot tak dostává obraz a taktické údaje přímo do zorného pole, aniž by musel sledovat samostatný displej umístěný před sebou.
Díky šesti infračerveným kamerám umístěných kolem letadla F-35 se může pilot dívat kterýmkoliv směrem - pilot na průhledovém displeji přilby uvidí obraz okolí s taktickými informacemi, ať se dívá jakýmkoliv směrem, klidně přes podlahu kabiny. Výsledkem je nebývalý nárůst situačního povědomí pilota.
Simulátor F-35 - všimněte si černobílého obrazu z infračervených kamer. Takový pohled pilot uvidí, ať se podívá jakýmkoliv směrem.
F35 pak k tomu přidává feed z ostatních senzorů, hlavně z DAS a EOTS, takže pilot může sledovat prostor 360 stupňů okolo letadla i vidět skrz něj. Moderní helmy pak zobrazují HUD a nově i vlastní kameru pro noční vidění. Obraz se projektuje na hledí.
Funkce helmy v moderním letectví
Primární učel HMD bylo zaměření HOBS raket jen pohledem na cíl (seeker rakety musel cíl vidět) mimo rozsah ostatních senzorů letadla. F35 ale nepotřebuje HMD pro zaměření zbraní.
U systému F-35 se proto helma nestává pouze zaměřovacím prostředkem. Zobrazuje obraz okolí letadla, údaje ze senzorů, taktické informace a další data podle toho, kam se pilot dívá.
Za zmínku stojí, že v pilotní kabině F-35 najdeme minimum klasických mechanických tlačítek nebo spínačů. Piloti kabinu F-35 nazývají jako „nejvíce nahý kokpit v historii" letectví.
Vývoj generací HMDS
| Generace | Charakteristika |
|---|---|
| HMDS Gen 1 | První generace posloužila především pro letecké testy. |
| HMDS Gen 2 | Verze v současné době používaná; umožňuje noční vidění a zobrazení informací ze senzorů. |
| HMDS Gen 3 | Řeší hlavní výtky pilotů k předchozí generaci, zejména noční vidění, ostrost obrazu a prodlevu zobrazování. |
První generace přilby HMDS Gen 1 posloužila především pro letecké testy. Druhá generace - HMDS Gen 2 - je verze v současné době používaná. Třetí generace přilby - HMDS Gen 3 - řeší hlavní výtky, které se od pilotů snesly na předchozí generaci přilby.
HMDS Gen 2: konstrukce a vlastnosti
Přilba HMDS (Gen 2) má hmotnost 2,26 kg a je vyrobená z uhlíkových vláken. Každý pilot dostane vlastní originální přilbu. Návrháři pomocí laseru nejdříve přenesou tvar hlavy pilota do počítače a následně vyrobí helmu přímo na míru.
Do dnešních dní bylo vyrobeno 200 přileb Gen 2 při ceně 500 000 dolarů za kus. Stejnou přilbu používají i piloti americké námořní pěchoty, která s F-35B deklarovala dosažení počátečních operačních schopností.
Rozdíl mezi NVG a těmito helmami je, že NVG má velmi úzké FOV. Nevýhoda HMD a NVG je vyšší váha a problém při vyšších G a hlavně při katapultaci, kdy vyšší váha helmy může pilota vážně zranit. Proto se snaží helmu udělat co nejlehčí a jeden z důvodů, proč jsou tak drahé.
Noční vidění a omezení druhé generace
Druhá generace umožňuje létat v noci, noční přistání na lodí nebo noční tankování ve vzduchu, avšak trpí nízkou ostrostí kamery pro noční vidění. Systém pro noční vidění HMDS Gen 2 umožňuje pilotům vidět objekty, které normálním zrakem rozpozná na 3,5x větší vzdálenost.
Přitom člověk pomocí nejmodernějších brýlí pro noční vidění vidí objekty prakticky na stejnou vzdálenost, jako vlastním zrakem za dne.
Citlivá pohyblivá čidla Gen 2 navíc způsobují problémy se zobrazováním informací. Když je letadlo F-35 zmítáno větry nebo vibracemi, informace na hledí „poskakují". Dalším problémem současné druhé generace je dlouhá prodleva v zobrazování informací z kamer kolem letadla.
Co přináší HMDS Gen 3
Nová generace získala proto především lepší systém nočního vidění, detailnější projektory a vylepšený software řešící problémy s prodlevou v zobrazování informací.
RiMr: Gen. 2 měla nightvision s omezeným dosahem (3.5x horší než oči ve dne). Gen 3. to má řešit - dohlédneš stejně daleko jako ve dne.
Přilba bude dostupná pro letadla F-35 vyrobená v rámci sedmé výrobní šarži v roce 2016. Cena přilby má také poklesnout o 12 %, tedy na na 440 000 dolarů.
Hmotnost helmy a zatížení pilota
Hmotnost moderní zobrazovací helmy představuje důležitý konstrukční i zdravotní problém. 2,26 kg je hmotnost těžší motorkářská helmy. Na tuto váhu se dá zvyknout (ikdyž si to nedokáži představit při 7G).
Zajímalo by mne, jestli pořešili tu váhu. Jestliže hlava váží cca 4,5kg, tak helma zvyšuje hmotnost hlavy cca o 50%. Tak by mě zajímalo, co to dělá v obratech s krkem.
problém s váhou helmy bu byl vždy, hlavně pro RIO (zbraňový operátor), který dopředu netuší, jaký manévr pilot provede a nemůže se na to připravit.
Nevýhoda HMD a NVG je vyšší váha a problém při vyšších G a hlavně při katapultaci, kdy vyšší váha helmy může pilota vážně zranit. Proto se snaží helmu udělat co nejlehčí a jeden z důvodů, proč jsou tak drahé.
Proč nelze helmu jednoduše upevnit k ramenům
Asi hloupý dotaz, ale nedala by se helma nějak zafixovat do ramen? Nemyslím napevno, ale pomocí nějakého tlumícího zařízení. Asi nejsem první, koho to napadlo, takže to zřejmě nebude tak snadné :-)
tohle "řešení" je v sedadlech u závodních aut, kdy má řidič opěrku hlavy prakticky "od ucha u uchu". Ale tam se moc nepočítá s tím, že se bude muset podívat pod sebe, nad nebo za sebe.
Za vývoj "tlumícího zařízení" jsou zase prachy navíc, které by se ani nemuseli vyplatit.
U pilota stíhačky je přitom zásadní možnost volného pohybu hlavy. Pilot musí sledovat prostor kolem letadla, reagovat na taktické situace a kontrolovat údaje promítané na hledí z různých směrů.
Rozdíl mezi běžnou leteckou helmou a HMDS
Běžná helma pilota letadla slouží především k ochraně hlavy, upevnění komunikačního vybavení a případně k použití hledí nebo brýlí pro noční vidění. HMDS tyto funkce rozšiřuje o přesné snímání pohybu hlavy a zobrazování dat přímo před očima pilota.
U klasického kokpitu pilot sleduje průhledový displej umístěný před sebou. U F-35 se informace zobrazují na hledí helmy a pilot může sledovat okolí i ve směru, který by běžným displejem v kabině nepokryl.
F35 ale nepotřebuje HMD pro zaměření zbraní. Jeho význam spočívá především v propojení pilota s kamerami a senzory letadla a ve vytvoření jednotného obrazu situace.
Význam pro situační povědomí
Díky šesti infračerveným kamerám umístěných kolem letadla F-35 se může pilot dívat kterýmkoliv směrem - pilot na průhledovém displeji přilby uvidí obraz okolí s taktickými informacemi, ať se dívá jakýmkoliv směrem, klidně přes podlahu kabiny.
Výsledkem je nebývalý nárůst situačního povědomí pilota. Pilot nemusí spoléhat pouze na výhled z kabiny ani na jeden displej umístěný před ním.
Moderní helmy pak zobrazují HUD a nově i vlastní kameru pro noční vidění. Obraz se projektuje na hledí.
Využití technologie mimo F-35
Zajímalo by mne srovnání s přilbami od BAE systems, které mají piloti Eurofighteru. Náhodou AČR neplánuje nějaké takové přilby pro naše piloty? Někde jsem četl, že ty od BAE jsou kompatabilní pro Gripeny.
Tuším, že o MNOHO, zejména u lehkého typu jako je Gripen. Může točit nejostřejší první zatáčku ze všech a jeho lehkost mu dává výhodu ve větších výškách. Slabší motor by HMCS skvěle kompenzovala.
Moderní helmy s displejem proto představují obecnější směr vývoje letecké avioniky. Jejich přínos se týká nejen zaměřování, ale také nočního vidění, sledování prostoru a zobrazování údajů bez nutnosti odvracet zrak od situace před letadlem.