枭龙座舱设计远超最新F-16战机

进入超音速时代后,航空技术飞速发展,每一代战斗机都在座舱环境和航电设备上取得巨大进步。中国和巴基斯坦联合研制的FC一1型战斗机前后经历了近20年时间,其航电系统和座舱设计几经波折,终于修成正果,不仅具有世界一流的座舱环境,也具有世界先进水平的全数字化航电系统。


在我们的印象中,战斗机飞行员面前总是充斥着大量仪表和开关。以米格一21为例,仪表台上总共有70多个大小不同的仪表显示飞机各设备的工作情况,飞行员被近200个开关和按钮包围。早期战斗机采用的显示设备大多是机电式仪表,功能简单、用途单一,每一个仪表顶多只能显示一、二种设备的工作状态,飞机的功能越复杂,仪表和控制开关也就越多。F一15早期型号的开关数目甚至超过500个,F一14战斗机的设备太多太复杂,有90多个仪表和600多个开关,必须要两个飞行员分工处理才能确保正常使用。


然而,战斗机座舱的空间相当有限,飞行员面前的仪表台空间和面积非常紧张,随着战斗机越来越复杂、电子设备的功能越来越多,继续走仪表显示、专用开关控制的道路是越来越不可接受。从60年代末期开始,美国战斗机就已使用火控计算机。最初的计算机性能和功能都比较弱,仍然采用直接控制、专用显示的老方案。随着技术进步,特别是飞速发展的电了工业,计算机的数据处理能力呈几何级提升,人们已经可以使用计算机对航空设备的电子脉冲信号进行逻辑管理,采用门电路的计算机可以利用程序管理各设备的信号,飞行员通过一些切换按钮将这些预先编排次序的信号显示出来,这样大多数使用频率很小的仪表就可以不出现在仪表台上。


传统仪表一般采用机电混合结构,采用脉冲模拟信号,计算机只能用逻辑门控制这些信号的开关,不能对其进行处理,这显然浪费了计算机的能力。微型数字式芯片的出现,使在监控设备端直接进行数模转换成为可能,不必再输出简单的脉冲信号,而是输出编码的数字信号,于是出现了数字式仪表。数字式仪表大多是多功能的,可以通过简单的周边切换键切换仪表的显示内容,从而成为多功能显示器的前身。霍尼维尔出品了大量军用或民用多功能数字式彩色LED,可以模拟上百种仪表显示,并且通过编程控制同时在一个画面中显示多个设备参数,不过不能显示图像,色彩也比较单一。


所谓玻璃座舱,其概念来源于最早期开始应用的多功能显示器。这种显示器从70年代中期开始投入使用,采用传统的阴极射线管。阴极射线管以前一般只用于雷达显示,火控计算机出现以后,它能够在雷达信号显示的同时叠加显示一些相关信息。由于采用计算机可编程控制,多功能显示器比数字仪表的固定编组信息显示更灵活,还能够叠加视频图像,因此被尝试性地用于飞机信息显示管理。这种设计无疑很成功,被誉为未来飞机座舱发展的方向。战斗机显示器需要承受很高的载荷,阴极射线管都包着很厚的玻璃壳,因此,人们把全多功能显示化的座舱叫做玻璃座舱,以表示先进的设计概念。


座舱设计分析


FC一1战斗机座舱的最初设计目标是接近或者和美国F一16A/B保持一致,因为巴基斯坦空军使用的最先进战斗机就是1981年采购的F一16 Blockl5。在“超”7计划中,巴基斯坦就希望采用F一16一样的设备,拥有相近或者相同的性能,以便于训练和后勤维护的统一。由于众所周知的原因,采用美国设备的计划破灭了。“超”7重生以后,座舱设计基本没有太大变化,只是将设备由美国改为欧洲产品。由于上世纪90年代是F一16 MLU中期改进计划的高潮,欧洲厂商也有大量适用于F一16标准的电子设备,这为FC一1的选择带来很大方便。但是,从“佩刀”Ⅱ到“超”7再到FC一1,整个计划跨越了漫长的20多年。这20多年正是航电系统飞速发展的时代,时代变了、作战目标也变了,甚至武器系统也变了,坚持原有设计几乎是不可能的。所以,当飞机发展接近成熟时,FC一1座舱布局也终于摆脱了F一16系列的影子,发展成一种全新设计。



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