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2022/10/03 

武備巡禮

【武備巡禮】美製聯合頭盔顯示系統─ 肆應複雜多變空戰環境 發揮精準打擊能量
JHMCS用於F/A -18E/F「大黃蜂」系列機隊,以及F-15C/D/E和第40和50批量生產構型的F-16機隊上,有高達95%的各機種共通性,未來也可能和F-22進行整合。
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文:介輔

圖:波音、美國空軍網站

 聯合頭盔顯示系統(Joint Helmet Mounted Cueing System,JHMCS)是美國各軍種,與北大西洋公約組織(NATO)各國空軍通用的多功能增強飛行員在空中情境感知(Situational Awareness)系統,這套系統也能提供飛行員視野以外的飛機控制目標系統,以及附帶感測器。在空對空任務中,JHMCS與AIM-9X飛彈相結合,形成超越一般視野的「高射程瞄準」 (High Off Bore Sight,HOBS)系統,在對空作戰中能掌握先機,立不敗之地。

增強飛行員態勢感知能力

 「高射程瞄準」(HOBS)具備機載武器攔截功能,使飛行員能夠準確指揮或指示機載武器,可通過將頭部面向目標,即可引導接戰敵機的武器,同時也能採取高G力動作,對敵方戰機進行攻擊。在空對地任務,聯合頭盔顯示系統與目標結合,使用感測器(雷達、前視紅外線等)和「聯合直接攻擊彈藥」(JDAM),以便精確攻擊地面和水面目標。在所有空中課目任務中,聯合頭盔顯示系統為飛行員提供飛機性能參數、目標、武器和威脅警告等各項情資,飛行員無須專注儀表螢幕,明顯增強整個任務中飛行員態勢感知能力,在一架雙座戰鬥機上,2名機組成員都可戴上JHMCS頭盔,彼此獨立執行操作,並可相互了解對方所需要得知的目標和資訊。

 JHMCS安裝在磁性頭盔上,確定飛行員所在位置的追瞄器,結合微型顯示系統,將空中情資投射到飛行員的遮光護目鏡上。頭部追瞄器和護目鏡顯示器,可做為瞄準目標的感測器,無論飛行員從哪個角度看向空中。飛行員都可獲取各種情資和感測器參數,例如:空速、高度、方向、目標射程等,飛行員可以參考機身內部的視覺顯示頭盔數位化情資,同時保持戰鬥中的位置處於「抬頭」姿態,可避免飛行員移開視線檢查顯示器時發生的視覺接觸而中斷,駕駛艙儀表螢幕內的讀數可不斷顯示在護目鏡上。為了瞄準和發射飛彈,飛行員只需將頭部面向目標並按下武器選擇按鍵,打開飛行控制按鍵來指揮和發射武器。

 為能達成攻擊地面目標,飛行員可以使用感測器鎖定目標,並記錄其頭盔顯示幕上的位置。飛行員亦可以使用頭盔顯示器,將感測器和武器提示到視覺發現到的地面目標。

高G力中精準使用機載武器

 聯合頭盔顯示系統為目前美軍F-15、F-16、F/A-18系列戰鬥機飛行員的現用個裝,這款高度精確的顯示系統,提供飛行員能有「第一目視、先發射擊」的接戰效果,也能讓飛行員在高G力動作中,精準使用機載武器迎擊敵機,飛行員只需將視角定位在目標機上,飛彈就能沿著目視方向直接攻擊目標機,這套系統還能適用於追瞄地面目標。

 聯合頭盔顯示系統具備2種介面功能,一種裝置在機上的感應器內,能在飛行員的護目鏡上顯示潛在目標,另一種是由飛行員手動操作以顯示空域內的目標,重要的空中情資和目標影像與座機性能數據均可全天候顯示在飛行頭盔護目鏡上,其具有重量輕、高效率和飛行中接收模組信號的特性以強化作戰效能,也包括能執行夜視任務的修改構型在內。

 早在2003年11月間,當時在美國軍方決定取消「先進短程空對空飛彈」(ASRAAM)之際,就已將聯合頭盔顯示系統和雷神研製的AIM-9X空對空飛彈進行整合,最先換裝這套系統的作戰部隊,為美國太平洋空軍(PACAF)駐防於阿拉斯加艾爾曼道夫基地的第12和第19中隊,這2個中隊都是使用F-15C全天候攔截機的單位,美國海軍在同年也曾利用一架F/A -18C 作為此套系統的測試載機,但後來改用於新量產的F/A-18E/F「超級大黃蜂」機隊接裝聯合頭盔顯示系統,至於美國空軍的空戰司令部和空中國民兵(ANG)中隊,使用F-15E和F-16C/D的第一線主戰部隊,亦全數換裝聯合頭盔顯示系統。

 波音公司研發的聯合頭盔顯示系統,實際上是「凱薩」公司稍早研發的DASHIII型「敏捷之眼」頭盔顯示器的衍生型,再由「視覺系統國際公司」(VSI)進一步發展而成,這家新公司是由「洛克威爾柯林斯」和以色列「艾爾彼特」的美國部門,與「凱薩」公司合組成的。波音公司在2002會計年度,就曾用該系統對F/A-18機隊進行少量整合測試,目前這套系統用於F/A -18E/F「大黃蜂」系列機隊,以及F-15C/D/E和第40和50批量生產構型的F-16機隊上,有高達95%的各機種共通性,未來也可能和F-22進行整合。

光電套件及飛行頭盔模組化結構

 聯合頭盔顯示系統和前一代的DASH系統不同之處,在於以光電套件和飛行頭盔整合而成,是用模組化的結構附加在HGU-55/P、HGU-56/P 和HGU-68/P系列各型現役的頭盔上,為一具全新製造的快速數位化處理套件,同時保留DASH原有的電磁方位感應裝置,但處理速度更快,目前仍只能以單色顯示資訊,也具備快速掃描影像功能,以便為夜航任務的飛行組員顯示前視紅外線目標圖像,同時也能提供飛行員平視訊號及影像,和夜視鏡加以整合是此套系統的必備功能。

 當聯合頭盔顯示系統和AIM-9X飛彈結合運用時,便成為先進短程空對空纏鬥武器,這種大偏軸的第五代「響尾蛇」近戰飛彈採用聚焦機載陣列尋標器和向量推力尾舵控制套件,配合共用式頭盔顯示系統的使用,接戰有效範圍自機鼻兩側向外達80度的廣角。

 聯合頭盔瞄準器與頭盔顯示器(Helmet-Mounted-Displays)的研發及服役,將使整個空戰作戰環境與飛行員對「情境感知」(Situation Awareness,SA)有大幅的改變,以美軍對AIM-9X飛彈的實彈射擊測試顯示,配合聯合頭盔顯示系統,已能於67度方位角約3.2公里距離下,成功鎖定攔截,並予以擊落高速運動的靶機。此角度早已超出雷達或是抬頭顯示器所能提示的範圍外,也只有利用上述系統,才能達到此項成功攔截目標的效果。

有效提高戰機作戰能力

 全新的空戰電子作戰環境,已出現於現代複雜多變戰場。而以歐美日各國空軍的作戰態勢推論,大部分的戰鬥課目,均要面對數量龐大的接戰目標,如何能運用F-16A/B Block 20戰機已有之頭盔顯示器(HMD)預設運用條件,裝配置頭盔顯示器系統以達能首擊鎖定(first-pass-lock on),將能有效提高戰機的作戰能力。

 世界各國目前正面臨武器裝備更新換代階段,如何有效維持空優,一直是國防建軍的主要課題,不論是對各國目前的F-16A/B Block 20機隊航電雷達進行升級,或向美增購F-16V Block 70機隊,這套集座艙航電與射控系統合一的飛行個裝,都是主戰兵力電子化的具體成果,裝備美式戰機的各國空軍都期望能順利獲得此一裝備系統,不僅能提高現有機隊的作戰效率、擴大演訓課目,更可望能和盟國空軍進行同級訓練,讓空中戰力可滿足防衛需求,且能不斷升級,使裝備達到物盡其用目標。

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