前段时间,中国网络上出现了多张俄罗斯T-50隐身战斗机的座舱照片,这却引来不少人的批评之声。用通俗的话来说,作为一款第五代战机,T-50的座舱看上去显得太“土气”!特别是其显示控制管理系统。那么,T-50的座舱到底处于一个什么水平?它为何看上去那么“土”呢?俄罗斯T-50座舱只是看上去土吗?中国的比俄罗斯强吗?
需要说明的是,此次公布T-50座舱图并非是T-50座舱的第一次曝光。早在2010年,俄罗斯首次公开T-50战斗机的时候就已经公开过这个座舱的图片。当时广为流传的一张图片中,一名身穿紫色衬衣的男子正在座舱内做相关操作演示。如果只看显示系统的话,恐怕或非常容易误以为是苏-35S的座舱,因为两者几乎完全一样。而从风挡轮廓判断,那确实是T-50的模拟座舱。而最近曝光的座舱图,应该来自于一个相同的模拟器座舱。
俄罗斯媒体早在2010年就曝光了T-50的座舱图片。中国网络最近的曝光仅仅是炒冷饭。
从目前曝光的照片看,T-50使用了几乎同苏-35S完全相同的座舱显示控制管理系统。其座舱内的显示系统主要由两个大型彩色多功能液晶显示器、一个广角衍射平视显示器和至少3个小型液晶显示器构成。两个15英寸大型多功能显示器颇有苏-30系列战斗机的遗风,主要显示火控雷达、电子对抗等信息。3个小型液晶显示器中,一个显示器安装在平视显示器的下方,主要显示重要的瞄准和导航数据,并为平显设置参数;第二个小型显示器模拟显示地平仪;第三个位于右下方。从披露的画面尚不能看出它是否拥有与苏-35S类似的位于左侧膝部上方的小型显示器。或许只是将苏-35S的这个小型显示器挪到了右方。
此图为苏-35座舱图,尽管采用了与T-50几乎相同的显控设备,但绚丽的灯光使其显得科技感十足。
目前俄方尚未公布T-50的显示器具体信息,但可以透过俄方公布的苏-35S的显示控制管理系统信息来判断一下T-50显示器的大致性能。两部多功能显示器与苏-35S的15寸MFI-35多功能显示器非常相似,后者能显示5种尺寸的画面,可自动调整亮度和对比度,并包括40个周边功能键和2个用于手动调整亮度以及输入参数用的旋钮,整体重量12公斤。该显示器可以显示图表、电视影像或者两者重合显示,也能够分割画面。需要说明的是,该显示器是一个通用显示器,还被用于卡-52武装直升机。从这个方面来看,T-50选用该显示器,很可能是一个过渡产品。T-50用这种产品很可能是因为缺钱。对于俄罗斯这样一个军费只有几百亿美元然而军事项目过多的国家而言,恐怕也只能“有所为,有所不为”了。
右下显示控制面板疑似一部MFPI-35多用途控制面板,是飞行员与机上系统的主要交互界面之一,该显示/控制面板将以往整个仪表板上复杂的操控功能整合。而在苏-35战斗机座舱上,这一面板/显示系统位于左下方。在T-50上之所以放到右侧,很可能是出于右手操纵更为熟练敏捷的考虑,而且这时可以腾出左手对油门杆做相关操作,或者左侧还安装有其他的显示控制面板。
上 面两图为F-22A的座舱,F-22的显控系统采用1个平视显示器和6个下视显示器,总分辨率135万像素,显示面积201平方英寸。
至少从外观来看,T-50的显示器是要好过F-22的。F-22的显控系统采用1个平视显示器和6个下视显示器。其中广角全系平视显示器的视场为20度30度。6个下显分为3类:1个8英寸(20厘米20厘米)主多功能显示器,3个6英寸(15.2厘米15.2厘米)辅助多功能显示器,2个34英寸(7.6厘米10.2厘米)前上方显示器,每个显示色彩为5级灰度,全部采用有源液晶显示器,总分辨率为135万像素,显示总面积201平方英寸。最终采用的8英寸显示器代替原来验证的10英寸显示器,主要是受当时军用座舱显示器技术的限制。
欧洲的四代半战机,例如“台风”和“阵风”的显控系统大致与F-22相当或者更差一些。从上述介绍来看,T-50的整套显控系统在显示面积、集成度等基本指标上甚至要高于F-22和欧洲的四代半战斗机,例如“台风”和“阵风”。但它确实看上去更土一些。一个重要原因可能在于其做工和用材的精细程度,以及仪表板的颜色。俄罗斯战机传统上都采用浅蓝色仪表板,看上去并不那么高大上,但有分析认为这种颜色有助于降低飞行员压力。
当然,F-22与欧洲的“双风”已经不能代表当今显控技术的最前沿水平了,T-50如果和美国F-35采用显控技术比起来,不单单是看着“土”,而且在技术上确实已经落后于中美最先进的座舱了。
F-35的座舱代表了目前世界最先进的水平,其座舱设计的具体方案经过了1300多名飞行员和专家的人机工效评估。
在F-35的座舱中,各种仪表盘和指示器完全消失,取而代之的是一个大型彩色数字触摸式液晶显示器。这是一部8英寸20英寸(20厘米50厘米)的单屏全彩多功能显示器,分辨率高达1200X3200,更便于融合雷达、电子战、光电探测器等系统的信息。飞行员只需要用手指触碰多功能显示器上的相应区域,即可随意调整各种信息的显示方式和显示顺序,还能重新启动显示系统。而且左右显示区域工作互不影响,互为备份。F-35还采用了头盔显示系统,并具备语音识别与控制管理系统,取消了用于通信、导航、识别的前上方控制器。其座舱设计的具体方案经过了1300多名飞行员和专家的人机工效评估。
和这套显控系统比起来,T-50的差距大概就是传统大屏手机和智能触控手机的区别了。现代战机之所以要追求更大显示面积,不是为了使其看上去“高大上”,很“阔气”,而是出于人机工程学的考虑。座舱是复杂的人机交互系统,信息高度密集,飞行员所面临的信息加工要求日趋严格,往往需要在短时间内处理大量信息并快速做出一定的反应决策,从而有可能会出现脑力负荷较高,甚至超载的情况。为了更好的提高抗过载能力,座椅往往后倾安装,而后倾还使得视距变大,在分辨率不变的情况下,要求显示字符必须相应加大。平显上宽大的视场使飞行员能更好完成夜间或者恶劣天气条件下的飞行作战、低空突防、对地精确攻击等任务。研究表明,从一个大型显示器上了解情况的速度,要比从几个小显示器上了解情况的速度要快很多。欧美的测试表明,飞行员使用“大图像”要比使用2台或者3台常规小型多功能显示器的态势感知能力增加100%。而态势感知能力对于空战胜负的影响往往是决定性的。从某一些程度上讲,空战本质就是“利用出众的态势感知到达优势位置,摧毁敌机并安全撤离”。空战被视为一种获取态势感知优势的竞技或战斗。T-50的显示屏总面积大概也不比F-35的少多少,但是其分布较为分散,人机友善程度较差。
T-50的座舱显示控制管理系统的第二点差距在于一体化程度较差,使用了不少乒乓开关、旋钮等。五代机的高过载维持的时间和变化率方面均有所增加,座椅一般会用大后倾设计,以提高抗过载能力,飞行员后倾,膝部上移可能挡住部分视线,使得仪表板最佳视区上移,可见面积缩小。另外,战斗机为了隐身而减小座舱空间,进而缩小显控板的面积。因此要最大限度利用好显控系统,减少开关和传统仪表的使用。相比之下,T-50的显示器周边还有不少的开关,且比较分散。
此外,从显示系统的调节控制技术来看,美国最新的显控系统完全使用了触控系统,总体上要领先于T-50使用的周边键和旋钮。
T-50座舱内的另外一个饱受批评之处在于仍然使用了中置的驾驶杆,并未使用侧杆技术。而从第四代战斗机开始,西方便大量运用侧杆操纵技术,而到了四代半和四代机,几乎是清一色的侧杆操纵,包括中航工业在珠海航展上展出的先进战斗机概念座舱,也采用了侧置的驾驶杆。
和T-50相同,苏-35也采用中置驾驶杆,这样有助于俄罗斯飞行员的换装训练。
将驾驶杆置于右侧,加之采用臂托,更加有利于右手长时间持握和操纵。另外,侧置驾驶杆更加有助于采用后倾角度较大的座椅,这种座椅更加有利于提高飞行员抗过载能力。之前反对这样做的一个原因是,如果右手受伤,则无法驾机返回,而采用中置驾驶杆,左手则能代替做相关操作。不过,用这种极端情况来否定侧杆的优越性显然过于勉强。所以世界上新一代战机均采用侧杆驾驶技术。
有资料显示,俄罗斯也曾试验过侧杆操纵,从技术上说,实现侧杆操纵并不难。俄罗斯之所以最终没有采用侧杆操纵很可能是理念上的不同,有分析指出这可能是“飞行员的选择”。但要指出的是,有时候飞行员的习惯,往往会排斥更新的技术。例如平视显示器技术,未使用过这种显示器的飞行员,刚上手操作会有些不适,往往会有些排斥。因此,各国飞机设计中,既要听从飞行员的意见,但也不会全盘采纳。
俄罗斯没有为T-50采用侧杆技术,一个可能的原因是为了尽快形成战斗力。俄罗斯之前从未有过侧杆飞机服役,从教练机到苏-35,均是中置驾驶杆。大概也不太可能专门研发一种双座T-50进行换装训练。这样,如果采用侧杆技术将会给T-50的换装带来很烦。而使用传统的中置操纵杆的线飞行员可以很快的转换成T-50飞行员,或者使用双座型苏-30MK进行带教。
当然,T-50的操纵杆也进行了人机工程优化,其采用了小行程的非接触式按钮设计,而不需要像键盘那样需要按钮接触下方的电路板,使得操纵更符合人机工程,而且其操纵杆略向右倾,利于右手操纵。
中航工业展出的先进战斗机座舱。不怕不识货,就怕货比货。虽然采用了大型整块式显示器,但是与F-35比,空间利用率不足,不够紧凑,制作也不够精致,很多方面有待优化。当然,这也可能仅仅是一个功能样机。
总体上看T-50的座舱技术要比美国的四代机座舱技术逊色一些,但是这种差距要小于两国四代机座舱技术的差距,从某一些程度上讲也是一种进步。在俄罗斯的四代机上,还没有实现完全的手不离杆操作。