头盔式显示器的来临

　　虽然玻璃座舱很先进并且很有效，作战飞行员还是需要一套可以将作战飞行数据添加到飞行员看到的外部环境图像上去的系统。尽管以全息合成仪衍射光学平视显示器( HUD)可以达到这个功能，但视场(FOV)却相当小。

当合成仪成像在宽视角前视红外(FLlR）或LLLN上的图像是穿过黑暗的唯一“窗口”时，这个缺点在夜间任务期间就相当严重。甚至高级的平视显示器也因视场与机身轴线方向相同而不能提供全部视野；每当飞行员转头，这个“窗口”就会消失。另外,平视显示器无疑不能完全地满足具备高度离轴交战能力的最新代空中格斗空对空导弹提供的各种战斗能力。

　　很明显，解决问题的答案就在于要将视觉装置与飞行员头盔整合在一起，由于电子元件小型化的不断发展使这个目标现在正成为可能。最简单的实现就是头盔瞄准器(HMS),头盔瞄准器落在飞机传感器和武器传感器均能被飞行员看到的交汇点上。另外，恰当的目标符号可用于警告飞行员其视场之外的目标。第一个可用于作战的此类系统是美国霍尼韦尔公司的AVG-8 VTAS(目视目标捕获系统)，AVG-8 VTAS被安装在美国海军最新的F-4幻影II上。VTAS由大约500个部件组成，但增加的测量飞行员面部和眼部位置的传感器重量(大概0.7-0.8公斤)使飞行员在执行高重力加速度机动任务时非常不舒服，所以这个东西和F-4S一起被淘汰了。

　　头盔瞄准器开始于八十年代早期，进一步的小型化以及新型材料的使用导致东西方都对头盔瞄准器概念重燃信心，出现了各种各样的模型，除武器瞄准外也能通过比较高级的显示系统给飞行员提供增加的各种数据。一个典型的实例是由埃尔比特公司开发的显示和瞄准头盔(DASH)，DASH应用在以色列空军的F-15、F-16和F-4飞机上。DASH由四个主要的子系统组成：传感器、计算机、控制面板和天线。系统通过位于座舱盖底下的一个小型化发送器和为了测定飞行员头部位置而集成在头盔上的一个接收器来工作。DASH与导航系统、导弹搜寻器、雷达以及平视显示器相连。当将所有的作战模式和手持节流阀与摇杆(HOTAS)控制结合在一起时头盔展示出来的功能有目标定位和目标范围、导弹发射区、飞行资料(飞行速度,海拔高度等等)以及各种预警。DASH是埃尔比特公司第一集成式头盔显示瞄准系统,生产了大约500套。

　　以DASH的技术和构造为基准, 埃尔比特公司和凯泽宇航公司的合资企业——国际视觉系统公司(VSI)开发出了联合头盔提示系统(JHMCS)，作为主承包商的波音公司将与主要的子承包商国际视觉系统公司一起生产JHMCS。JHMCS已经被美国全线配置在其前线战斗机上(包括F-16、F/A-18、F-15、F-22)，几个其他航空队也采用了JHMCS(包括F-16 MLU升级方案架构)。该系统提供了一种将高度离轴武器标示到操作员视线并确认武器传感器瞄准线的能力，如此这样就可以让飞行员在目标即见时就可以启动、锁定并发射武器。JHMCS综合了一个可弹射的头盔式显示器和相关的光学装置(飞行头盔以轻型HGU-55 A/P头盔为基础)，一个小型化阴极射线管显示器,一个磁接收器单元，一个小型化照相机,一个自动亮度调整传感器和一个微型控制器。

　　泰雷兹航空电子公司在头盔瞄准器领域也很活跃，在TOPFLIGHT方案下，泰雷兹航空电子公司为战斗机飞行员研发了TOPSIGHT系列产品，为直升飞机飞行员研发了TOPOWL系列产品。TOPOWL系列已被在法国服役的“虎”(TIGER)式武装直升机和NH90 TTH运输直升机以及南非的Rooivalk“石茶隼”武装直升机选用装备。

　　头盔瞄准系统（HMSs）也是俄国最后一代战斗机（MG-29/35，SU-27/30机型）的一个重要特色，这种俄国式样真正让我们惊叹的是，它显示了不同传感器间的集成。

　　在头盔瞄准系统发展之初，阴极射线管是唯一可用的显示技术，因此被采用于第一批操作模式。但是，对于装备在每个头盔系统中阴极射线管显示器，它们的尺寸和重量必须要被减小。因此发展出了微缩阴极射线管（1英寸直径），这个尺寸被证明是可以提供最好的光栅成像清晰度和亮度。微缩阴极射线管技术是相对简单的：这个系统通过调节扫描电子束击打磷涂层的强度产生图像。电子束、聚焦线圈、偏转板和磷涂层都是被压缩在一个显像管中。某种类型的直升机（例如：美国AH-64型和意大利A-129型）的机组人员使用单目镜系统，其闪光控制成像来自于一个装配在直升机右前端正好位于右眼前方带有重叠飞行指示的独立的红外成像测温装置光视的最后一个元件是把映像反射到飞行员眼里的组合器。

　　一般条件下，头盔装备系统基于测量飞行员视线（方位和海拔）变化并把信息转换到飞机传感器（雷达、INS、红外热像仪、目标舱）和武器上的原则。通常是由放射元件（通安装在顶罩）和装在头盔里的微传感器完成转换的。后者能够感应因飞行员头部活动致使发射器所产生磁场中的任何变化，并产生相对信号指引传感器和武器处于正确的方位。其中一种解决办法是需要电子眼发射接收器。头盔瞄准系统的显示信息主要被显示成飞行控制和传感器/武器操纵的基本数据一体化的标线视觉。例如平显（HUD）符号和特性被添加在遥控点（象征符号是同样的）。

　　头盔集成图示系统包括光源和一套用于组合器玻璃或部分遮护的保护的一般常规型号的光部件。光源通常由一个二极管矩阵（发光二极管，光发射二极管）表示；一个微缩阴极射线管也能被用以获得更好的性能，但是头盔的系统集成更加复杂。

　　装配可视头盔显现出非常重要的优势，但是抬头显示器（HUD）考虑完善的视野和更好的光度控制即提出以衍射/全息技术替代常规光学。而且，现代头盔瞄准系统也必须能够通过红外热像仪或LLLTV产生成像。这些就是导致头盔瞄准系统被显示器头盔快速赶超的原因。