9月30日，美國空軍公布了今年5月19日F-35A戰(zhàn)斗機墜機事故調(diào)查報告。報告認為，此次墜機并非由飛機自身機械故障引發(fā)，而是由飛行員疲勞駕駛、訓練不足、飛控軟件邏輯缺陷、供氧系統(tǒng)、頭盔顯示器等綜合因素導(dǎo)致的。其中，主要問題出在與F-35A配套的頭盔顯示器上。這款凝聚了最尖端科技的頭盔，怎么就成了事故的罪魁禍首了呢？
“先進頭盔顯示系統(tǒng)”
隨著航空技術(shù)的飛速發(fā)展，戰(zhàn)斗機變得越來越復(fù)雜，座艙內(nèi)各種儀表變得越來越多。這在空戰(zhàn)中產(chǎn)生了一個嚴重問題：當飛行員目光在艙內(nèi)儀表盤與艙外之間來回轉(zhuǎn)換時，不僅需要頻頻抬頭、低頭，而且眼睛的焦距需要一定時間才能調(diào)整過來。這種狀態(tài)不僅很容易讓飛行員感覺疲勞，而且在近距離格斗空戰(zhàn)時可能會耽誤事。
有鑒于此，人們發(fā)明了平視顯示器，可將機載各種傳感器采集到的信息，轉(zhuǎn)化成圖像、數(shù)字或符號，通過光學組件投射到平視顯示器透明玻璃板上。如此一來，飛行員在透過座艙前風擋玻璃觀察外部時，能同時看到這些顯示飛機狀態(tài)的重要參數(shù)，就避免了瞬時視覺中斷，導(dǎo)致反應(yīng)遲緩、操作失誤、錯失戰(zhàn)機等一系列問題。
F-35戰(zhàn)斗機的頭盔顯示系統(tǒng)不僅昂貴復(fù)雜，外形也是相當炫酷
但平視顯示器也有缺陷，那就是其投射在透光玻璃上的圖像、數(shù)字和符號在遇外界強光照射時的辨識率不高，而且平視顯示器只有飛行員緊盯座艙前方時才能發(fā)生作用。于是，美國便琢磨著將平視顯示器功能集成到飛行員頭盔上，讓成像玻璃與頭盔面罩合二為一，相當于將傳統(tǒng)的平視顯示器掛在飛行員眼前。這樣的話，無論飛行員將頭部轉(zhuǎn)向哪里，都能實時掌握相關(guān)飛控和火控信息。
F-35戰(zhàn)斗機配套研發(fā)的HMDS“先進頭盔顯示系統(tǒng)”根據(jù)每位飛行員的頭形、瞳距等參數(shù)而量身定制，系統(tǒng)總重量約2.2千克左右，由碳纖維盔體、主動降噪耳機、夜視攝像機、顯示面罩、顯示單元、顯示管理計算機以及將圖像和符號投影到飛行員眼睛里的一系列電子組件及透鏡組件共同組成，其造型相當“科幻”。
F-35的先進頭盔顯示系統(tǒng)在夜間是以綠光顯示數(shù)據(jù)，看久了會導(dǎo)致眼睛疲勞
連鎖反應(yīng)導(dǎo)致事故
實事求是地說，F(xiàn)-35的“先進頭盔顯示系統(tǒng)”為高科技飛行頭盔樹立了一個新標桿，是各國奮起直追的目標。但是，這并不意味著這款先進裝備是完美無缺的。
今年5月19日晚間，隸屬于美國空軍第33戰(zhàn)斗機聯(lián)隊第58戰(zhàn)斗機中隊的1架F-35A戰(zhàn)斗機在完成夜訓科目后，于21時25分開始降落。由于飛行員的頭盔顯示器未被校準，投影中的地平線沒有與真實地平線重合，導(dǎo)致這架F-35A的進場迎角僅5.2度而不是正常的13度，接近速度高達374千米/小時，比F-35A的正常進場速度快了92.6千米/小時。由于夜間光線不足，頭盔顯示器的綠色泛光使飛行員無法看清跑道燈光，直到接地前一刻才發(fā)覺不對，飛行員才試圖進行緊急修正。
不過，他已經(jīng)錯失了最佳糾錯時機，F(xiàn)-35A以三輪同時觸地的姿態(tài)接地，前起落架在重落地中彈起，導(dǎo)致機頭急劇上揚。飛行員推桿試圖壓低機頭，結(jié)果再次引發(fā)前起落架彈跳，戰(zhàn)機進入一系列“越來越猛烈地”俯仰振蕩中。這種糟糕的情況持續(xù)了5秒鐘，F(xiàn)-35的飛控軟件在飛行員的連續(xù)前后推拉桿操縱輸入中“變得飽和且反應(yīng)遲鈍，最終使平尾后緣向下壓低機頭”。此時飛行員已經(jīng)決定終止降落，開啟加力拉桿復(fù)飛，但飛控軟件仍處于“死機”狀態(tài)，未能偏轉(zhuǎn)平尾抬起機頭。無奈之下，飛行員彈射逃生，失去控制的F-35A戰(zhàn)機在跑道上翻滾起火，并最終爆炸。
頭盔前上方的綠色鏡頭為光學組件中的夜視攝像機
美國空軍事故調(diào)查小組認定墜機事故的原因是飛行員錯誤地將飛機的著陸速度設(shè)定在374千米/小時，機載飛行控制系統(tǒng)并未予以修正，甚至也沒給飛行員提示。在戰(zhàn)機以過高的速度三輪觸地導(dǎo)致“彈起”后，飛行控制計算機仍然默認戰(zhàn)機已經(jīng)處于著陸滑跑階段，因此指令壓下機頭，與飛行員試圖糾正戰(zhàn)機狀態(tài)的拉桿動作形成了對抗。而F-35的設(shè)計是“更相信計算機的判斷”，飛行員在這次“人機對抗”中完敗，不得不選擇棄機跳傘。
事故的根本原因在于頭盔顯示器的顯示原理，決定了它指示給飛行員的物品位置未必與實際完全一致，因此每次都要校正，消除二者之間的誤差。這項工作是由地勤和飛行員在起飛前共同完成的，很可能雙方在做起飛準備交接時，省略了相關(guān)程序或校正有誤。由于頭盔顯示器的綠光過于刺眼，加之飛行員體力和精力下降，可能光顧著看虛擬地平線顯示了，對系統(tǒng)顯示給他的進場速度、迎角等信息有所忽略，導(dǎo)致了后面的連鎖反應(yīng)。這說明，F(xiàn)-35的“先進頭盔顯示系統(tǒng)”雖然技術(shù)非常先進，但仍存在一定問題，需要進一步完善設(shè)計，不然飛行員稍有疏忽，就會釀成事故。
