Helmet mounted display (HMD)
HMD este un sistem de afisare a informatiilor necesare pilotului, pe un display format de viziera castii de zbor. In principiu, datele afisate sunt similare cu cele folosite pe un head up display.
Sistemul are un avantaj unic, fata de sistemele anterioare: in loc sa indrepti avionul catre tinta, acum este suficient sa indrepti doar capul in acea directie, care devine linia de vizare, decizi ce rachete sa folosesti si tragi.
Aceasta functie poate constitui diferenta ce duce la victorie in luptele aeriene, fiind folosita in combinatie cu rachetele AA disponibile.
Pilotul vede indiferent de directia privirii: date de zbor si navigatie, amenintari, radar, starea armamentului de bord, in moduri de afisaj diferite: NAV, AA, A/G.
Selfie cu HMD
Pentru a se tinti cu ajutorul HMD, este nevoie ca sistemul sa determinate cu precizie pozitia castii. Directia de ochire este determinata de linia de ochire formata de ochii pilotului si reticulul de pe vizor. Pilotul trebuie sa aiba privirea catre fata, sistemul neavand functia de urmarire a miscarilor ochilor.
Pentru a masura coordonatele de pozitionare a castii, se pot folosi sisteme optice sau electromagnetice.
Sistemul a fost dezvoltat prima data in Africa de Sud, pentru avioanele Mirage F1AZ la mijlocul anilor ’70. In principiu era doar un sistem de ochire atasat la casca – Helmet mounted sight (HMS), care imbunatatea substantial performantele in lupta. Asa au fost doborate 2 MIG 21 angoleze.
US Navy a testat un sistem similar pe F 14 si F 15, in final fiind folosit doar pe F 4 echipate cu AIM 9 Sidewinder si apoi abandonat, se pare datorita performantelor reduse ale rachetei.
Se pare ca rusii, dupa experienta angoleza, au inteles utilitatea HMS si l-au dezvoltat pentru dotarea MIG 29 si SU 27. Incepand cu 1977 sistemul denumit Schel 3ME era folosit impreuna cu rachetele R 60 si apoi R 73 Vympel.
Exista, ca de obicei, si unele teorii neconfirmate despre informatii privind HMS-ul Sud african si cel american, obtinute de rusi prin spionaj.
Schel 3ME montat pe casca ZSh-5
In 1984 apare sistemul Integrated Helmet And Display Sight System (IHADSS) folosit pe elicopterele Apache, inclusiv pentru navigatia de noapte la joasa inaltime.
IHADSS
Un HMD pentru avioane de vanatoare trebuie sa fie mult mai usor fata de cele folosite pe elicoptere, datorita suprasarcinilor mari ce apar in manevrele de lupta.
Primul HMD occidental a fost realizat de Elbit Systems si a devenit operational in 1986, la cerintele IAF pentru F 15 si F 16. Cea de a treia generatie, denumita DASH, a fost folosita pe F 18, F 5 si MIG 21 Lancer B, (C?) in Romania. In perioada anilor 1995, era unul din cele mai performante sisteme de acest gen. Folosea tub catodic monocrom pentru generare imagini.
DASH Elbit System
DASH pe MIG 21 LancerIn urma cooperarii Elbit cu Rockwell Collins, a rezultat o varianta imbunatatita a DASH , numita Joint Helmet Mounted Cueing System (JHMCS), folosita pe variante de F 18 si F 16 si F 15. Apare sloganul „first look, first shoot”.
JHMCS
In 2008 apare primul HMD color de la Gentex , Scorpion, ce echipeaza F16Vsi A10. Intre timp Gentex a fost cumparata de Thales.
Scorpion
Francezii au utilizat sistemele Topsight/Topnight pe avioanele Mirage 2000 si pe primele variante de Rafale, in principal pentru racheta Matra MICA . Incepand cu Rafale III, a fost introdus Gerfaut.
Topsight
Sagem Gerfaut
Cei de la BAE au construit si ei o familie de HMD, folosita pe Eurofighter Typhoon si pe diverse tipuri de elicoptere, inclusiv o varianta Cobra pentru Saab Grippen,
Striker II
Pentru elicoptere s-au dezvoltat diverse tipuri de HMD.
TopOwl
Sisteme HMD Elbit
HMD fabricat de Rockwell Collins impreuna cu Elbit pentru F 35 reprezinta o noua generatie. Chiar daca pretul este de 400 000 $, asigura performante uimitoare in pilotarea avioanelor.
F 35 este primul avion de lupta fara head up display, acesta fiind inlocuit complet de HMD.
Pilotul poate vedea, datorita senzorilor externi, „prin avion”.
Personalizare casca
HMD rusesc pentru PAK FA
O exceptie in folosirea sistemelor HMD este F 22. Pilotii se bazeaza pe Head up display si poate chiar nu exista necesitatea „ochirii cu privirea”, facilitate necesara in dog fight-ul la vedere. Greu de crezut ca un F 22 ar putea ajunge la o astfel de situatie.
Oricum, sunt multe alte optiuni utile pilotului oferite de HMD.
Este evidenta importanta sistemelor tip Helmet mounted display (HMD) in pilotarea avioanelor si elicopterelor militare in orice conditii de zbor si de lupta.
Super articolul! Felicitări Grigore pentru munca de documentare. De altfel toate articolele tale sunt super profi. Multumim!
Felicitari, super articol!
http://www.best-of-flightgear.dk/vtas.htm
un pic de istorie la HMS de pe F-4..
Multumesc pentru trecerea în revistà a sistemelor HDM. Nu cunosteam lucràrile pioniere ale sud-africanilor. Voi reveni cu ceva completàri despre contributia lui Sextant si Visionix (trebuie sà consult niste date). Si parcà istoria a început cu o start-up americanà de la MIT, am uitat numele.
Asi avea o observatie la fraza aceasta :
« Sistemul are un avantaj unic, fata de sistemele anterioare: in loc sa indrepti avionul catre tinta, acum este suficient sa indrepti doar capul in acea directie, care devine linia de vizare, decizi ce rachete sa folosesti si tragi. »
Nu este chiar asa. Nu este suficient sà « tintesti » (cu HDM sau HUD), trebuie ca si arma, implicit avionul, sà fie dirijat spre tintà (pentru anumite rachete) ca sà fie în unghiul conic operational al rachetei si senzorilor ei (depinde de rachetà). A contrario, avantajul nu este « unic », deoarece este notoriu exemplul tragerii reusite de càtre un Rafale (fàrà HDM) unei MICA « peste umàr » (deci la 180° fatà de directia avionului), în plus spre o pozitie comunicatà prin link16 de un alt Rafale.
Fraza se refera la sistemele de ochire.
Bineinteles ca performantele per ansamblu sunt dependente de caracteristicile tehnice ale rachetelor, cu lmitarile respective.
La sistemele HUD, era nevoie sa faci „lock -on” cu tinta aflata in fata.
Referitor la tragerea Rafale „peste umar”, e de observar ca ‘tintirea” a facut-o alt avion. Nu este vorba de un sistem de ochire, ci de lucrul in retea a mai multor avioane Rafale.
Sint rachete unde capul de cautare ” se misca” in baza miscarii castii pilotului.
Doar ca si astea costa iar depozitele sint pline cu rudele mai batrine a respectivelor rachete.
Nu ar fi utile si in aviatia civila? De multe ori, pentru diferite avarii, pilotii se bazeaza pe echipaj sa le zica ce si cum. Un HMD ar oferi mai multe informatii unui pilot de linie, ar creste situational awareness-ul. Pentru ca pilotii de linie par sa aiba un camp vizual destul de limitat. Tot tu ziceai ca vor pune HUD pe avioanele de linie, de ce nu si un HDM simplificat, dar care sa ofere un camp de vedere la 360?
Zic si eu, ca-s “expert” doar de la Dezastre in aer… 🙂
Altfel, ca de obicei, instructiv! Multumesc!
Dificil sa ti un pilot civil cu casca vizor pe cap timp de 2 – 6 – 10 ore.
Oricum avioanele civile au ca optional clasicul HUD.
Boeing , Airbus dar si C-130 sau C 27 Spartan au HUD ca accesorii contra cost. Permite sa vezi o sumedenie de date fara sa cobori privirea catre panourile de control. E un foarte bun avantaj in conditii dificile , aterizare cind privesti afara dar vezi si date importante proiectate pe HUD.
Costa si mult mai putin ca o casca vizor iar in aviatia civila costurile ( oricare) sint fundamentale.
Nu e necesar sa folosesti un HMD. Asta e necesar pentru avioanele de lupta , unde un singur pilot trebuie sa faca mult mai multe si mai rapid decat un pilot de linie. Cu un set de camere si un display normal, se poate vedea tot avionul , sua prin el.
Si la auto avem camere de parcare , senzor de unghi mort.etc
Aici se pare ca aviatia civila a ramasa in urma auto.,
Exista camere exterioare montate pe avioanele de linie. Am avut ocazia sa le vad/folosesc; daca imi amintesc bine erau 2 sau 3 (frontal, in jos si panoramic?) si transmiteau imagini pentru pasageri in momentele dinaintea aterizarii, respectiv la decolare (dar de cea de-a doua nu sunt chiar sigur, sau poate nu o descoperisem inca). Ma gadesc ca echipajul are acces tot timpul la ele, sau poate chiar la un set extins de camere.
Nu am dat importanta, castilor inteligente, pana cand nu am dat cu ani in urma, peste replica cuiva la un salon international, nu mai stiu care din cele 2 mari, europene: „Asa ceva nu are nici Apache” (la vederea castilor de pe IAR SOCAT)
Flacaii de mai jos, au facut treaba buna:
http://www.israeldefense.co.il/en/content/helmet-changed-world-flight
Referitor la pret, de curand, am avut o comparatie:
https://www.airforcetimes.com/news/your-air-force/2015/10/26/f-35-helmet-costs-400000-4-times-that-of-predecessor/
Stie cineva, niste preturi orientative, din intreaga lume?
Inteleg, ca nu sunt pe aceeasi linie de performanta si la unele nu se ia in calcul, doar casca propriu-zisa, dar ar fi bine de stiut.
De incheiere, un multumesc si la mai multe.
Referitor la sistemul implementat de noi pe MiG 21 Lancer, la vremea lor am fost primii din NATO care l-am avut, probabil la fel si la Socat. Nu cunosc pretul sistemului, dar castile se fac la comanda pentru fiecare pilot in parte, nu le pot schimba intre ei, pretul uneia este in jur de 20 de mii de dolari.
Salut. foarte interesant acest articol. se vede ca sud africani cat au fost condusi de albi au produs ceva tehnologie.
În poza cu casca ZSh-5 pilotul are montată pe cască o simplă cameră de luat vederi nu sistemul de vizare. Iar numele corect al sistemului de vizare este: Shchel-3um
Camera GoPro, nu are legatura cu casca in sine, e doar „o placere” a pilotului. Nu cred ca a facut cineva, vreo conexiune aici.
http://www.flightgear.dk/zsh5.htm
Tocmai, dar explicația pozei e „Schel 3ME montat pe casca ZSh-5”. D-aia am comentat. Am avut ocazia să țin în mînă casca cu tot cu sistemul de vizare în două vizite făcute la Kogălniceanu în anii nouăzeci.
Soviet HMS studies started in 1969 at the Kiev Arsenal plant (optical missile seeker developers and producers), at the request of Molniya, the developers of the R-60 dogfight AAM. The device was initially called TsURT-60 and intended to be used to target the R-60 AAM. This design was later redesigned Schel. It used a standard flight helmet with simple clip on sight and twin tracking devices mounted in the cockpit either side of the HUD.
Geofizika started work on their HMS design around 1971 and had a working prototype in 1973 which became the Mysl HMS. They used the same basic technology as Honeywell’s VTAS with photosensors on the helmet and scanning devices on the canopy, basic details of which were published in the open literature of the time.
At the same time UOMZ had a team working on an optronic polarised-emission HMS, while the BIMK design bureau in Leningrad researched a system of acoustic measurement of a helmet’s position.
The official development order of an HMS in 1974 ordered full scale development of both Mysl and Schel-3 for comparative testing. By 1976, MiG-23M 23-05 was being equipped for testing. Schel-3 passed its rig tests. The Mysl system proved difficult to adapt to the MiG-23’s cramped cockpit, and was never tested. Experimental Schel-3ME was fitted to 23-05 in December 1976 and flew its first mission on 4 March 1977, coupled with the R-60M AAM. A helicopter version was tested on Mi-24D 1008B the same year, also successfully. More pragmatically Arsenal’s factory had capacity to spare while UOMZ. who would build Mysl, were very busy on other programs. The characteristics of the two systems were apparently close.
The Schel-3 designator was therefore specified for the production MiG-29 and Su-27 in 1977. The production Schel-3U reduced the size of the tracking units and dispensed with the dedicated computer, relying on the central computer of the OEPS/OLS, but the basic technology was identical to the 1976 Schel-3ME.
Am si eu o curiozitate… legata oarecum partial de subiect…
Parca am vazut ca in trecut au existat (sau au fost incercate) variante de inarmare cu rachete IR puse invers pe grinzi, cu capul de cautare spre spatele avionului?!
Cam cum statea treaba in privinta detectiei/ghidarii?
(…scuze daca am zis o prostie…)
Era vorba de radarul NIIP NO-12 , ce a fost testat pt montare, pe SU 32, SU34 si SU37, in partea din spate a avionului, pt detectie si racheta R73 Vympel( cod NATO AA-11 ARCHER) si varianta ghidata radar activ, Vympel RVV-AE (AA-12 Adder)
Proiect abandonat, pt eficienta foarte redusa.
https://www.airforce-technology.com/wp-content/uploads/sites/4/2017/09/su-37_2.jpg
Articol excelent scris si bine structurat. Multumiri si felicitari autorului. Daca se doreste de cineva, de exemplu de catre mine, ” imbogatirea” partii a III-a sau a IV-a cu date suplimentare despre sistemele de ochire atit aer-aer cit si aer-sol, dar mai ales cu schite si poze, cum se poate proceda ?
Se doreste aceasta , intr-o focusare mai profunda , sa zicem pentru F-16C ?
Multumesc .