王依兵

看完了電影，大家熱烈地討論著電影中飛行故障的原因。

哎呀！我差點(diǎn)兒忘了這次是來做什么了。

還有什么事情嗎？

我是要回實(shí)驗(yàn)室去安裝新研制的設(shè)備的。

什么實(shí)驗(yàn)室呀，能帶我們?nèi)幔?/p>

本來就是想帶你們?nèi)⒂^參觀的。不過這實(shí)驗(yàn)室的具體功能先保密。

你們還是這么心急。這次不用自己飛了，到直升機(jī)上來吧！

壯壯和小菲告別了鮑爾和布魯恩兄弟，爬上了直升機(jī)。隨著愛麗凱普絲的旋翼加速旋轉(zhuǎn)，直升機(jī)穩(wěn)穩(wěn)地升上了天空。

復(fù)雜的屏幕

坐進(jìn)直升機(jī)駕駛艙的小菲和壯壯好奇地打量著周圍的一切。正面的幾塊屏幕引起了他們的注意。壯壯和小菲仔細(xì)一看，屏幕上花花綠綠地顯示著很多圖形和數(shù)字，然而他們都不明白它們都代表著什么含義。

直升機(jī)姐姐，這些屏幕是做什么用的呀？

這是飛機(jī)的電子綜合顯示系統(tǒng)。用來顯示飛行信息、導(dǎo)航信息和飛機(jī)重要系統(tǒng)的工作參數(shù)等，如果是軍用飛機(jī)還會顯示武器系統(tǒng)的信息。其實(shí)，飛機(jī)的顯示系統(tǒng)分為機(jī)械式和電子式。以前的飛機(jī)多采用機(jī)械式儀表顯示，這種顯示系統(tǒng)結(jié)構(gòu)本身比較簡單，但是每個儀表的顯示功能單一，座艙內(nèi)要密密麻麻地擺放很多儀表才可以，看起來非常復(fù)雜。新型的電子綜合顯示系統(tǒng)就方便多了，各種參數(shù)和信息都集成在電子屏幕中，這樣座艙看起來也簡潔了許多。飛行員還可以根據(jù)需要顯示和隱藏這些信息，使用起來更加智能。而且電子系統(tǒng)還克服了機(jī)械儀表顯示精度低、容易受到振動干擾等缺點(diǎn)。所以現(xiàn)代飛機(jī)大多采用了電子式的顯示系統(tǒng)。

原來是這樣?。?/p>

我以前聽說戰(zhàn)斗機(jī)上還有叫作“平顯”的顯示系統(tǒng)，那是什么意思呢？

你說的“平顯”其實(shí)是“平視顯示系統(tǒng)”的簡稱。對于現(xiàn)代軍用殲擊機(jī)來說，通常把重要的飛行參數(shù)，比如飛行速度、高度、姿態(tài)和武器瞄準(zhǔn)信息等綜合起來投影到飛行員正前方的成像玻璃上。你們猜這樣有什么好處呢？

我覺得這樣飛行員就不需要去到處找他想看的信息，而是可以一直目視前方，在空戰(zhàn)的時候更加聚精會神了。

你說得對！在空戰(zhàn)的時候，“平顯”主要顯示武器系統(tǒng)信息和瞄準(zhǔn)跟蹤信息，而平時可以切換為導(dǎo)航信息。這樣對于飛行員就更加靈活便利了。

原來這顯示系統(tǒng)也是在不斷發(fā)展進(jìn)步的呀，真是太有意思了！

還有更有意思的呢。這里還有一個神奇的頭盔，你們戴上試試。

神奇的頭盔

壯壯和小菲很快找到了頭盔，迫不及待地戴上后驚喜地發(fā)現(xiàn)頭盔眼前的玻璃上也顯示出了很多圖形和數(shù)字。

這個叫“頭盔顯示系統(tǒng)”，最早是美國為武裝直升機(jī)設(shè)計的。它可以把正在跟蹤的目標(biāo)等信息直接顯示在飛行員眼前，有點(diǎn)類似于現(xiàn)在常說的“增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)”技術(shù)。更神奇的是配有定位系統(tǒng)的頭盔還可以感知飛行員頭的姿態(tài)和視線，真正實(shí)現(xiàn)了：飛行員看到哪，武器就瞄準(zhǔn)到哪。

壯壯和小菲左右晃了晃頭，又用目光注視眼前投射的開關(guān)，發(fā)現(xiàn)頭盔確實(shí)感知到了頭部的動作，還把注視的開關(guān)點(diǎn)亮起來等待確認(rèn)。

你們可別亂發(fā)出指令，要是走火就麻煩了。

我們看到的那些飛行數(shù)據(jù)又是怎么測量到的呢？

那就要靠飛機(jī)上眾多傳感器和儀表了。

飛機(jī)的“耳目”

飛機(jī)首先用各種傳感器來測量壓力、速度、加速度、角度、溫度等信號，然后再通過計算機(jī)計算出需要顯示的參數(shù)，最后才能把這些加工過的信息通過顯示系統(tǒng)傳遞給飛行員。

那也就是說，第一步是先要用傳感器來測量一些信號嘍？

沒錯，這是非常重要的一步。用到的傳感器也有很多種類，比如壓力傳感器、溫度傳感器、加速度傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器等。測量到這些基礎(chǔ)參數(shù)以后，計算機(jī)會根據(jù)需要利用這些參數(shù)計算飛機(jī)的飛行高度、速度、姿態(tài)和位置信息等。所以這些傳感器相當(dāng)于飛機(jī)的“眼睛”和“耳朵”，沒有了它們飛機(jī)就無法感知自己的飛行狀態(tài)了。

這些傳感器具體的工作原理是什么樣的呢？

傳感器的具體工作原理有點(diǎn)復(fù)雜，很難一下子全說明白。這樣吧，我舉個例子，就說說飛機(jī)的飛行速度是怎么得到的吧。

飛機(jī)的“角”

你們有沒有注意到，飛機(jī)前面經(jīng)常探出一個長長的尖尖的“角”？這就是一種速度傳感器，叫作“空速管”?？账俟芤步小捌ね泄堋?，因?yàn)樗?8世紀(jì)法國工程師皮托發(fā)明的。這個裝置可以測量飛行高度和速度等參數(shù)?？账俟艿淖罨緲?gòu)造是內(nèi)外兩層管，前面的開口稱為總壓口，連通著內(nèi)管，可以直接感受迎面吹進(jìn)來的氣流總壓；側(cè)面的靜壓孔連通著內(nèi)外管之間的空腔，由于它不對著氣流方向，所以感知的是外界大氣的靜壓。而總壓和靜壓的差就代表著氣流速度，可以根據(jù)著名的伯努利方程計算得到。這就是空速管的基本測量原理，當(dāng)然它還有很多其他功能和結(jié)構(gòu)，例如：為防止空速管結(jié)冰，往往配有加熱裝置等。

原來空速管還怕冷呀，還要專門給它準(zhǔn)備“暖氣”。

然而，出于方便機(jī)頭雷達(dá)結(jié)構(gòu)的設(shè)計和安裝、減少對雷達(dá)信號的影響、減小阻力、提高空氣動力性能和隱身等方面的考慮，目前世界上主流的先進(jìn)戰(zhàn)機(jī)已經(jīng)取消了機(jī)頭空速管，轉(zhuǎn)而采用了更加小巧的機(jī)身“L型空速管”，而且一般飛機(jī)擁有很多空速管，它們分布在飛機(jī)的各個部分。不過由于受到氣流干擾小，向前伸出的機(jī)頭空速管在測量方面有著先天的優(yōu)勢。所以，我們看到的很多飛機(jī)在研制階段帶著機(jī)頭空速管測試，而真正定型后就沒有頭上長長的“角”了。

原來是這樣。有了這樣的傳感器我們就能知道飛機(jī)的飛行速度了。可是我們怎樣才能知道飛行的高度呢？

在我說明這個問題之前，你們可以先做個小實(shí)驗(yàn)。