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1、飞机座舱显示与显示器件的最新发展真空电子技术VACUUMELECTRONICS1996年第3期anditsDisplayDevicesjiXudong(HuadongElectronTubeFact~yN∞洳g210028)AbstractThedevelopmentofthecockpitdisplayanditsdevicesisintroducedinthispaperrThetechnicalimprovementsoftheCRTusedinthecockpitaremainlydescribed,ThedevelopmentoftheLCDandtheotherflatpan
2、eldisplaydevicesforthecockpitisalsointroduced,KeywordsCockpitdisplay,Electrongun,Phosphor摘要本文介绍了座舱显示及座舱显示器件的发展动态,着重说明了用于座舱显示的CRT技术改进,也介绍了以液晶显示为主的其他座舱显示用平板显示器件的研制动态.词些咝./2.l飞机座舱显示的发展''座舱显示器件是现代军,民用飞机的一种必不可少的部件,它包括座舱显示CRT和以LCD为代表的平板座舱显示器件,其性能的优劣是座舱显示设备能力的决定因素.早期的飞机,例如二次世界大战前的飞机(多数为军用飞机),其上没有任何显示设备
3、,全凭飞行员的目力观察来驾驶飞机.这种目力观察由于受人生理及天气等诸多方面的限制,带有很大的局限性,因而很不可靠.二战后,随着CRT在军事上的广泛应用,军用飞机便也装备上了CRT显示设备,用于显示飞行参数,地形图,雷达图像,系统状况等信息,极大地方便了飞机驾驶员.那时的显示设备是安装在操纵板上的,需飞行员低头观看,因而是俯视性的(Headdown)这种俯视显示方式的一个最大缺点是不能同时观察显示屏与舱外的空中情况.这在低速飞机上,例如亚音速飞机,还不致造成很大的不便.但现代军用飞机,其速度已达每秒数百乃至千米以上,方向及高度可以在零点几秒内作较大改变.这时,如飞行员仍要低头看显示,抬头观
4、空情,就会造成麻烦,甚至贻误战机.为了使飞行员能够同时看到显示屏与空情,机载设备的研制者们于6O年代开发出了平视显示系统.它是将由CRT等显示器件产生的图像,通过一组透镜——反射镜系统,折射在位于飞行员正前方的一块反射镜面上,供飞行员观察;而位于飞行员前方的反射镜面又是透明的,因而飞行员也可以透过该镜面.观察舱外的空情(穿透式观察).这样飞行员便不用再低头看显示了所以这种显示被称之为平视显示(Headupdisplay)或简称HuD,见图1.发._璺最呲韵件一一舱//第3期季旭东:飞机座舱显示与显示器件的最新发展为r使飞行员能连续不断地通过显示设备得到各种信息.机载显示设备的研制者们又于
5、70年代末至8O年代,开发出了头盔显示系统(Headmounteddis—play,简称为HMD),它使得飞行员在戴上头盔后,不论其头转向何方,均能观看显示的图像与舱外空情.与其它显示不同,飞行员通过HMD看到的空情是通过一组透镜——反射镜系统而到达目镜,为飞行员所见的.为了获得夜视能力,在图1一种HuD的示意图HMD系统中,往往配有红外热成像器式像增强管.并通过一图像迭加器将它们产生的图像与CRT产生的图像迭加在一起,供飞行员观看(见图2),这就大大地提高了飞机的机动能力(由于缩短了飞行员的反应时问所致1图像选加器延迟遗镜?…?红井热象管物髓图2一种HMD的工作示意图应该指出的是,在现
6、代飞机上,需显示的信息是大量的,所以一架飞机上的显示设备往往不止一个.在装备了HuD或HMD的飞机上.HuD或HMD也只是作为主显示设备使用的.除此之外,还需配置一些辅助显示器件.例如,在美军新型F-22战斗机及AH一66武装直升机上就装备了7个显示器件,这就为飞机提供了综合的显示能力.2座舱显示器件的研制状况飞机,特别是作战飞机用的显示器件,较之普通显示器件,有着许多特殊的要求,例如,由于HuD与HMD是看透式显示,字符投影在飞行员视野的无限远处,与背景地形重叠故字符与背景的对度比最低应为7.5:1.又如空中昼夜环境光亮度范围为1O～1OfL(1fL一3.43ed/m),因而要求显示器
7、件的亮度也应有较强的适应性,峰值亮度也要很高.因为航空显示器件多为军用,故对分辨率与抗震耐冲击也有较高的要求.此外,小体积,轻重量也是座舱显示器件必不可少的要求.对于HMD来说,还要求佩带舒适.为了研制出符合上述要求的显示器件,各国有关科技人员曾傲了长期努力,并取得了显着的进展,研制出了许多较好的显示器件但在座舱显示器件的研制上,仍有许多待改进的技术问题.例如;如何解决在直射阳光下使座舱显示器件仉具有良好的可读性;如何克服HMD使用
