“藍天王國”奇遇記（十）

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！我差點兒忘了這次是來做什么了。

還有什么事情嗎？

我是要回實驗室去安裝新研制的設備的。

什么實驗室呀，能帶我們去嗎？

本來就是想帶你們去參觀參觀的。不過這實驗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。隨著愛麗凱普絲的旋翼加速旋轉，直升機穩穩地升上了天空。

復雜的屏幕

坐進直升機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。壯壯和小菲仔細一看，屏幕上花花綠綠地顯示著很多圖形和數字，然而他們都不明白它們都代表著什么含義。

直升機姐姐，這些屏幕是做什么用的呀？

這是飛機的電子綜合顯示系統。用來顯示飛行信息、導航信息和飛機重要系統的工作參數等，如果是軍用飛機還會顯示武器系統的信息。其實，飛機的顯示系統分為機械式和電子式。以前的飛機多采用機械式儀表顯示，這種顯示系統結構本身比較簡單，但是每個儀表的顯示功能單一，座艙內要密密麻麻地擺放很多儀表才可以，看起來非常復雜。新型的電子綜合顯示系統就方便多了，各種參數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。而且電子系統還克服了機械儀表顯示精度低、容易受到振動干擾等缺點。所以現代飛機大多采用了電子式的顯示系統。

原來是這樣啊！

我以前聽說戰斗機上還有叫作“平顯”的顯示系統，那是什么意思呢？

你說的“平顯”其實是“平視顯示系統”的簡稱。對于現代軍用殲擊機來說，通常把重要的飛行參數，比如飛行速度、高度、姿態和武器瞄準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，在空戰的時候更加聚精會神了。

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

原來這顯示系統也是在不斷發展進步的呀，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現頭盔眼前的玻璃上也顯示出了很多圖形和數字。

這個叫“頭盔顯示系統”，最早是美國為武裝直升機設計的。它可以把正在跟蹤的目標等信息直接顯示在飛行員眼前，有點類似于現在常說的“增強現實”技術。更神奇的是配有定位系統的頭盔還可以感知飛行員頭的姿態和視線，真正實現了：飛行員看到哪，武器就瞄準到哪。

壯壯和小菲左右晃了晃頭，又用目光注視眼前投射的開關，發現頭盔確實感知到了頭部的動作，還把注視的開關點亮起來等待確認。

你們可別亂發出指令，要是走火就麻煩了。

我們看到的那些飛行數據又是怎么測量到的呢？

那就要靠飛機上眾多傳感器和儀表了。

飛機的“耳目”

飛機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，然后再通過計算機計算出需要顯示的參數，最后才能把這些加工過的信息通過顯示系統傳遞給飛行員。

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、轉速傳感器等。測量到這些基礎參數以后，計算機會根據需要利用這些參數計算飛機的飛行高度、速度、姿態和位置信息等。所以這些傳感器相當于飛機的“眼睛”和“耳朵”，沒有了它們飛機就無法感知自己的飛行狀態了。

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復雜，很難一下子全說明白。這樣吧，我舉個例子，就說說飛機的飛行速度是怎么得到的吧。

飛機的“角”

你們有沒有注意到，飛機前面經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”。空速管也叫“皮托管”，因為它是18世紀法國工程師皮托發明的。這個裝置可以測量飛行高度和速度等參數。空速管的最基本構造是內外兩層管，前面的開口稱為總壓口，連通著內管，可以直接感受迎面吹進來的氣流總壓；側面的靜壓孔連通著內外管之間的空腔，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，當然它還有很多其他功能和結構，例如：為防止空速管結冰，往往配有加熱裝置等。

原來空速管還怕冷呀，還要專門給它準備“暖氣”。

然而，出于方便機頭雷達結構的設計和安裝、減少對雷達信號的影響、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戰機已經取消了機頭空速管，轉而采用了更加小巧的機身“L型空速管”，而且一般飛機擁有很多空速管，它們分布在飛機的各個部分。不過由于受到氣流干擾小，向前伸出的機頭空速管在測量方面有著先天的優勢。所以，我們看到的很多飛機在研制階段帶著機頭空速管測試，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驗。