Дополненная реальность: новый шлем даст летчикам возможность управлять взглядом
Сюрпризы от «Звезды»
На стартующем сегодня Международном авиационно-космическом салоне – МАКС-2015 – будут представлены новые и в чем-то даже уникальные российские технологии. И это не только сами летательные аппараты, но и различное оборудование. В том числе – средства снаряжения боевого летчика. Ряд технических средств будет, в частности, представлен в рамках демонстрации перспективной новинки отечественной боевой авиации – самолета ПАК ФА Т-50. Так, на оснащение пилота этого истребителя может поступить модифицированный авиационный шлем нового поколения ЗШ-10 – продолжение легендарной линейки защитных шлемов ЗШ-7.
Новая модель легче предыдущей благодаря использованию нового композиционного материала – органопластика. В итоге «головной убор» пилота удалось облегчить на 350 граммов – существенно, если учитывать, что в данном случае значительно снижается весовая нагрузка на шею, возрастающая при перегрузках. Но самое главное не в этом – новый шлем синхронизирован с рядом приборов в кабине истребителя, что значительно облегчает пилоту выполнение боевых задач.
Разработкой этого обновленного элемента боевого снаряжения пилота занималось научно-производственное предприятие «Звезда» – ведущая в России структура в сфере создания и производства индивидуальных систем жизнеобеспечения летчиков и космонавтов, средств спасения при авариях летательных аппаратов, а также систем дозаправки самолетов топливом в полете.
Созданные в НПП «Звезда» системы успешно эксплуатируются на военных и гражданских самолетах и вертолетах по всему миру, в том числе на всех российских пилотируемых космических кораблях и орбитальных станциях. Именно в разработанный на «Звезде» скафандр был облачен первый космонавт планеты Юрий Гагарин, а первый выход в открытый космос, также осуществленный нашим соотечественником Алексеем Леоновым, состоялся благодаря изготовленной на этом предприятии шлюзовой камере.
Делать боевое снаряжение, а не игрушки
Сегодня НПП «Звезда» продолжает серию научных исследований и поиск новых решений по снаряжению пилотов всех типов современных и перспективных летательных аппаратов, разрабатывать высокоэффективные интегрированные системы. Шлем ЗШ-10, предназначенный для летчиков перспективного авиационного комплекса фронтовой авиации, как раз из таких.
Этот унифицированный защитный шлем предназначен для защиты головы летчика от возможных ударных нагрузок во время полета и при аварийном покидании самолета (вертолета). Модульная конструкция позволяет в зависимости от решаемой задачи размещать на ЗШ легкосъемное оборудование. Это могут быть системы целеуказания и индикации, очки ночного видения, кислородная маска, а также различные светофильтры, включая их упрощенный вариант.
«По своим эргономическим характеристикам ЗШ-10 значительно превосходит серийные защитные шлемы типа ЗШ-7, – говорит генеральный директор и главный конструктор НПП "Звезда" Сергей Поздняков. – Работая над новым шлемом, мы изучили шлемы производства Франции и Израиля, но, честно скажу, по моим ощущениям, они напоминают скорее пластиковые игрушки, срок использования которых всего год-два. Мы же хотели сделать авиационный шлем прочным, надежным, с длительным – до 15 лет – сроком службы и дешевле существующих. Авиационный шлем для боевых самолетов должен держать скоростной напор, который возникает при катапультировании, а также защищать летчика от вторичных осколков».
Как подчеркнул Сергей Поздняков, шлем ЗШ-10 – легкий, но не «болтается» на голове.
«Система целеуказания, которая будет монтироваться на него, предполагает достаточно жесткую фиксацию на голове», – подчеркнул глава НПП «Звезда».
К слову, способ фиксации здесь – унифицированный, то есть как с использованием индивидуальных вкладышей, так и с помощью регулируемой подвесной системы. Стоит также подчеркнуть, что проект нового шлема для ПАК ФА – полностью российский, выполненный по программе импортозамещения. Системы интеграции нашлемного отображения информации делает Рязанский приборный завод, а «Звезда» выполняет эргономическую оценку и проводит испытания на центрифуге и в аэродинамической трубе.
От «шлемофона» до кевлара
Авиационные шлемы появились и совершенствовались вместе с самой авиацией. От старенького кожаного «шлемофона» эти устройства превратились ныне в совершенные технические аппараты. Если первоначально летный шлем был кожаным и имел в лучшем случае крепления для наушников и съемных защитных очков, то тот же ЗШ-7 в различных модификациях имеет противоосколочную защиту, светофильтр, а в конструкции кроме стеклопластика применен кевлар. Специальные устройства уменьшают действие аэродинамических сил при катапультировании, а пиромеханизм опускания светофильтра срабатывает автоматически. Шлем не горит, не дает трещин при деформации при температурах от -50 до +50 градусов по Цельсию.
Революционным стало и проявление нашлемного визирного устройства. По сути, это совокупность размещаемых на шлеме летчика-оператора и в кабине самолета оптико-электронных устройств, обеспечивающих сопровождение цели и определение координат цели по положению головы летчика-оператора. На шлеме устанавливается коллиматорный оптический визир с полупрозрачным отражательным стеклом (он размещается в поле зрения одного из глаз летчика) и фотоприемники системы съема координат, воспринимающие излучение специальных оптических облучателей. Координаты цели, полученные с помощью визира, используются для выдачи о целеуказания головкам самонаведения управляемых ракет, а также бортовым радиолокационным станциям и оптико-электронным станциям для прицеливания при стрельбе и бомбометании и коррекции навигационных систем по ориентирам с известными географическими координатами.
При этом оптический визир может быть заменен малогабаритным нашлемным индикатором телевизионного типа. Для чего? Это дает возможность выводить непосредственно перед глазом летчика пилотажную и обзорную информацию, полученную от бортовой радиолокационной станции, оптико-телевизионного визира, тепловизора и пилотажных датчиков, что обеспечивает одновременное сопровождение цели и контроль режимов полета без обращения к индикаторам на приборной доске.
Время «дополненной реальности»
Сегодня речь идет о нашлемном визирном устройстве, отвечающим уже технологии «дополненной реальности». Работу в этом направлении под эгидой Российского фонда перспективных исследований ведут сразу несколько отечественных IT-компаний, специализирующихся на разработке интерактивных технологий.
«Дополненная реальность» позволит выводить на лобовое стекло шлема информацию, которую летчик не может получить визуально, – подчеркнул заместитель генерального директора ФПИ, руководитель направления информационных исследований Сергей Гарбук. – Проект предполагается реализовывать в несколько технологических этапов с постепенным усложнением инфраструктуры и наращиванием ее функциональных возможностей».
Что может быть отображено на экране шлема в рамках «дополненной реальности»? Например, картинка с задней полусферы самолета, которую пилот сегодня вынужден воспринимать преимущественно по зеркалам заднего вида, установленным в кабине. Сюда же могут выводиться параметры работы двигателя, а также физические данные о местоположении самолета или схематичное отображение макета местности.
Фонд перспективных исследований, который часто называют российским аналогом DARPA (управления перспективных исследовательских программ Пентагона), действует с 2012 года. Он призван содействовать научным исследованиям и разработкам, в том числе в интересах обороны. И такие разработки есть.
Если говорить о «дополненной реальности», то можно упомянуть о работе физиков-инженеров из Воронежского государственного университета. Они разработали технологию управления предметами, использующую только движение глаз. Взгляд человека как команду воспринимает специальная вэб-камера. Вся система работает за счет довольно простого механизма распознавания положения зрачка, а также программного обеспечения, которое преобразует информацию в сигнал к действию техники. После получения изображения зрачка программа определяет его координаты и интерпретирует их в команду или группу команд для внешнего устройства.
Для определения направления взгляда используются камера, закрепленная на держателе сверху, которая не мешает обзору пользователя. При этом нейрокомпьютерный интерфейс предлагает пилоту подтвердить команду или отказаться от ее выполнения, что исключает возможность ошибки. Кстати, как заверяют разработчики из ВГУ, такое устройство можно использовать еще и людям с ограниченными возможностями. Например, для управления «умным домом».
В системе трехмерного изображения
Шлем ЗШ-10 нового поколения станет одним из элементов обновленной системы спасения летчиков, созданной специально для самолета Т-50. Помимо шлема сюда войдут кислородная маска КМ-36М, противоперегрузочный костюм ППК-7 и высотно-компенсирующий костюм ВКК-17, а также кислородная система КС-50, сообщил глава НПП «Звезда» Сергей Поздняков. Кроме того, прошло государственные испытания и катапультное кресло пилота К-36Д-5. Новый комплект снаряжения обеспечит спасение летчика при разгерметизации кабины на высоте до 20 километров.
Сегодня, по мнению представителей Минобороны России, выдвигающих требования к современной технике для Вооруженных Сил, необходимо не парировать, не догонять противника, а навязывать ему свои требования. Об этом, в частности, заявил в ходе дискуссий на полях прошедшего недавно Международного военно-технического форума «Армия-2015» ведущий научный сотрудник Военной академии Генерального штаба ВС РФ Вячеслав Круглов.
А замначальника академии по учебной работе генерал-майор Сергей Чварков убежден: необходимо вспомнить опыт советской практики – сначала определение угроз, а затем реагирование и производство вооружения с заделом на 20-30 лет вперед. Реализации этой цели, по мнению представителя ВАГШ, может помочь Фонд перспективных исследований, в котором должен произойти «сплав носителей идей и специалистов-практиков».
Запад в плане оснащения пилотов своей боевой авиации идет по пути самого динамичного развития. Так, шлем пилота истребителя пятого поколения F-35 по своим возможностям под стать самому самолету. Вся информация, необходимая летчику – скорость, высота, информация о целях, предупреждения – проецируется на забрало шлема, причем шлем автоматически настраивается под любое расстояние между зрачками пилота. Шлем Helmet Mounted Display System (HMDS) под завязку набит современными технологиями, благодаря которым пилот может даже... видеть сквозь непрозрачный корпус самолета!
Благодаря закрепленным на корпусе шести инфракрасным камерам, окружающая действительность транслируется в шлем в реальном времени. Среди технологий, используемых в HMDS, – наличие встроенного цифрового бинокля, системы точного наведения на цель и ее удержания, активная система подавления шума, возможность записывать видео, технология «картинка в картинке»... Кстати, это самый дорогой шлем в мире – его стоимость превышает 400 тысяч долларов.
А британские инженеры разработали для военных пилотов шлем уже со встроенной системой ночного видения. Шлем Striker II, представленный недавно компанией BAE Systems, – самый продвинутый шлем для летчиков в мире, пишет сайт Gizmodo. Новая система отслеживания движений головы позволяет максимально точно синхронизировать нашлемный дисплей и бортовые системы. Но ключевое отличие Striker II – во встроенной системе ночного видения.
Все ранее созданные модели авиационных шлемов требуют дополнительного оборудования для работы ночью. Очки ночного видения обычно надеваются пилотом поверх шлема. Они весят около 500 граммов. При разгоне истребителя до сверхзвуковых скоростей вес очков может увеличиться из-за роста силы тяжести в кабине. Тяжелый прибор сковывает движения пилота, замедляет его реакцию... В Striker II камера ночного видения встроена прямо в лобовую часть, чуть выше глаз пилота.
Вся снятая информация в реальном времени передается на нашлемный дисплей высокого разрешения, в качестве которого используется прозрачный смотровой щиток. А многослойная система подачи информации позволяет видеть картинку с поля боя в трехмерном режиме: любой объект можно будет выбрать, приблизить и получить перечень его цифровых параметров. Правда, пока о практическом использовании этого «чуда техники» в авиации ничего не слышно: возможно, это лишь опытный образец, и он будет дорабатываться. Не исключено, что на пути массового внедрения Striker II встанут финансовые проблемы, ведь стоимость такого оборудования тоже измеряется цифрой со многими нулями.
На стартующем сегодня Международном авиационно-космическом салоне – МАКС-2015 – будут представлены новые и в чем-то даже уникальные российские технологии. И это не только сами летательные аппараты, но и различное оборудование. В том числе – средства снаряжения боевого летчика. Ряд технических средств будет, в частности, представлен в рамках демонстрации перспективной новинки отечественной боевой авиации – самолета ПАК ФА Т-50. Так, на оснащение пилота этого истребителя может поступить модифицированный авиационный шлем нового поколения ЗШ-10 – продолжение легендарной линейки защитных шлемов ЗШ-7.
Новая модель легче предыдущей благодаря использованию нового композиционного материала – органопластика. В итоге «головной убор» пилота удалось облегчить на 350 граммов – существенно, если учитывать, что в данном случае значительно снижается весовая нагрузка на шею, возрастающая при перегрузках. Но самое главное не в этом – новый шлем синхронизирован с рядом приборов в кабине истребителя, что значительно облегчает пилоту выполнение боевых задач.
Разработкой этого обновленного элемента боевого снаряжения пилота занималось научно-производственное предприятие «Звезда» – ведущая в России структура в сфере создания и производства индивидуальных систем жизнеобеспечения летчиков и космонавтов, средств спасения при авариях летательных аппаратов, а также систем дозаправки самолетов топливом в полете.
Созданные в НПП «Звезда» системы успешно эксплуатируются на военных и гражданских самолетах и вертолетах по всему миру, в том числе на всех российских пилотируемых космических кораблях и орбитальных станциях. Именно в разработанный на «Звезде» скафандр был облачен первый космонавт планеты Юрий Гагарин, а первый выход в открытый космос, также осуществленный нашим соотечественником Алексеем Леоновым, состоялся благодаря изготовленной на этом предприятии шлюзовой камере.
Делать боевое снаряжение, а не игрушки
Сегодня НПП «Звезда» продолжает серию научных исследований и поиск новых решений по снаряжению пилотов всех типов современных и перспективных летательных аппаратов, разрабатывать высокоэффективные интегрированные системы. Шлем ЗШ-10, предназначенный для летчиков перспективного авиационного комплекса фронтовой авиации, как раз из таких.
Этот унифицированный защитный шлем предназначен для защиты головы летчика от возможных ударных нагрузок во время полета и при аварийном покидании самолета (вертолета). Модульная конструкция позволяет в зависимости от решаемой задачи размещать на ЗШ легкосъемное оборудование. Это могут быть системы целеуказания и индикации, очки ночного видения, кислородная маска, а также различные светофильтры, включая их упрощенный вариант.
«По своим эргономическим характеристикам ЗШ-10 значительно превосходит серийные защитные шлемы типа ЗШ-7, – говорит генеральный директор и главный конструктор НПП "Звезда" Сергей Поздняков. – Работая над новым шлемом, мы изучили шлемы производства Франции и Израиля, но, честно скажу, по моим ощущениям, они напоминают скорее пластиковые игрушки, срок использования которых всего год-два. Мы же хотели сделать авиационный шлем прочным, надежным, с длительным – до 15 лет – сроком службы и дешевле существующих. Авиационный шлем для боевых самолетов должен держать скоростной напор, который возникает при катапультировании, а также защищать летчика от вторичных осколков».
Как подчеркнул Сергей Поздняков, шлем ЗШ-10 – легкий, но не «болтается» на голове.
«Система целеуказания, которая будет монтироваться на него, предполагает достаточно жесткую фиксацию на голове», – подчеркнул глава НПП «Звезда».
К слову, способ фиксации здесь – унифицированный, то есть как с использованием индивидуальных вкладышей, так и с помощью регулируемой подвесной системы. Стоит также подчеркнуть, что проект нового шлема для ПАК ФА – полностью российский, выполненный по программе импортозамещения. Системы интеграции нашлемного отображения информации делает Рязанский приборный завод, а «Звезда» выполняет эргономическую оценку и проводит испытания на центрифуге и в аэродинамической трубе.
От «шлемофона» до кевлара
Авиационные шлемы появились и совершенствовались вместе с самой авиацией. От старенького кожаного «шлемофона» эти устройства превратились ныне в совершенные технические аппараты. Если первоначально летный шлем был кожаным и имел в лучшем случае крепления для наушников и съемных защитных очков, то тот же ЗШ-7 в различных модификациях имеет противоосколочную защиту, светофильтр, а в конструкции кроме стеклопластика применен кевлар. Специальные устройства уменьшают действие аэродинамических сил при катапультировании, а пиромеханизм опускания светофильтра срабатывает автоматически. Шлем не горит, не дает трещин при деформации при температурах от -50 до +50 градусов по Цельсию.
Революционным стало и проявление нашлемного визирного устройства. По сути, это совокупность размещаемых на шлеме летчика-оператора и в кабине самолета оптико-электронных устройств, обеспечивающих сопровождение цели и определение координат цели по положению головы летчика-оператора. На шлеме устанавливается коллиматорный оптический визир с полупрозрачным отражательным стеклом (он размещается в поле зрения одного из глаз летчика) и фотоприемники системы съема координат, воспринимающие излучение специальных оптических облучателей. Координаты цели, полученные с помощью визира, используются для выдачи о целеуказания головкам самонаведения управляемых ракет, а также бортовым радиолокационным станциям и оптико-электронным станциям для прицеливания при стрельбе и бомбометании и коррекции навигационных систем по ориентирам с известными географическими координатами.
При этом оптический визир может быть заменен малогабаритным нашлемным индикатором телевизионного типа. Для чего? Это дает возможность выводить непосредственно перед глазом летчика пилотажную и обзорную информацию, полученную от бортовой радиолокационной станции, оптико-телевизионного визира, тепловизора и пилотажных датчиков, что обеспечивает одновременное сопровождение цели и контроль режимов полета без обращения к индикаторам на приборной доске.
Время «дополненной реальности»
Сегодня речь идет о нашлемном визирном устройстве, отвечающим уже технологии «дополненной реальности». Работу в этом направлении под эгидой Российского фонда перспективных исследований ведут сразу несколько отечественных IT-компаний, специализирующихся на разработке интерактивных технологий.
«Дополненная реальность» позволит выводить на лобовое стекло шлема информацию, которую летчик не может получить визуально, – подчеркнул заместитель генерального директора ФПИ, руководитель направления информационных исследований Сергей Гарбук. – Проект предполагается реализовывать в несколько технологических этапов с постепенным усложнением инфраструктуры и наращиванием ее функциональных возможностей».
Что может быть отображено на экране шлема в рамках «дополненной реальности»? Например, картинка с задней полусферы самолета, которую пилот сегодня вынужден воспринимать преимущественно по зеркалам заднего вида, установленным в кабине. Сюда же могут выводиться параметры работы двигателя, а также физические данные о местоположении самолета или схематичное отображение макета местности.
Фонд перспективных исследований, который часто называют российским аналогом DARPA (управления перспективных исследовательских программ Пентагона), действует с 2012 года. Он призван содействовать научным исследованиям и разработкам, в том числе в интересах обороны. И такие разработки есть.
Если говорить о «дополненной реальности», то можно упомянуть о работе физиков-инженеров из Воронежского государственного университета. Они разработали технологию управления предметами, использующую только движение глаз. Взгляд человека как команду воспринимает специальная вэб-камера. Вся система работает за счет довольно простого механизма распознавания положения зрачка, а также программного обеспечения, которое преобразует информацию в сигнал к действию техники. После получения изображения зрачка программа определяет его координаты и интерпретирует их в команду или группу команд для внешнего устройства.
Для определения направления взгляда используются камера, закрепленная на держателе сверху, которая не мешает обзору пользователя. При этом нейрокомпьютерный интерфейс предлагает пилоту подтвердить команду или отказаться от ее выполнения, что исключает возможность ошибки. Кстати, как заверяют разработчики из ВГУ, такое устройство можно использовать еще и людям с ограниченными возможностями. Например, для управления «умным домом».
В системе трехмерного изображения
Шлем ЗШ-10 нового поколения станет одним из элементов обновленной системы спасения летчиков, созданной специально для самолета Т-50. Помимо шлема сюда войдут кислородная маска КМ-36М, противоперегрузочный костюм ППК-7 и высотно-компенсирующий костюм ВКК-17, а также кислородная система КС-50, сообщил глава НПП «Звезда» Сергей Поздняков. Кроме того, прошло государственные испытания и катапультное кресло пилота К-36Д-5. Новый комплект снаряжения обеспечит спасение летчика при разгерметизации кабины на высоте до 20 километров.
Сегодня, по мнению представителей Минобороны России, выдвигающих требования к современной технике для Вооруженных Сил, необходимо не парировать, не догонять противника, а навязывать ему свои требования. Об этом, в частности, заявил в ходе дискуссий на полях прошедшего недавно Международного военно-технического форума «Армия-2015» ведущий научный сотрудник Военной академии Генерального штаба ВС РФ Вячеслав Круглов.
А замначальника академии по учебной работе генерал-майор Сергей Чварков убежден: необходимо вспомнить опыт советской практики – сначала определение угроз, а затем реагирование и производство вооружения с заделом на 20-30 лет вперед. Реализации этой цели, по мнению представителя ВАГШ, может помочь Фонд перспективных исследований, в котором должен произойти «сплав носителей идей и специалистов-практиков».
Запад в плане оснащения пилотов своей боевой авиации идет по пути самого динамичного развития. Так, шлем пилота истребителя пятого поколения F-35 по своим возможностям под стать самому самолету. Вся информация, необходимая летчику – скорость, высота, информация о целях, предупреждения – проецируется на забрало шлема, причем шлем автоматически настраивается под любое расстояние между зрачками пилота. Шлем Helmet Mounted Display System (HMDS) под завязку набит современными технологиями, благодаря которым пилот может даже... видеть сквозь непрозрачный корпус самолета!
Благодаря закрепленным на корпусе шести инфракрасным камерам, окружающая действительность транслируется в шлем в реальном времени. Среди технологий, используемых в HMDS, – наличие встроенного цифрового бинокля, системы точного наведения на цель и ее удержания, активная система подавления шума, возможность записывать видео, технология «картинка в картинке»... Кстати, это самый дорогой шлем в мире – его стоимость превышает 400 тысяч долларов.
А британские инженеры разработали для военных пилотов шлем уже со встроенной системой ночного видения. Шлем Striker II, представленный недавно компанией BAE Systems, – самый продвинутый шлем для летчиков в мире, пишет сайт Gizmodo. Новая система отслеживания движений головы позволяет максимально точно синхронизировать нашлемный дисплей и бортовые системы. Но ключевое отличие Striker II – во встроенной системе ночного видения.
Все ранее созданные модели авиационных шлемов требуют дополнительного оборудования для работы ночью. Очки ночного видения обычно надеваются пилотом поверх шлема. Они весят около 500 граммов. При разгоне истребителя до сверхзвуковых скоростей вес очков может увеличиться из-за роста силы тяжести в кабине. Тяжелый прибор сковывает движения пилота, замедляет его реакцию... В Striker II камера ночного видения встроена прямо в лобовую часть, чуть выше глаз пилота.
Вся снятая информация в реальном времени передается на нашлемный дисплей высокого разрешения, в качестве которого используется прозрачный смотровой щиток. А многослойная система подачи информации позволяет видеть картинку с поля боя в трехмерном режиме: любой объект можно будет выбрать, приблизить и получить перечень его цифровых параметров. Правда, пока о практическом использовании этого «чуда техники» в авиации ничего не слышно: возможно, это лишь опытный образец, и он будет дорабатываться. Не исключено, что на пути массового внедрения Striker II встанут финансовые проблемы, ведь стоимость такого оборудования тоже измеряется цифрой со многими нулями.
Читайте также:
Запад вынес Украине ужасающий приговор
Завершение конфликта на Украине будет сравнимо с распадом Югославии, пишет American Thinker.
В руинах «Южмаша» наш «Орешник» похоронил баллистическую «Паляницу» Зеленского
Похоже, в Днепре Киев пытался из даренных Штатами ATACMS и F-16 сварганить подобие высокоточного израильского комплекса AIR LORA
«Страшнее «Орешника»: на удары ATACMS Россия ответит НАТО уникальным разрушительным оружием
Вчера Минобороны анонсировало подготовку ответа на удары ракетным дальнобойным вооружением западного производства по территории Курской области. Напомним, в результате обстрела пострадали наши военнослужащие-зенитчики и радиолокационная станция.
"Они сделали запас ракет!": Россия гасит свет. Киевляне сообщили о второй волне массированной атаки на Украину
28.11.2024 13:28
Утром на Украине были зафиксированы атаки со стороны военно-воздушных сил России на энергетические объекты. Киевляне сообщили о второй волне массированной атаки: "Они сделали запас ракет!"
Яков Кедми раскрыл двойное назначение "Орешника": В конфликте на Украине де-факто поставлена точка. И это только начало
Яков Кедми раскрыл двойное назначение "Орешника". В конфликте на Украине де-факто поставлена точка. И это только начало. Эксперт пояснил, что русская ракета смешала стратегические планы Запада.