中華台灣福爾摩沙國防軍

淺析美軍F-35戰機座艙概念發展

◎ 耿志雲

　首個第5代戰鬥機F-35中隊即將在2016年8至9月成軍，儘管陸續傳出此型飛機在研製價格與技術發展上的負面消息，但從2000年其全尺寸模型在英國「范保羅航展」公開以來，它就一直成為「北約」各國預計取代F-16系列的不二選項。光電與介面系統整合其他的歐製戰鬥機「颱風」、「飆風」始終無法撼動其地位，這種現象除了說明「聯合打擊戰機」在跨國航空軍備工業合作的緊密性質之外，就技術層面，它已然在多項先進航太科技項目中達到絕對創新的程度，尤其在於機載光電系統與人機介面的整合工程上堪稱空前創舉，讓F-35的座艙布局完全不同於之前任何一種型號的軍用飛機。

　管理技術提升

　例如：一、「大型全景式座艙顯示器」，啟用一具20×8英吋的整片式玻璃多功能顯示器，飛行員只需藉由手指的觸控與游標的標定，以及聲紋的辨識等介面技術進行飛行操作。二、「頭盔顯示器」取代了傳統的「抬頭顯示器」，將應有的飛行資訊投影到護目鏡片上。飛行員的雙眼可各有40度的廣角視界與30度的仰視角。第3代戰鬥機的HUD僅能提供正前方1200平方度的資訊，HMD卻能達到41000平方度的資訊容量。三、「視聽聲訊」以立體化線導技術安置於耳機內，藉聲控軟體的提升以便易於模擬完整3D音效。這種「聲紋辨識」系統原已用於一般家務的管理。四、「短場與垂直起飛」技術模式設計成更安全與簡易，讓飛行訓練更方便。在實際的飛測中，非STOVL技術的飛行員需要在單飛前先熟悉這項操作技術。五、「聯合基本飛機訓練系統」的座艙設計，讓F-35能由245磅男性至104磅女性的飛行員操作，身型較嬌小的飛行員也能舒適地駕馭，它啟用了「馬丁‧貝克」Mk-16彈射座椅，以F-35B型（垂直起降型）為例，當它採用STOVL模式時，彈射椅安全套帶會自動緊縮，而無需再由飛行員手動調整。六、「飛行員載具介面」的設計邏輯，能夠「讓飛行員專注於戰術應用」。對於飛機武裝酬載與提供彈藥選項皆由任務電腦完成，它能藉此達到維持飛行員在空「情勢警覺」的目的。

　參數取得更快速

　一架完整的武器系統PVI的設計邏輯是根據飛行員人因工程而成，將人當成空戰載具的中心，從這個觀點，它帶來「內建式」與「外掛式」兩個跨越式的武裝概念，兩者同等重要，前者在於讓飛機能安全進出戰鬥空域。此外，在此一設計項目內還包括了情資支配的功能。

　F-35是一架完整的武器系統，不僅只是一架空中的載具。當它飛進戰鬥空域時，它便成為一架支配戰場的作戰單元。在F-35的座艙視界上，PCD擔任了首要功能，它能任意觀察座艙內的實況。PCD是一個整片式的20×8英吋的面板，它由兩具10×8吋的備份式顯示器合組而成，這個面板的顯示空間可由飛行員的需要，分隔成12個視窗畫面，可設定區分成不同的參數內容和位置與尺寸，通常以4個視窗畫面顯現在面板上。其餘的6個小視窗畫面則安排在主畫面以下，整個介面可以由觸控、游標或聲紋操控，僅有少量的按鍵在介面上以供檢測。

　多數試飛過F-35的飛行員皆認為，這是歷來操作最單純化的座艙。在基本的設計概念上，F-35移除了所有廊板的額外按鍵，讓它回歸到「增加戰鬥效能」的飛行員座艙概念，讓飛行員能夠更為專注於戰鬥與生存，使之更具效益，間接節省大量的訓練經費。如前所述，F-35是一架「在空戰鬥支配單元」，因此它的飛行員能在全景式座艙中以PCD 的4個主要視窗和6個次要視窗，在任務前進行編程，起飛升空後，就能容易利用指尖觸控重組PCD的排列構型，依任務需要的順序取得在空資訊的各種參數。

　北約軍備通用化

　飛行員本身在任務電腦的管理工作量會大於對飛機的操控。在面板最左邊的視窗畫面為「戰術資料顯示器」，它顯示在戰鬥空域內的情資編排與融合，所有在空的F-35僚機都能看到這一項資訊畫面，這個視窗也是飛行員會最先用於鑑別與標定目標的選項。右側的兩個視窗畫面，分別顯示機身感應器的各項參數，通常是「光電標定系統」和「合成孔徑雷達」在飛行中所產生的數位化資料。在F-35的座艙人機介面工程上還有一項創舉，即為「任務化可改構型座艙」，它是以各參與國合約研發的計畫，洛馬公司早在1990年代便已著手先進戰鬥機的座艙概念構想。開發這項技術的動機在於：「如何將冗長的資料和可支配的資訊做一有效的聯結」。

　隨之而起的「聯合機載與卸載攻擊技術」遂以第5代戰術飛機的資訊都必能相聯而設定。當飛行員在拿到一堆難讀的重要資料之後，能將這些紙張的資料圖像化，它就能顯而易懂了。換言之，「資訊支配」的功能是讓F-35不同於其他作戰飛機的最大特色，尤其是在美軍推出「網絡中心戰」與「雲端」的戰場架構之後，透過光電系統所擷取的戰區情資達到聯合作戰場景中的共享目的，就是「聯合打擊戰機」在研發時的最新概念。取代F-16系列F-35的第一起空對空作戰機動測評已與一架F-16做過，試飛員根據這次的結論與稍早所獲得的飛行包絡線性評估，新機明顯地在空戰機動性能上更為敏捷。

　儘管F-35擔任攻擊的任務份量要大於空戰，這為F-35在搭載AIM-9X與AIM-132等大離軸飛彈的潛力增色不少。說明它已能完全取代F-16系列的功能。現階段F-35的測評是由加州艾德華基地的第412聯隊擔綱「發展測試」科目，這個單位現已接收了6架F-35A、2架F-35B和1架F-35C，做為長久的「聯合作戰測評隊」的功能。

　美國空軍當局預劃的全功能作戰能力要到2021至2022年才能達成，屆時，會有大量的F-35機隊在各盟國的空中戰備序列中。美國陸戰隊的F-35B初期作戰能力預計要在今年完成，空軍的F-35A在2016年，海軍的F-35C排定在2019年，它們將根據不同任務構型，在原有基礎上做進一步的武器構型選擇，以期達到「北約」軍備通用化的目的。巴林、澳大利亞、義大利、挪威、荷蘭、日本、南韓、以色列各國的空軍機隊運用與編制都將進入「聯合」這個概念的新階段。 （作者為軍事作家）