在20世纪40年代第一代喷气式战斗机刚问世时,座舱内只有简单、耐用、廉价的航电设备。当飞行员执行低空高速任务时,完全依赖这些设备提供飞行和导航信息,但它们的表现却相当不称职。
50年代第二代喷气式战斗机问世后,这些缺点就更加突出了,随着机载系统和仪表日益复杂,迫使飞行员得花较多的时间低头查看,不仅对他掌握战术态势的能力造成负面影响,更会危及低空飞行的安全性。
解决这些问题的方案就是平显(Head UpDisplay,也叫抬头显示器),不过现代化战斗机座舱内除了平显外,还有夜视系统、先进综合头盔系统、战术态势显示器,建构出现代化的“玻璃座舱”(Glasscockpit)。让飞行员无需环顾座舱四周的仪表,消化各仪表的片断信息,就能获知周围空域敌情以及机载传感器和武器的重要信息,提供完整的态势感知。
第二代喷气式战斗机F-86的座舱里塞满了各种仪表
玻璃座舱已是现代化战斗机的标准设备,作为一种现代化的显示系统,使用多功能显示器取代了几乎所有的传统仪表。老式座舱里繁多的样式不同、功能各异的机电指针仪表大多被取消,仅留下少数几个(如:罗盘)供紧急备用。
玻璃座舱仪表板上的大型计算机显示器不仅能显示虚拟仪表,还能根据飞行员的需要显示其它功能,如飞行规划、武器控制等,能大大减轻飞行员的工作负荷,因此玻璃座舱也被誉为战斗机座舱的革命性发展。
座舱革命始于20世纪70年代,当时阴极射线管开始取代某些机电仪表,虽然当时这种新装置还很原始,却给座舱带来特殊且全然不同的外观,因此获得“玻璃座舱”的称号。到70年代中期,战斗机座舱内的仪表和开关已经超过上百个,飞行员需要随时注意一大堆指针、符号,手忙脚乱的情况让人担心。
“发现”号航天飞机的玻璃驾驶舱
美国主要的航空企业和国家航空航天局因而共同启动了座舱多功能显示器研究计划,把基本的飞机系统、飞行和战斗数据综合成显示器上的清晰易懂的图形和符号,最后出现了完整的玻璃座舱概念。
从航空业界全盘接受多功能显示器来看,就能知道此项研究有多成功。这是因为飞行员对飞机和战术态势越了解,飞行就越安全,也越有效率。以图形方式显示的关键仪表,如高度计、姿态仪、速度表,不但容易阅读,维护成本也不像传统仪表那样昂贵。玻璃座舱的紧急备用和保障性能佳、重量轻、电力需求也比机电仪表少。玻璃座舱的优点不胜枚举:取代繁多的开关、仪表(gauge)、传统指示器(indicator);万一失效,备用和保障性能佳;战术及导航的选项较有弹性,且较准确;画面清晰、整洁;显示内容可程序化。