Casque de nuit pour les pilotes
1991/04/01 Otaolaurretxi, Jon Iturria: Elhuyar aldizkaria
Après la guerre froide entre l’Ouest et l’Est et l’expérience de la guerre chaude du Proche-Orient, il semble que le nombre de soldats et de matériaux des différentes armées s’améliorera avec qualité. Les bureaux techniques des industries de l'armement auront un travail illimité, générant et appliquant des avancées technologiques. Cela est arrivé au moins à ceux qui développent un casque avec écran pour les pilotes afin que les avions et les hélicoptères de guerre travaillent la nuit.
Casque avec écran
Quand ils préparent le casque à utiliser, il est clair que les guerres ne seront pas les mêmes qu'avant, car la nuit ils agiront comme pendant la journée. La personne, cependant, n'est pas celle qui voit en elle-même le niktalope ou la nuit, et cette cécité des ténèbres doit disparaître artificiellement.
Un autre problème est la façon d'informer le pilote. La personne doit s'informer, s'assimiler et agir en conséquence. Le pilote d'hélicoptère, par exemple, s'allume avec la lumière rouge dans l'air et commence à sonner une alarme en détectant des canons anti-aériens sur la terre. Le pilote doit alors effectuer ses calculs pour savoir si ces canons sont à la hauteur de son chemin. L'information ainsi fournie n'est donc pas efficace parce que le pilote a besoin de beaucoup de temps pour prendre des décisions. Mais si vous l'appliquez impressionné sur la vue du chemin que vous effectuez l'information, le pilote ne perdra pas de temps à interpréter le signal.
Ce type de présentation synthétique est aujourd'hui fréquemment utilisé dans les avions commerciaux. Comme ils ont commencé à placer les écrans d'affichage, les pilotes peuvent voir sur le même écran le parcours de l'avion, l'avenir et l'état météorologique. Les informations fournies par l'écran du radar pour savoir si nous entrons ou non dans une zone de tempête n'ont pas besoin d'effectuer des calculs et les décisions peuvent être prises avant.
Actuellement, dans le domaine militaire on prétend placer l'écran pilote dans son propre casque et on y trouve, entre autres, les maisons suivantes: GEC Avionics en Grande-Bretagne, Sextus Avionique en France, Elbite en Israël, Honeywell et Kaiser Electronics en Amérique du Nord. Ils ont tous des objectifs communs, mais sont basés sur des technologies très différentes. Il s'agit, en définitive, de se placer dans le casque de l'écran pilote, mais pour cela collaborent des experts dans différents domaines de la science: optique, électronique, mécanique, psychologues, physiologistes et ergonomiques.
Objectifs du casque avec écran
Pour ceux qui veulent créer un casque de visualisation, l'objectif est triple: pouvoir le voir la nuit, faciliter la navigation aérienne et viser à l'œil.
Pour le regarder la nuit, on lui donnerait les images prises par les capteurs optroniques, les capteurs infrarouges ou les caméras de télévision qui améliorent l'intensité lumineuse.
Pour faciliter la navigation aérienne, on projette sur les images paysagères d'autres figures synthétiques (lignes) qui permettent au pilote de transporter l'avion sur les chemins ou tunnels, localisation des canons anti-aériens ou missiles de l'ennemi, etc. montré. Les positions potentiellement dangereuses des ennemis apparaîtront sur l'écran sous forme de ballons. Leur taille et leur volume dépendent du risque. Dans tous les cas, le pilote n'accède jamais à la zone de ces volumes en raison du risque de mort.
Pour pouvoir viser visuellement les armes, à travers le casque le pilote pourra marquer un objectif aérien ou terrestre au système de guidage du missile en déplaçant les yeux et celui-ci se préparera automatiquement pour arriver au point assigné.
En France la maison Sexambos Avionique a commencé à enquêter sur ce casque il y a une vingtaine d'années et il semble que le premier modèle sera sorti en 1995, avec l'hélicoptère de guerre Tigre, que les français, britanniques et allemands veulent sortir ensemble.
En général, tous les casques avec écran actuellement en cours de développement sont similaires. Les différences sont dues à la façon dont chacun détecte le mouvement mental du pilote.
Structure du casque
En tenant compte de la structure du casque, on distingue deux parties principales : la carcasse et la partie optique. La carcasse porte visière collée. Sa mission est de protéger le pilote contre les rayons laser aveugles des ennemis. La carcasse pèse 1,6 kg au total. En ce qui concerne l'aspect optique, on veut obtenir un maximum de 0,6 kilos. Ainsi, le poids total des casques s'élèverait à 2,2 kilos. Le casque est généralement utilisé par le pilote pendant deux ou trois heures et il est pratique qu'il soit léger d'un côté et que le centre de gravité du casque coïncide avec le centre de gravité de la tête. Le casque doit être parfaitement fixé sur la tête.
Comment fournir des images
Les images qui apparaissent sur le casque arrivent par deux voies, comme déjà indiqué ci-dessus. Les images du paysage sont émises par des capteurs thermographiques (infrarouges) et des caméras d'intensification lumineuse (caméras de télévision de bas niveau de lumière). Les premiers sont généralement placés en dehors de la cabine (à l'extrémité de l'hélicoptère ou sur l'axe du rotor) car ils sont trop lourds pour être placés sur le casque lui-même. Les secondes, à l'extérieur et dans le casque lui-même (face aux oreilles de chaque côté). La deuxième voie de fourniture d'images est le créateur de symboles. Sa fonction est d'élaborer des images synthétiques et de les superimpressionner en images paysagères.
Les caméras de télévision de faible niveau de lumière pour des images paysagères présentent des barrières. Il ne détecte aucun risque caché, comme le soldat à pied avec des missiles ou la batterie de canons cachés dans la forêt. Dans ce cas, il est donc recommandé d'utiliser des capteurs infrarouges. Cependant, les images obtenues avec la caméra de télévision sont meilleures, parce que nous sommes plus habitués à voir le paysage ainsi.
Cependant, la chose la plus importante est que dans un système comme dans un autre sont des images à l'échelle 1/1. Les images doivent être présentées sans déformation et comme vous voyez généralement l'œil du pilote. Si on veut voir un point concret de paysage à plus grande échelle, on peut logiquement changer d'échelle, mais la décision de réaliser cette opération est du pilote lui-même.
Fonctionnement du casque
Nous allons indiquer comment le casque fonctionne. Les images recueillies sur les capteurs extérieurs sont amenés à un mini tube à rayons cathodiques dans le premier casque. Par la suite, les images sont portées à deux languettes opposées du pilote. Cette langue est un système optique très avancé. Il agit comme un guide des vagues et à l'intérieur des images et des symboles provenant du créateur de symboles devant l'œil immédiat. Actuellement, le pilote voit une image d'une seule couleur (jaune-vert), mais à partir de maintenant ils développeront une image en couleur.
Les préparateurs de l'hélicoptère de guerre Tigre espèrent obtenir un nouveau cas pour l'année 2.005. Dans ce modèle, les images ne se verront pas sur deux onglets optiques, mais sur un écran panoramique. Cette visière sera réalisée avec un matériau optique très élaboré et fragile, de sorte que vous aurez un autre qui supporte les chocs de protection. Personne n'explique comment les images arriveront du minitube cathodique à l'écran, mais on pourrait penser que les rayons se refléteront dans un miroir avant et qu'ensuite ils reviendront à l'écran reflétés dans un autre miroir situé sur le nez sur le front.
Le problème est la forme de la même visière. Aujourd'hui, il est très simple de présenter des images sur un écran plat, mais il n'est pas si facile d'afficher des images sur l'écran concave sans se déformer. Pour ce faire, la visière doit être de forme parabolique et l'émetteur doit être au centre de la parabole.
Images et mouvement de la tête
Jusqu'à présent, il a été plus ou moins de surmonter les problèmes optiques, mais si vous voulez vraiment obtenir un casque utile, il est nécessaire de s'adapter aux mouvements de la tête du pilote; lorsque le pilote tourne la tête à gauche, il faut lui donner des images qui seraient sans casque. On peut dire que la tête tourne à gauche et regarde les yeux vers la droite, mais la normale est d'un côté à l'autre. Pour l'instant, par conséquent, des systèmes qui tiennent compte du mouvement de la tête seront développés et ensuite étudieront les procédures qui s'inscrivent au mouvement des yeux.
Le pilote aura devant lui des images réelles et des images synthétiques. Connaître la position et la direction de l'hélicoptère pour offrir des images réelles n'a pas autant d'importance, car l'essentiel est la direction dans laquelle le pilote regarde. Mais pour offrir des images synthétiques, en plus de la position et de la direction de l'hélicoptère, la posture est indispensable (inclinée, descendante, etc.) et son altitude. Il est créateur de symboles, car il choisira une perspective appropriée pour présenter l'image et l'image.
En raison de la concordance entre la direction observée et l'image présentée, on a beaucoup discuté au sujet de viser des canons ou des missiles directement à la cible vue par l'oeil du pilote. Dans les casques actuellement en cours d'enquête (en quelque sorte dans ceux de première génération), le pilote aura dans son champ visuel une petite marque (carré, cercle ou triangle). Quand la cible est vue, le pilote doit porter cette marque à la hauteur de la cible. Ainsi, le casque sera affecté par un mouvement qui servira à orienter les canons ou à tirer pour conduire les missiles.
Comment détecter la position du casque
Les cas de deuxième génération dirigeront leurs missiles à la cible avec un seul regard du pilote. En attendant, voyons comment les mouvements du casque sont détectés (donc de la tête du pilote). Les trois techniques les plus utilisées sont la détection électromagnétique, la détection électro-optique et la détection par ultrasons.
Détection électromagnétique
est le plus utilisé parmi les chercheurs de ce type de casques. Il existe deux éléments de base de fonctionnement : l'émetteur électromagnétique à trois bobines orthogonales installées dans la cabine en position spécifique par rapport aux axes de l'hélicoptère et le récepteur fixé sur le casque (également formé de trois bobines orthogonales). La raison d'avoir trois bobines est de pouvoir placer la direction dans un espace tridimensionnel. Les bobines de l'émetteur envoient un signal et dans chaque bobine du récepteur induisent le champ magnétique. Lorsque le casque se tient, la zone induite est constante et variable lors du déplacement. La mesure de ces changements permet de calculer l'orientation du pilote et en fonction de cela, prendre et présenter la partie du paysage à offrir au pilote. Si le pilote se déplace rapidement la tête, le paysage change aussi rapidement et si le changement d'image tourne lentement, il se produit aussi lentement.
Détection électro-optique:
On utilise des diodes électroluminescentes en casque et des barres CCD (Charged Couple Device) disséminées en cabine. Les barres reçoivent la lumière émise par le casque et ont une réponse différente selon que la lumière vient de face ou côte à côte.
Dans un autre modèle du système électro-optique, une caméra, après avoir filmé les mouvements de la tête, envoie des informations aux éléments qui fournissent les images.
Le système électro-optique a des avantages sur l'électromagnétique si l'avion entre accidentellement dans un autre champ électromagnétique, mais le casque doit être éclairci et cela peut être bénéfique pour l'ennemi.
Détection par ultrasons:
depuis le casque émettent des ultrasons et dans la cabine il ya des récepteurs dispersés. Entre l'émission d'ultrasons et la réception des récepteurs se passe un certain temps. Connaissant la vitesse du son et mesurant le temps très précisément, il est facile de localiser le point émetteur du casque. Une fois connue la position des différents émetteurs, on peut calculer la position du casque.
Vous pouvez également calculer la vitesse de rotation ou de déplacement du casque. Pour cela il faut déduire (mathématiquement dérivée) la variation des distances par rapport au temps. Une fois ces données envoyées aux fournisseurs d'image, le paysage correspondant sera présenté au pilote.
Le principal inconvénient de ce système est que la vitesse du son varie en fonction de la température. Par conséquent, il est nécessaire d'utiliser toujours un facteur correcteur dans les calculs par ce phénomène.
Gai honi buruzko eduki gehiago
Elhuyarrek garatutako teknologia
