軍用抗惡劣環(huán)境顯示器的特點(diǎn)

顯示器從它誕生之日起，就開始用于軍事領(lǐng)域。隨著軍事科學(xué)、武器裝備系統(tǒng)和顯示器技術(shù)的發(fā)展，軍用顯示器已經(jīng)成為軍隊(duì)作戰(zhàn)能力的關(guān)鍵因素，軍用顯示器的研制、生產(chǎn)和應(yīng)用水平是衡量一個(gè)國家國防現(xiàn)代化和軍事實(shí)力的重要尺度。軍用顯示器已經(jīng)成為各種現(xiàn)代化武器裝備系統(tǒng)、軍事電子信息系統(tǒng)以及國防科研系統(tǒng)中不可缺少的、到處可見的設(shè)備。小到嵌入式的微處理器，大到百萬億次級(jí)的高性能顯示器已廣泛用于各種武器裝備和國防科研之中。而軍用抗惡劣環(huán)境顯示器在軍用顯示器中占有極其重要的地位，所有戰(zhàn)場(chǎng)上用的顯示器全是抗惡劣環(huán)境顯示器，它們是最具軍用特色的顯示器。

1、軍用抗惡劣環(huán)境顯示器的特點(diǎn)

由于軍用抗惡劣環(huán)境顯示器是包括戰(zhàn)機(jī)、導(dǎo)彈、艦艇、戰(zhàn)車、火炮以及綜合電子信息系統(tǒng)在內(nèi)的各種武器裝備的一部分，因此有其鮮明的特點(diǎn)：

（1）抗惡劣環(huán)境

各類戰(zhàn)場(chǎng)上使用的顯示器有著一個(gè)共同特點(diǎn)，就是使用環(huán)境極其惡劣，僅以溫度為例，顯示器的應(yīng)用從熱帶海洋性氣候、大陸干燥氣候到寒帶大陸性氣候，其溫差變化達(dá)數(shù)十?dāng)z氏度。因此無論是戰(zhàn)場(chǎng)上直接使用的顯示器，還是運(yùn)載工具上使用的顯示器，都應(yīng)當(dāng)考慮惡劣的使用環(huán)境。顯示器要經(jīng)受嚴(yán)寒、高溫、濕熱、振動(dòng)、沖擊、暴曬、雨淋、砂塵、雷電的考驗(yàn)，以及鹽霧、霉菌、生物蛀蟲的侵蝕帶來的影響等。

（2）強(qiáng)實(shí)時(shí)性

較強(qiáng)的實(shí)時(shí)處理能力，武器裝備系統(tǒng)中的顯示器主要功能就是要完成實(shí)時(shí)處理，要求中斷響應(yīng)時(shí)間短、運(yùn)算速度快及具有高速數(shù)據(jù)傳輸率等。以防空導(dǎo)彈指揮控制系統(tǒng)為例，整個(gè)防空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)對(duì)其中的指揮控制系統(tǒng)的要求是：反應(yīng)時(shí)間短，能對(duì)付高速機(jī)動(dòng)目標(biāo)的大規(guī)模密集空襲；在戰(zhàn)術(shù)上能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)和區(qū)域防御；實(shí)現(xiàn)多個(gè)火力單元、多種武器配系的協(xié)同作戰(zhàn)；有效的大范圍戰(zhàn)場(chǎng)管理等。這就要求指揮控制系統(tǒng)的顯示器有非常強(qiáng)的實(shí)時(shí)響應(yīng)能力。

（3）高可靠性

導(dǎo)彈、、戰(zhàn)機(jī)、艦艇、戰(zhàn)車以及軍事綜合電子信息系統(tǒng)（C4ISR）等軍事裝備均是復(fù)雜、昂貴的大系統(tǒng)，它的可靠性在軍事、經(jīng)濟(jì)、政治、人民生命財(cái)產(chǎn)安全上都有重大意義。而顯示器是這些系統(tǒng)的控制核心，對(duì)它們的高可靠性要求是顯而易見的。

（4）高安全性

長(zhǎng)期以來顯示器設(shè)計(jì)目標(biāo)追求的主要是提高信息處理能力和降低成本，對(duì)軍用顯示器還有抗惡劣環(huán)境。而對(duì)于安全問題重視不夠，留下許多不安全因素。隨著顯示器及網(wǎng)絡(luò)的普及和應(yīng)用，病毒、黑客、電磁泄漏等安全事件層出不窮，而且越演越烈。尤其在信息化作戰(zhàn)中，顯示器為核心的信息系統(tǒng)是敵人攻擊的重點(diǎn)目標(biāo)。因此，高安全性也是軍用抗惡劣環(huán)境顯示器必須具備的性能。

（5）嵌入式

軍用抗惡劣環(huán)境顯示器是整個(gè)武器系統(tǒng)的組成部分，對(duì)硬件、軟件和輸入/輸出接口均有特殊要求。硬件除功能、性能須滿足要求外，還必須在體積、功耗、質(zhì)量、形狀等方面滿足要求。輸入/輸出接口眾多，既有數(shù)字量，又有模擬量、開關(guān)量。編制可靠、有效的嵌入式作戰(zhàn)軟件更是非常復(fù)雜、繁重的任務(wù)。

2、軍用抗惡劣環(huán)境顯示器在武器裝備中的應(yīng)用方向

20世紀(jì)末，電子信息技術(shù)與裝備造價(jià)的比例，艦艇為25%～30%，導(dǎo)彈接近60%，軍用飛機(jī)接近40%，戰(zhàn)略轟炸機(jī)和隱形飛機(jī)超過60%，空間武器達(dá)75%，而軍事指揮控制系統(tǒng)（C4ISR）竟高達(dá)88%。美國電子協(xié)會(huì)預(yù)計(jì)，到2010年，西方國家所有武器裝備上述比例的平均值將超過50%。電子信息技術(shù)含量高低已經(jīng)成為衡量武器裝備性能優(yōu)劣和現(xiàn)代化水平高低的最重要的標(biāo)志。

從20世紀(jì)90年代初開始至今以及今后若干年內(nèi)軍用抗惡劣環(huán)境顯示器在武器裝備中的應(yīng)用方向主要是：

（1）原有主戰(zhàn)裝備信息化改造

20世紀(jì)90年代初期，即冷戰(zhàn)結(jié)束后，美軍的機(jī)械化建設(shè)已達(dá)到很高的水平，其武器裝備性能已接近物理極限。為進(jìn)一步提高武器裝備和平臺(tái)的作戰(zhàn)能力，美軍走武器裝備信息化的道路。美三軍均對(duì)原有的武器裝備和作戰(zhàn)平臺(tái)進(jìn)行信息化改造，美國海軍率先走在前面，拋棄了老的過時(shí)昂貴的軍標(biāo)產(chǎn)品代之以性能先進(jìn)、信息化程度高的所謂COTS（商用現(xiàn)成）產(chǎn)品。

在2003年美英聯(lián)軍的對(duì)伊拉克作戰(zhàn)中，美軍的優(yōu)勢(shì)并不在于個(gè)別的先進(jìn)武器，他們?cè)谝晾速囈匀俚奈淦餮b備幾乎都是20年以前的東西，例如新華社記者登上的小鷹號(hào)航空母艦已服役近半個(gè)世紀(jì)，關(guān)鍵是這些裝備都進(jìn)行了信息化改造，使美軍不同的武器系統(tǒng)形成了陸、海、空、天一體化的有機(jī)整體，而把其他國家的軍隊(duì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)拋在后面。英軍的裝備性能并不比美國的差，但他們的信息化水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于美軍。因此，英軍在這場(chǎng)戰(zhàn)爭(zhēng)中的表現(xiàn)明顯差于美軍。

（2）武器裝備的精導(dǎo)智能化

1991年的海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中，美軍使用的精確制導(dǎo)的彈藥不足整個(gè)用量的20%，而在2003年的伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)中帶有精確制導(dǎo)的彈藥已占整個(gè)用量的80%。美軍防空的主戰(zhàn)裝備——愛國者導(dǎo)彈不斷在進(jìn)行顯示器軟、硬件方面的改進(jìn)。美國目前正在研制智能化水平更高的導(dǎo)彈武器系統(tǒng)，采用傳感器技術(shù)、微電子技術(shù)、信息處理技術(shù)、人工智能技術(shù)，使它們能區(qū)分外形和尺寸相同，但類型不同的敵我（友）軍用卡車、運(yùn)輸車輛、通信車輛、地空導(dǎo)彈發(fā)射架與地地導(dǎo)彈發(fā)射架。目前，技術(shù)比較成熟的是“黃蜂”反坦克導(dǎo)彈，通過導(dǎo)彈上的顯示器可以識(shí)別真?zhèn)文繕?biāo)，甚至可以從目標(biāo)群中選中任何一輛坦克進(jìn)行攻擊。

（3）武器系統(tǒng)中顯示器硬、軟件升級(jí)

武器系統(tǒng)、不管是導(dǎo)彈、坦克、飛機(jī)、艦船，從設(shè)計(jì)、研制到生產(chǎn)定型，至少要5年～10年的時(shí)間，而服役期更長(zhǎng)，至少10年～20年。而顯示器技術(shù)的發(fā)展非常迅速，按摩爾定律CPU十八個(gè)月就換一代，性能提高一倍，價(jià)格降低一半。這是一個(gè)非常突出的矛盾。等武器系統(tǒng)生產(chǎn)出來以后，其核心部件顯示器卻已經(jīng)非常落后，其部件甚至早已停產(chǎn)，也沒有備件；即使有其價(jià)格也非常昂貴。近年來武器系統(tǒng)制造商，包括軍用顯示器制造商，都在大力解決這個(gè)問題。尤其是板極和部件級(jí)的技術(shù)更新更為重要。更新的成本主要在軟件，既能升級(jí)，又要兼容。美國比較有名的軍用顯示器廠商Mercury公司，10年前其雇員70%是硬件工程師，而現(xiàn)在70%的雇員是軟件工程師。2003年4月洛克希德·馬丁公司成功地完成了美海軍潛艇聲納系統(tǒng)的新型顯示器硬件升級(jí)，用2.4GHz的“致強(qiáng)”處理器替換了原有的奔騰處理器，為軟件升級(jí)提供了更好的運(yùn)行平臺(tái)。該公司每4年更新和升級(jí)所有硬件，并隔年進(jìn)行軟件升級(jí)。

（4）全球信息網(wǎng)格的建設(shè)

為滿足網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)的要求，軍事發(fā)達(dá)國家特別是美國強(qiáng)調(diào)信息優(yōu)勢(shì)和決策優(yōu)勢(shì)的作用，在原有電子信息網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)之上建設(shè)全球信息網(wǎng)格，以此增強(qiáng)電子信息系統(tǒng)之間、電子信息系統(tǒng)和武器系統(tǒng)之間的互操作能力，并將各種傳感器、信息系統(tǒng)、指揮和控制能力、武器系統(tǒng)和彈藥等資源網(wǎng)絡(luò)化，并推動(dòng)向網(wǎng)格化發(fā)展。美軍網(wǎng)格的建設(shè)目標(biāo)是為綜合系統(tǒng)中所有的信息和能力，提供單一的、一體化的、安全的、端到端的系統(tǒng)、資源、數(shù)據(jù)和應(yīng)用程序的共享。全球信息網(wǎng)格建設(shè)的核心就是構(gòu)建各種功能和規(guī)模的顯示器系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)。

（5）單兵數(shù)字化裝備

主要是提供一體化頭盔分系統(tǒng)，包括增強(qiáng)型視頻放大裝置、周圍聽力裝置、高分辨率頭盔顯示器、無線電頭盔控制裝置和電源等；提供顯示器分系統(tǒng)，亦稱單兵C3I分系統(tǒng)，包括儲(chǔ)有文字、圖像、數(shù)據(jù)、戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)等信息的單兵顯示器，夜間槍具瞄準(zhǔn)專用的視頻強(qiáng)化圖像增強(qiáng)器，平板顯示器，全球定位系統(tǒng)，以及可在500m～2000m距離內(nèi)與戰(zhàn)車、火炮、直升機(jī)等進(jìn)行通信的電臺(tái)等。