新的耳罩系統能否幫助美空軍解決缺氧問題？

軍情 02-23

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據《航空周刊》報道，2016年發明的一種用於幫助保護消防員免受窒息的裝置即將被應用在一些美國空軍飛行員佩戴的頭盔中，作為防止軍用飛機駕駛艙內缺氧和其他相關危險的一部分。

美空軍和美海軍已經為所有其他飛機部件配備了儀錶，這些部件為駕駛艙加壓並為飛行員提供呼吸氣體，包括發動機、機載氧氣發生系統和環境控制系統。從這些儀器中收集的數據已經實現了重要的改進，例如矯直90度。美海軍T-6駕駛艙內的管道在發動機怠速運轉的某些操作過程中窒息氧氣供應。

但美空軍和海軍官員希望這些能夠進行超越簡單的機械修復。他們設想了一個未來的生命支持系統，該系統處理從監測飛機系統和人體生理學的感測器中提取的數據，以進行微妙的調整，確保飛行員始終保持警覺，即使特定的機械部件不能正常工作。

美空軍生命周期管理敏捷作戰支援理事會人類系統部首席工程師Jennifer Farrell說：

「

最終的目標是我們將擁有一個幾乎自主的生命支持系統。

」

這種自主系統將使用軟體擁有決策演算法，該演算法由監控機器和人類的大量感測器提供，包括一些編進飛行員服裝中的感測器。

Farrell說：

「

這些感測器正在與飛機融合，要麼實時警告飛行員，要麼增加氧氣供應。這將是未來的最終目標。

」

「

我有一個夢想，它與數據有關。

」

美國海軍生理事件行動小組負責人Fredrick Luchtman在2018年9月對Tailhook協會的群眾說。

Luchtman設想了一個能夠植入飛行員手臂一粒米大小的健康感測器。

Luchtman說：

「

你走進中隊，把你的手臂放在掃描儀下面，它可以測量你的水分，營養，當你進入駕駛艙時，感測器能夠結合你的個人準備情況。它會提供警告，保障您的安全。

」

他補充道：

「

這就是我的夢想，為了達到這樣的目標，我們需要開始追蹤數據。

」

對於美空軍來說，首先是標準飛行員頭盔的新耳罩。這個想法在2018年2月開始進行，這是美空軍解決缺氧事件的關鍵時刻。在飛行機組人員報告了一系列類似缺氧和其他生理事件後，美空中教育訓練司令部剛剛將T-6機隊停飛。在經歷了長達十年的類似事件之後，T-45，F / A-18E / F，EA-18G，F-35A和F-22機隊遭遇了全隊停戰。在調查排除了簡單的機械缺陷或污染之後，根本原因從未被發現。

與此同時，新任命的美空軍助理部長威爾·羅珀（Will Roper）呼籲採購代理人停止等待數年，為困難問題制定理想的解決方案，如果有一項有用的，即使不是完美的技術也應當立即採用。

Tips

Spotlight Labs是一家位於密歇根州的小型公司，由美空軍戰鬥機飛行員創立。多年來，Spotlight Labs一直在開發Spydr感測器設計，安裝在消防員的頭盔中，前F-16飛行員Brad Everman總裁說。感測器使用光學波長光束來測量皮膚下血流的脈搏率和氧氣水平。通過數據鏈路（另一個Spotlight Labs專業領域）將Spydr連接到當地指揮官，每個消防員都可以在充滿煙霧的火場中遠程監控窒息跡象。隨著T-6機隊停飛，Everman看到了機會。

Farrell說：

「

消防隊員有著與飛行員相同的缺氧問題，美空軍要求我們向他們展示我們擁有的東西，所以我們帶來了現有設備。

」

儘管Farrell的辦公室一直專註於開發長期生命支持系統解決方案，但他們認為Spydr感測器是短期內可以部署的幾種設備中的首選吁。在2018年2月的第一次會議後的兩周，Farrell的辦公室與Spotlight Labs簽訂了合同。該合同要求該公司在標準HGU-55 / P頭盔的耳杯內提供20個Spydr感測器，以便美空軍能夠進行短暫的操作，他們對德克薩斯州倫道夫空軍基地的T-6訓練員進行了測試。幾個月後，美空軍在訂單中增加了10個耳罩式Spydr設備，允許位於加利福尼亞州的愛德華空軍基地對該系統進行評估。

總的來說，美空軍用新耳罩後飛行了100個小時。Farrell說：

「

感測器還在離心機和高度室中進行了評估。

」

Spotlight Labs的前F-16飛行員和首席工程師布萊恩布·拉德克說：

「

感測器用於幫助醫生觀察個體對不同氧氣水平的反應。」與安裝在不同飛機上的相同部件所表現出的不同性能不同，每個人體也以不同的方式對氧氣的『剝奪』作出反應。血液中相同水平的氧氣導致一名飛行員失去方向感，但對另一名飛行員沒有任何影響。休息三天後的飛行員對減少氧氣的反應不同於同一飛行員。Spydr感測器可用於為每個飛行員建立數據檔案。

」

但Farrell表示，不僅需要生理感測器。人體系統部門還希望獲得能夠測量心率，心率變異性和呼出氣體的感測器。

他指出，Spyder耳罩設備「將成為終極解決方案的一部分」。

「

但我不認為這將是最終的全部，它肯定會成為一個難題。

」

一旦多個感測器連接到飛行員和機組人員，下一個挑戰便是將設備連接在一起並與飛機的計算機連接——這是一個潛在的複雜問題。美空軍工程師希望避免使用複雜的電線網來連接設備，但無線發射器引起了對駕駛艙內其他設備的電磁干擾的擔憂。這些設備本身也必須在高性能戰鬥機駕駛艙的大氣中運行。

Farrell說：

「

很多感測器都能正常工作，但當你通過快速高度變化或G輪廓時，它們就不再起作用，或者有數據丟失的可能。

」

更大的挑戰是成本。Spydr是美空軍第一個為此目的獲得飛行資格的感測器，但到目前為止還沒有資金批准將該設備安裝在操作單元使用的頭盔中。最初的計劃要求在T-6中隊使用的頭盔中安裝Spydr耳罩，但Farrell的辦公室正在尋求資金的支持。