Un pilota da caccia sottoposto a un'accelerazione di 7G durante un ingaggio in virata ha circa tre secondi per acquisire un bersaglio, calcolare la traiettoria di tiro e premere il grilletto. Guardare gli strumenti in cabina di pilotaggio durante quei tre secondi significa distogliere lo sguardo dalla minaccia, e in combattimento aereo, distogliere lo sguardo è la causa della morte dei piloti. L'head-up display (HUD) esiste proprio per risolvere questo problema: proiettare ogni parametro critico sul parabrezza in modo che il pilota non debba mai guardare all'interno della cabina di pilotaggio. È il singolo elemento in vetro più importante dell'aviazione militare. E ci sono voluti decenni per perfezionarlo.

Dal mirino alla cabina di pilotaggio digitale.

L'antenato dell'HUD è il mirino a riflettore, il reticolo illuminato che sostituì i mirini metallici sugli aerei da caccia durante la seconda guerra mondiale. Il mirino giroscopico britannico Mk II, montato su Spitfire A partire dal 1943, gli Hurricane proiettavano un punto di mira ad anello e punto su una lastra di vetro inclinata, consentendo al pilota di mirare senza dover allineare due mirini separati. Era un sistema primitivo, ma il principio – sovrapporre informazioni critiche al mondo esterno – era già consolidato. Il passaggio dal mirino al vero display head-up avvenne all'inizio degli anni '60, quando la Royal Navy ebbe bisogno di un modo per aiutare i piloti dei Buccaneer a volare con profili di attacco a bassa quota di notte e in condizioni meteorologiche avverse, senza dover continuamente confrontare il parabrezza con il pannello strumenti. La soluzione fu un sistema di proiezione collimata che focalizzava la simbologia all'infinito ottico, in modo che gli occhi del pilota potessero leggere il display e osservare simultaneamente il mondo esterno senza dover rifocalizzare.

Ciò che vede il pilota

Un moderno HUD di un aereo da caccia visualizza una serie di simboli accuratamente selezionati. L'indicatore della traiettoria di volo, un piccolo cerchio con le ali, mostra la direzione effettiva del velivolo, a differenza della direzione indicata dal muso. Velocità e altitudine affiancano il display in formato digitale. Un indicatore di rotta scorre nella parte superiore. L'indicatore dell'angolo di attacco avverte dell'imminente stallo. E quando si selezionano le armi, il puntatore, il reticolo o l'indicatore di direzione appaiono per guidare il pilota verso il bersaglio. La genialità del sistema sta in ciò che non mostra. Un HUD che visualizzasse ogni parametro disponibile dal computer di bordo sovraccaricherebbe il pilota. L'arte della progettazione di un HUD consiste nel selezionare le informazioni: presentare esattamente ciò di cui il pilota ha bisogno per la modalità di volo corrente e niente di più. In modalità aria-aria, la simbologia cambia per mostrare l'aggancio radar, l'inviluppo del missile e il designatore del bersaglio. In modalità aria-terra, cambia per mostrare l'angolo di picchiata, l'indicatore di sgancio delle armi e il punto di impatto.

La rivoluzione civile

Negli anni '90, i display head-up (HUD) sono passati dai caccia agli aerei di linea, inizialmente come strumento di nicchia per gli avvicinamenti in condizioni di scarsa visibilità. Le compagnie aeree che operavano in aeroporti soggetti a nebbia come San Francisco e Londra Heathrow scoprirono che gli aerei dotati di HUD potevano atterrare in condizioni che impedivano a tutti gli altri di decollare, in particolare negli avvicinamenti di categoria IIIb con visibilità in pista inferiore a 200 metri. Boeing rese l'HUD un equipaggiamento standard sul 787 Dreamliner, e Airbus seguì l'esempio con l'A350. Oggi, ogni grande produttore di aerei commerciali offre un'opzione HUD. La tecnologia è identica in linea di principio alla versione per caccia – simbologia collimata focalizzata all'infinito – ma il contenuto del display è adattato alla fase di avvicinamento e atterraggio piuttosto che al combattimento.

Cosa ci aspetta: display montati sul casco

Il successore dell'HUD è già qui. I sistemi di visualizzazione montati sul casco — il F-35'il casco integrato del Typhoon, lo Striker II, Gripen'Il sistema Cobra proietta i dati di volo e delle armi direttamente sulla visiera del pilota, consentendogli di puntare i missili e visualizzare informazioni tattiche indipendentemente dalla direzione dello sguardo. L'HUD, per definizione, funziona solo quando il pilota guarda in avanti attraverso il vetro combinatore. Il display del casco, invece, funziona da qualsiasi angolazione. Ma l'HUD non è morto. Rimane il principale riferimento di volo su tutti i caccia di prima linea, ad eccezione dell'F-35, che lo ha eliminato completamente, in modo controverso. I piloti che hanno utilizzato entrambi i sistemi spesso preferiscono l'HUD per la sua chiarezza ottica e l'affidabilità di un display senza parti in movimento, senza problemi di vestibilità del casco e senza latenza. Come l'orologio analogico in una cabina di pilotaggio digitale, l'HUD resiste perché la semplicità ha un valore che nessuna tecnologia può sostituire.

Fonti: BAE Systems, Elbit Systems, Boeing, "Fighter Pilot" del Colonnello James Broughton, "Boyd" di Robert Coram, Wikipedia