你所不知的SR-71黑鳥(niǎo):比導(dǎo)彈都快的飛機(jī)

SR-71“黑鳥(niǎo)”偵察機(jī)的大名恐怕無(wú)人不知無(wú)人不曉,其極具特色的黑色大三角形機(jī)翼和細(xì)薄如紙的機(jī)身都給軍迷們留下了深刻的印象。但除了載人噴氣式飛機(jī)最快空速紀(jì)錄以外,恐怕很少有人知道類似于SR-71飛的越快越省油這種奇聞逸事。

你所不知的SR-71黑鳥(niǎo):比導(dǎo)彈都快的飛機(jī)的圖1

SR-71有紀(jì)錄的空速極速為3529.6千米每小時(shí),大約3.3馬赫,但SR-71飛行員Brian Shul在回憶錄中聲稱在1986年4月15日利比亞上空自己飛到了空速3.5馬赫。實(shí)際上由于SR-71巡航速度是3.2馬赫,其極限空速一直是美國(guó)空軍的保密數(shù)據(jù)。除空速紀(jì)錄外,SR-71還保持著許多固定距離飛行時(shí)間紀(jì)錄,有名的要數(shù)從紐約到倫敦的5570.79千米飛行,SR-71在1974年9月1日僅用1小時(shí)54分56.4秒完成,此紀(jì)錄迄今未被打破。與之相比,哪怕是協(xié)和客機(jī)都黯淡無(wú)光,同樣的距離,協(xié)和的最短紀(jì)錄為2小時(shí)52分鐘。

你所不知的SR-71黑鳥(niǎo):比導(dǎo)彈都快的飛機(jī)的圖2

▲跨大西洋紀(jì)錄飛行數(shù)據(jù)


最有意思的時(shí)間紀(jì)錄莫過(guò)于一架即將退役捐贈(zèng)給史密斯學(xué)會(huì)的SR-71。在其從洛杉磯飛到哥倫比亞特區(qū)的最后一次飛行中,此SR-71“順帶”打破了四項(xiàng)最短時(shí)間紀(jì)錄,分別為從洛杉磯到哥倫比亞特區(qū),從大西洋到太平洋,從堪薩斯城到哥倫比亞特區(qū)以及從圣路易斯到辛辛那提。

你所不知的SR-71黑鳥(niǎo):比導(dǎo)彈都快的飛機(jī)的圖3

▲順帶破紀(jì)錄的兩位飛行員


其實(shí)最初洛馬公司臭鼬工廠研發(fā)的SR-71原型機(jī)YF-12是一種高空高速截?fù)魴C(jī),但是YF-12的設(shè)計(jì)并沒(méi)有被美國(guó)空軍所看中,反而其高空高速的性能被CIA所賞識(shí),進(jìn)而與美國(guó)空軍合作在YF-12基礎(chǔ)上研發(fā)了SR-71偵察機(jī)。

你所不知的SR-71黑鳥(niǎo):比導(dǎo)彈都快的飛機(jī)的圖4

▲YF-12截?fù)魴C(jī)


為了建造這種近乎八成機(jī)身用鈦合金打造的龐然大物,CIA秘密成立了許多空殼公司向當(dāng)時(shí)鈦金屬的最大出口國(guó)蘇聯(lián)購(gòu)買(mǎi),最終完成建造32架SR-71。如果發(fā)現(xiàn)日后“偷窺”自己的是用自己賣(mài)的鈦金屬造的飛機(jī),不知道蘇聯(lián)會(huì)怎么想。

你所不知的SR-71黑鳥(niǎo):比導(dǎo)彈都快的飛機(jī)的圖5

▲“偷窺”航路示意圖


除了速度,另一項(xiàng)助SR-71完成任務(wù)的是其巡航高度25900米。雖說(shuō)有很多噴氣機(jī)可以通過(guò)極限爬升超過(guò)此高度,但都無(wú)法像SR-71一樣在這兩倍于常規(guī)客機(jī)最高飛行高度的高度巡航。由于采用升力體設(shè)計(jì),SR-71不需要大翼展在空氣稀薄的高空提供升力,整個(gè)機(jī)身得以全部隱藏在超音速后機(jī)頭產(chǎn)生的激波內(nèi),進(jìn)一步減少阻力,保證黑鳥(niǎo)能同時(shí)超高空超音速巡航。

你所不知的SR-71黑鳥(niǎo):比導(dǎo)彈都快的飛機(jī)的圖6

超高的巡航高度還給SR-71另一個(gè)無(wú)與倫比的“偷窺”優(yōu)勢(shì),其并不需要進(jìn)入敵人領(lǐng)空即可通過(guò)攜帶的傾斜視角攝像機(jī)進(jìn)行拍攝偵查。

你所不知的SR-71黑鳥(niǎo):比導(dǎo)彈都快的飛機(jī)的圖7

▲SR-71巨大的拍攝視角


叛逃到日本的蘇聯(lián)別連科中尉在自己的書(shū)“米格駕駛員”中寫(xiě)到,蘇聯(lián)曾數(shù)次計(jì)劃用米格25伏擊SR-71,但怎奈性能上有差距,且SR-71并不在蘇聯(lián)領(lǐng)空,只能望著其拍攝蘇聯(lián)境內(nèi)幾百公里的照片。說(shuō)到SR-71的拍攝裝置,CIA也是下足了功夫。不僅解決了各式攝像機(jī)在高速拍攝時(shí)的模糊問(wèn)題,還給主光學(xué)攝像機(jī)打造了極高的分辨率,其從25900米拍攝的照片甚至能清晰地顯示出地面上車輛的車牌號(hào)。配合上SR-71的高速,其攜帶的攝像機(jī)僅需7分鐘便可完成等同于朝鮮國(guó)土面積的高清拍攝。

你所不知的SR-71黑鳥(niǎo):比導(dǎo)彈都快的飛機(jī)的圖8

▲SR-71攜帶的兩種主要攝像裝置

你所不知的SR-71黑鳥(niǎo):比導(dǎo)彈都快的飛機(jī)的圖9

你所不知的SR-71黑鳥(niǎo):比導(dǎo)彈都快的飛機(jī)的圖10

▲攝像裝置示意圖


不過(guò)以上全部科技都不如SR-71的J58引擎亮眼。作為全世界唯一一款渦輪沖壓引擎,J58是SR-71一切的根基。

你所不知的SR-71黑鳥(niǎo):比導(dǎo)彈都快的飛機(jī)的圖11

▲J58引擎,注意側(cè)面的三根巨大管子,下文中會(huì)特別提及


與最近出現(xiàn)的變循環(huán)引擎類似,J58可以調(diào)整引擎內(nèi)氣體的流動(dòng),但與變循環(huán)引擎的多重組合不同,J58更像是一個(gè)雙向開(kāi)關(guān)。J58的主要構(gòu)造與一般渦輪噴氣引擎無(wú)異,使用前部渦輪對(duì)空氣進(jìn)行增壓以供燃燒,由于燃燒后熾熱的氣體要通過(guò)尾部葉片,為避免尾部葉片熔化引擎燃燒室溫度不能過(guò)高,導(dǎo)致部分氧氣無(wú)法充分燃燒。

你所不知的SR-71黑鳥(niǎo):比導(dǎo)彈都快的飛機(jī)的圖12

▲J58引擎2.2馬赫以下示意圖


為了能更好利用剩余氧氣,幾乎所有噴氣引擎都在尾部葉片后設(shè)有加力燃燒室,通過(guò)剩余氧氣與燃料的再混合燃燒,以高油耗低燃燒效率為代價(jià)提供更多推力,2.2馬赫以下的J58引擎亦如此。但在2.2馬赫以上,J58引擎兩側(cè)的六個(gè)導(dǎo)氣管道會(huì)打開(kāi),將絕大部分進(jìn)氣從渦輪葉片第四級(jí)直接導(dǎo)入加力燃燒室。

你所不知的SR-71黑鳥(niǎo):比導(dǎo)彈都快的飛機(jī)的圖13

▲J58引擎2.2馬赫以上示意圖


由于2.2馬赫以上SR-71向前飛行的運(yùn)動(dòng)對(duì)空氣的加壓比例已優(yōu)于渦輪葉片的比例,直接將加壓空氣送入加力燃燒室能讓燃燒效率大幅度提高。此時(shí)的J58引擎更像是沖壓引擎,及不經(jīng)過(guò)渦輪加壓而是利用引擎前向運(yùn)動(dòng)來(lái)壓縮空氣的噴氣式引擎。同時(shí)兼顧兩種引擎特點(diǎn)的J58也因此被命名為渦輪沖壓引擎。

你所不知的SR-71黑鳥(niǎo):比導(dǎo)彈都快的飛機(jī)的圖14

▲J58引擎油耗效率示意圖,注意看弧線最高點(diǎn)處對(duì)應(yīng)的空速


由于沖壓引擎的油耗在超高音速階段要遠(yuǎn)低于渦輪引擎的油耗,J58引擎是速度越快耗油越低,也就是說(shuō)SR-71在3.2馬赫巡航時(shí)耗油量最低。沒(méi)錯(cuò),你沒(méi)看錯(cuò),SR-71飛的越快越省油。所以認(rèn)為SR-71飛行油耗高,更多的是對(duì)其為了適應(yīng)高速摩擦熱脹冷縮效應(yīng)而設(shè)計(jì)了滲油油箱,導(dǎo)致起飛后需要馬上加油的誤解。

你所不知的SR-71黑鳥(niǎo):比導(dǎo)彈都快的飛機(jī)的圖15

▲正在滲油的SR-71油箱


雖說(shuō)不是變循環(huán)引擎,但J58引擎是真的會(huì)“變”。為了讓超音速的氣流進(jìn)入引擎后能被減速成亞音速氣流以便加壓,J58的引擎鼻錐會(huì)從1.6馬赫開(kāi)始,每提高0.1馬赫向后收縮4.06厘米。當(dāng)SR-71在3.2馬赫巡航,J58引擎工作效率最高時(shí),鼻錐已經(jīng)足足向后收縮了66厘米。

你所不知的SR-71黑鳥(niǎo):比導(dǎo)彈都快的飛機(jī)的圖16

▲J58引擎1.6馬赫時(shí)


你所不知的SR-71黑鳥(niǎo):比導(dǎo)彈都快的飛機(jī)的圖17

▲J58引擎3.2馬赫時(shí)


終其一生,SR-71總共躲過(guò)4000余枚空空導(dǎo)彈和地空導(dǎo)彈,其中甚至包括在贖罪日戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)以色列所發(fā)射的導(dǎo)彈。由于高度機(jī)密,連當(dāng)時(shí)美國(guó)最鐵的盟友以色列都不清楚SR-71的存在,誤把其當(dāng)作敵機(jī)進(jìn)行了攻擊。

你所不知的SR-71黑鳥(niǎo):比導(dǎo)彈都快的飛機(jī)的圖18

▲被以色列防空導(dǎo)彈攻擊過(guò)的SR-71


時(shí)至今日,SR-71仍然有許多數(shù)據(jù)和任務(wù)尚未解密,這只黑鳥(niǎo)或許會(huì)和其試飛地51區(qū)一樣永遠(yuǎn)保留著些許謎團(tuán)。

你所不知的SR-71黑鳥(niǎo):比導(dǎo)彈都快的飛機(jī)的圖19

▲在紐約市無(wú)畏號(hào)航母博物館上展出的SR-71


隨著NASA在1999年徹底退役科研版SR-71,這些龐大的黑鳥(niǎo)再也不用去挑戰(zhàn)宇宙的邊緣,去跨越聲音的屏障,而是躺在名叫博物館的鳥(niǎo)巢里享受著人們的瞻仰。盡管洛馬宣布正在研發(fā)SR-72,但正如現(xiàn)今許多偵查飛行器一樣,SR-72將會(huì)是超高音速無(wú)人機(jī)。黑鳥(niǎo)的傳奇,至此終結(jié)。

關(guān)于黑鳥(niǎo) 

你所不知的SR-71黑鳥(niǎo):比導(dǎo)彈都快的飛機(jī)的圖20

SR-71超音速偵察機(jī)是由美國(guó)洛克希德公司研制的M3高空戰(zhàn)略偵察機(jī),于1963年2月開(kāi)始研制,1964年12月開(kāi)始試飛,1966年1月交付使用,1990年全部退役。SR-71機(jī)體重量的93%為鈦合金,其氣動(dòng)外形為三角翼、雙垂尾,發(fā)動(dòng)機(jī)布置在機(jī)翼上。SR-71有三種改型:A型,戰(zhàn)略偵察型,共生產(chǎn)25架;B型,教練型,共生產(chǎn)2架;C型,由A型改裝的教練型。
你所不知的SR-71黑鳥(niǎo):比導(dǎo)彈都快的飛機(jī)的圖21
SR-71上有兩名成員:飛行員和系統(tǒng)操作手。座艙呈縱列式。由于SR-71的飛行高度和速度都超出人體可承受的范圍,兩名成員必須穿著全密封的飛行服,看上去外觀與宇航員類似。
你所不知的SR-71黑鳥(niǎo):比導(dǎo)彈都快的飛機(jī)的圖22
SR—71A是由YF—12發(fā)展而來(lái)的戰(zhàn)略偵察機(jī),也是“黑鳥(niǎo)”家族中生產(chǎn)架數(shù)最多的一種型號(hào)。該機(jī)于1963年2月開(kāi)始研制。1964年10月29日l(shuí)號(hào)機(jī)出廠,井被運(yùn)往負(fù)責(zé)試驗(yàn)的加利福尼亞州旁姆戴爾工廠,在完成地面試驗(yàn)后,于同年12月22日首次飛行。1964年12月7日,美國(guó)空軍決定將加利福尼亞州比爾空軍基地提供給SR—7l戰(zhàn)略偵察機(jī)使用,并組建了第4420戰(zhàn)略偵察機(jī)聯(lián)隊(duì)。該聯(lián)隊(duì)即是美國(guó)空軍第9戰(zhàn)略偵察聯(lián)隊(duì)的前身。1965年SR—71通過(guò)了美國(guó)空軍戰(zhàn)略司令部的鑒定,并在1966年1月開(kāi)始交付第9戰(zhàn)略偵察聯(lián)隊(duì)使用。
你所不知的SR-71黑鳥(niǎo):比導(dǎo)彈都快的飛機(jī)的圖23
該機(jī)機(jī)內(nèi)載油量增大,飛行重量和航程也有所增加。機(jī)載設(shè)備包括簡(jiǎn)單的戰(zhàn)地偵察設(shè)備、入侵偵察用的高性能探測(cè)裝置,以及每小時(shí)能偵察面積為15.5萬(wàn)平方公里的戰(zhàn)略偵察系統(tǒng)。
你所不知的SR-71黑鳥(niǎo):比導(dǎo)彈都快的飛機(jī)的圖24
SR-71的機(jī)身大部份都是鈦,而這些鈦還是在冷戰(zhàn)高峰期從蘇聯(lián)方面得到的,洛克希德用各種可行的偽裝方法防止被蘇聯(lián)政府得知這些鈦的用途。為了降低成本,他們使用的是可在較低溫度軟化而較易加工的鈦合金,完成的飛機(jī)會(huì)涂上暗藍(lán)色(趨近黑色),以加強(qiáng)熱輻射冷卻與高空的偽裝效果。
你所不知的SR-71黑鳥(niǎo):比導(dǎo)彈都快的飛機(jī)的圖25
鈦制蒙皮的研究顯示,在逐次像是退火一般的劇烈加熱中,材質(zhì)會(huì)逐漸強(qiáng)化。
你所不知的SR-71黑鳥(niǎo):比導(dǎo)彈都快的飛機(jī)的圖26
主翼內(nèi)側(cè)蒙皮的主要部份其實(shí)是皺紋狀的。熱膨脹會(huì)使平滑的蒙皮撕裂或卷曲,而將蒙皮做出皺折讓它能向垂直方向伸展,避免應(yīng)力過(guò)強(qiáng),同時(shí)也增強(qiáng)縱向強(qiáng)度。不過(guò)空氣動(dòng)力專家指責(zé)工程師是試圖讓一架20年代的福特三引擎飛機(jī)(因其皺紋狀的鋁制蒙皮而聞名)飛到三馬赫。部份SR-71在機(jī)身中心附近有紅色的警示條,以防止維修人員不慎破壞蒙皮,因?yàn)檫@里的蒙皮薄而易破,很大一塊區(qū)域的下方都沒(méi)有結(jié)構(gòu)梁提供額外支撐。
你所不知的SR-71黑鳥(niǎo):比導(dǎo)彈都快的飛機(jī)的圖27
SR-71被設(shè)計(jì)為具有非常小的雷達(dá)反射截面(radar cross-section,RCS),這是早期的隱形設(shè)計(jì)。然而,這并沒(méi)有包括高溫引擎排氣。所以諷刺的是,SR-71在聯(lián)邦航空總署(Federal Aviation Administration,F(xiàn)AA)的長(zhǎng)程雷達(dá)上是最大的目標(biāo)之一,在幾百哩外就能追蹤。即使采用了大量的隱身技術(shù),但是因?yàn)槠湓诟咚亠w行時(shí)候巨大的紅外特征,因此他實(shí)際上不具備隱形功能,但是依賴他的高速,SR-71成功的擺脫了上千次針對(duì)她的攻擊,其中絕大部分都來(lái)自前蘇聯(lián)的飛機(jī)和對(duì)空導(dǎo)彈。
你所不知的SR-71黑鳥(niǎo):比導(dǎo)彈都快的飛機(jī)的圖28
SR-71仍然是世界上有人駕駛的最快的飛機(jī),并且保有兩項(xiàng)紀(jì)錄:1976年7月28日當(dāng)天,一架SR-71創(chuàng)下時(shí)速2,193.167哩(3,529.56公里)的速度紀(jì)錄,以及85,068.997呎(25,929米)的高度紀(jì)錄,只有前蘇聯(lián)的MiG-25狐蝠式高空攔截機(jī)曾經(jīng)在1977年8月31日達(dá)到更高的37,650米。它可以在80,000呎(約24公里)的高空,以每小時(shí)100,000平方哩(約每秒72平方公里)的速度掃視地表。當(dāng)SR-71在1990年退役時(shí),其中一架從它出生的加州棕櫚谷(Palmdale)的美國(guó)空軍42號(hào)工廠(Plant 42),飛到維吉尼亞州香蒂利(Chantilly)國(guó)家航太博物館展示,以平均時(shí)速2,124哩(3,418公里),全程只花了68分鐘。SR-71也保有在1974年9月1日創(chuàng)下的從紐約到倫敦的紀(jì)錄:1小時(shí)54分56.4秒。(協(xié)和式客機(jī)飛行同樣的路程要3小時(shí)20分,而最快的亞音速客機(jī)波音747則需要7小時(shí)。)
你所不知的SR-71黑鳥(niǎo):比導(dǎo)彈都快的飛機(jī)的圖29
SR—71極其高昂的使用費(fèi)用,是其將退役的主要原因之一,盡管就連國(guó)會(huì)議員也有人認(rèn)為它仍然是一架尚無(wú)其它飛機(jī)可以代替的戰(zhàn)略偵察機(jī)。在美國(guó)空軍提交的任務(wù)準(zhǔn)備狀態(tài)的請(qǐng)求報(bào)告中,曾提出兩架重新服役的SR—71A按每月30天計(jì)算,每月所需費(fèi)用為3900萬(wàn)美元的預(yù)算。而且,美國(guó)空軍還計(jì)劃對(duì)其進(jìn)行現(xiàn)代化改裝,如改進(jìn)它的偵察設(shè)備和雷達(dá)系統(tǒng),裝備衛(wèi)星全球定位系統(tǒng)等,這些都需要極大的投資,所以美國(guó)國(guó)會(huì)未批準(zhǔn)這些投資計(jì)劃。由此看來(lái),6O年代問(wèn)世的“黑鳥(niǎo)”即將走到其生命的盡頭。不過(guò),即使SR—71全部退役,但如今已經(jīng)變成NASA飛行試驗(yàn)機(jī)的“黑鳥(niǎo)”,仍將在科研戰(zhàn)線上超期服役。



登錄后免費(fèi)查看全文
立即登錄
App下載
技術(shù)鄰APP
工程師必備
  • 項(xiàng)目客服
  • 培訓(xùn)客服
  • 平臺(tái)客服

TOP

1