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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。
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。
▲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。
▲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)。
▲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。
▲“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。
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。
▲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。
▲SR-71攜帶的兩種主要攝像裝置
▲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。
▲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。
▲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。
▲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。
▲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。
▲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。
▲J58引擎1.6馬赫時(shí)
▲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。
▲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)。
▲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)。
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