飛行速度比子彈還快的“黑鳥”高空戰略偵察機誕生過程

飛行速度比子彈還快的“黑鳥”高空戰略偵察機誕生過程

洛克希德公司著名的“臭鼬工廠”在冷戰期間打造了一款可進行三倍音速飛行的遠端戰略偵察機,比子彈的速度還快的SR-71“黑鳥”高空偵察機雖然已經退役,但其依靠三倍音速和三萬米升限仍然位居冷戰間諜飛機之首,它的飛行速度和高度可使其擺脫危險。最終,SR-71偵察機服役了數十年,而且也打破了人類噴氣式飛機的速度和高度記錄。

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SR-71“黑鳥”於1963年2月開始研製,1964年12月開始試飛,1966年1月交付使用,1990年全部退役。SR-71機體重量的93%為鈦合金,其氣動外形為三角翼、雙垂尾,發動機佈置在機翼上。SR-71有三種改型:A型,戰略偵察型,共生產25架;B型,教練型,共生產2架;C型,由A型改裝的教練型。

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機長32。74米,機高5。64米,最大起飛重量77。11噸,最大飛行速度3。2倍音速,偵察高度24000米,作戰半徑1930千米,航程4800千米。機載裝置有天文導航裝置、鐳射測距裝置、電子對抗裝置、合成孔徑測視雷達、高解析度照相機、紅外和電子探測器等。

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SR-71上有兩名成員:飛行員和系統操作手。座艙呈縱列式。由於SR-71的飛行高度和速度都超出人體可承受的範圍,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。

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SR-71的機身大部份都是鈦,而這些鈦還是在冷戰高峰期從蘇聯方面得到的,洛克希德用各種可行的偽裝方法防止被蘇聯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,完成的飛機會塗上暗藍色(趨近黑色),以加強熱輻射冷卻與高空的偽裝效果。

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為了承受持續超音速飛行時因空氣摩擦產生的高溫,黑鳥需要採用一系列專門研製的新材料,包括耐高溫燃油、密封劑、潤滑油以及其他元件。鈦制蒙皮的研究顯示,在逐次像是退火一般的劇烈加熱中,材質會逐漸強化。

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主翼內側蒙皮的主要部份其實是皺紋狀的。熱膨脹會使平滑的蒙皮撕裂或捲曲,而將蒙皮做出皺摺讓它能向垂直方向伸展,避免應力過強,同時也增強縱向強度。不過空氣動力專家指責工程師是試圖讓一架20年代的福特三引擎飛機(因其皺紋狀的鋁製蒙皮而聞名)飛到三馬赫。部份SR-71在機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,因為這裡的蒙皮薄而易破,很大一塊區域的下方都沒有結構梁提供額外支撐。

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SR-71被設計為具有非常小的雷達反射截面,這是早期的隱形設計。然而,這並沒有包括高溫引擎排氣。所以諷刺的是,SR-71在聯邦航空總署的長程雷達上是最大的目標之一,在幾百哩外就能追蹤。即使採用了大量的隱身技術,但是因為其在高速飛行時候巨大的紅外特徵,因此他實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她的攻擊,其中絕大部分都來自前蘇聯的飛機和對空導彈。

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SR-71主要任務載荷包括偵察照相機、紅外和電子探測器、AN/APQ-73合成孔徑側視雷達等先進的電子和光學偵察裝置,但都處於絕對保密的狀態。透過對其飛行速度和光學照相機的分析,一小時內它能完成對面積達324000平方千米的地區的光學攝影偵察任務。其光學鏡頭的效能超乎一般的想象,但解析度高度保密。為了避免飛機向前飛行引起的誤差,偵察照相機均裝在導軌上,攝影時向後運動,使得相機相對於地面靜止。

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JP-7原本是為了A-12而發展,擁有極高的閃燃點以避免高溫下自燃。JP-7含有碳氟化合物以增加潤滑性,氧化劑使其容易燃燒,甚至還有銫的配方,以偽裝廢氣的雷達訊號。這也使得JP-7比蘇格蘭威士忌還貴,操作SR-71一小時的油費就要24,000到27,000美元。相對之下U-2只需要它的三分之一,但U-2的飛行速度只有SR-71約四分之一之外,可攜帶的偵察裝置還少了許多。

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SR-71是第一種成功突破“熱障”的實用型噴氣式飛機。“熱障”是指飛機速度快到一定程度時,與空氣摩擦產生大量熱量,從而威脅到飛機結構安全的問題。為此機身採用低重量、高強度的鈦合金作為結構材料;機翼等重要部位採用了能適應受熱膨脹的設計,因為SR-71在高速飛行時,機體長度會因為熱脹伸長30多釐米;油箱管道設計巧妙,採用了彈性的箱體,並利用油料的流動來帶走高溫部位的熱量。

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儘管採用了很多措施,但SR-71在降落地面後,油箱還是會因為機體熱脹冷縮而發生一定程度的洩漏。實際上,SR-71起飛時通常只帶少量油料,在爬高到巡航高度後再進行空中加油。

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SR-71是世界上有人駕駛的最快的飛機,並且保有兩項紀錄:1976年7月28日當天,一架SR-71創下時速3529。56公里的速度紀錄,以及25929米的高度紀錄(只有前蘇聯的MiG-25狐蝠式高空攔截機曾經在1977年8月31日達到更高的37,650米)。它可以在約24公里的高空,以約每秒72公里的速度掃視地表。

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當SR-71在1990年退役時,其中一架從它出生的加州棕櫚谷的美國空軍42號工廠,飛到維吉尼亞州香蒂利國家航太博物館展示,以平均時速3418公里飛行,全程只花了68分鐘。SR-71也保有在1974年9月1日創下的從紐約到倫敦的紀錄:1小時54分56。4秒。(協和式客機飛行同樣的路程要3小時20分,而最快的亞音速客機波音747則需要7小時。)

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SR-71極其高昂的使用費用,是其將退役的主要原因之一,儘管就連國會議員也有人認為它仍然是一架尚無其它飛機可以代替的戰略偵察機。在美國空軍提交的任務準備狀態的請求報告中,曾提出兩架重新服役的SR-71A按每月30天計算,每月所需費用為3900萬美元的預算。

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SR-71從美國軍方退役後,變成NASA飛行試驗機,繼續在科研戰線上超期服役。

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