SR-71:世界上最快的高空高速偵察機(jī)飛機(jī)之一

? ? ? ?SR-71偵察機(jī)(英文:SR-71,綽號:Blackbird,譯文:黑鳥),是美國空軍一型噴氣式遠(yuǎn)程高空高速戰(zhàn)略偵察機(jī)。
? ? ? ?SR-71偵察機(jī)采用了大量當(dāng)時的先進(jìn)技術(shù),鈦結(jié)構(gòu)、渦噴/沖壓變循環(huán)發(fā)動機(jī),仍然不失其先進(jìn)性。該機(jī)是第一種成功突破熱障的實(shí)用型噴氣式飛機(jī),實(shí)戰(zhàn)記錄中沒有任何一架曾被敵機(jī)或防空導(dǎo)彈擊落過 。

研制背景
? ? ? ?SR-71的誕生源于美國對蘇聯(lián)和中國的高空偵察需求。在1960年,美國的U-2偵察機(jī)在蘇聯(lián)領(lǐng)空被擊落,引發(fā)了國際政治危機(jī)。美國總統(tǒng)艾森豪威爾中止了U-2飛越蘇聯(lián)領(lǐng)空的行動,并要求中央情報(bào)局和洛克希德公司開發(fā)一種能夠避開蘇聯(lián)雷達(dá)的新型偵察機(jī)。經(jīng)過“彩虹”計(jì)劃證明,U-2的改進(jìn)并不成功,研究人員最終決定,全新開發(fā)一種U-2的替代品,以高速彌補(bǔ)匿蹤的不足回應(yīng)總統(tǒng)的要求。于是,美國洛克希德公司開始了SR-71的研制工作,經(jīng)過多年的研發(fā)和測試,SR-71終于在1964年首飛,1966年服役,共生產(chǎn)32架。
氣動結(jié)構(gòu)
? ? ? SR-71偵察機(jī)采用低安裝的二角翼,機(jī)身棱角分明,雙鰭向內(nèi)傾斜 ?,無尾帶邊的三角翼,翼身融合體雙垂尾布局,發(fā)動機(jī)裝在半翼展的二分之一處 ?。該機(jī)首先采用雷達(dá)吸波材料,有意識地采用內(nèi)傾的雙垂尾以避免強(qiáng)化雷達(dá)波反射的直角內(nèi)角 。
? ? ? SR-71飛行速度快到一定程度時,與空氣摩擦產(chǎn)生大量熱量,從而威脅到飛機(jī)結(jié)構(gòu)安全的問題。為此機(jī)身大量采用低重量、高強(qiáng)度的鈦合金作為結(jié)構(gòu)材料(同時有助于飛機(jī)快速飛行和快速升高),其重量占機(jī)體重量的93% ,因此可承受230度的氣動摩擦溫度,發(fā)動機(jī)尾噴管周圍區(qū)域的溫度更是高達(dá)510度,座艙蓋的特殊耐熱玻璃可承受340度的高溫 。機(jī)翼等重要部位采用了能適應(yīng)受熱膨脹的設(shè)計(jì)。

? ? ? ?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,而且飛行服具有自己的氧氣加壓系統(tǒng)。
動力系統(tǒng)
? ? ? ?SR-71偵察機(jī)使用兩臺普惠J-58-1變循環(huán)發(fā)動機(jī),每一臺能夠產(chǎn)生145千牛的靜推力。一般噴氣發(fā)動機(jī)無法持續(xù)使用加力燃燒室,而且效率在高速時會下降,該發(fā)動機(jī)正好相反,且轟鳴聲巨大,但是超音速飛行的SR-71會把發(fā)動機(jī)噪音和其他大部分噪音都甩在身后。因?yàn)镾R-71在高速飛行時,機(jī)體長度會因?yàn)闊崦浬扉L30多厘米;油箱管道設(shè)計(jì)巧妙,采用了彈性的箱體,并利用油料的流動來帶走高溫部位的熱量。盡管采用了很多措施,但SR-71在降落地面后,油箱還是會因?yàn)闄C(jī)體熱脹冷縮而發(fā)生一定程度的泄漏。實(shí)際上,SR-71起飛時通常只帶少量油料,在爬高到巡航高度后再進(jìn)行空中加油。

? ? ? SR-71被設(shè)計(jì)為具有非常小的雷達(dá)反射截面,但其高溫排氣引擎卻使其很容易在雷達(dá)上被發(fā)現(xiàn)。駕駛這架飛機(jī)需要極高的時間精確性,為了不偏離航向,必須幾乎100%按照時間節(jié)點(diǎn)操作,其掉個頭就會飛過260千米。
航電系統(tǒng)
? ? ? ?SR-71偵察機(jī)主要任務(wù)載荷包括偵察照相機(jī)、紅外和電子探測器、AN/APQ-73合成孔徑側(cè)視雷達(dá)等先進(jìn)的電子和光學(xué)偵察設(shè)備,但都處于絕對保密的狀態(tài),外界了解甚少。但通過對其飛行速度和光學(xué)照相機(jī)的分析,約一小時內(nèi)它能完成對面積達(dá)324000平方千米的地區(qū)的光學(xué)攝影偵察任務(wù),約6分鐘就可以拍攝得到覆蓋整個意大利的高清晰度照片。其光學(xué)鏡頭的性能優(yōu)異,但分辨率高度保密。為了避免飛機(jī)向前飛行引起的誤差,偵察照相機(jī)均裝在導(dǎo)軌上,攝影時向后運(yùn)動,使得相機(jī)相對于地面靜止。

? ? ? ?超高的巡航高度還給SR-71另一個無與倫比的"偷窺"優(yōu)勢,其并不需要進(jìn)入敵人領(lǐng)空即可通過攜帶的傾斜視角攝像機(jī)進(jìn)行拍攝偵查。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。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土面積的高清拍攝。
性能數(shù)據(jù)
項(xiàng)目? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??數(shù)據(jù)
乘員? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?2人
長度? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??32.74米
翼展? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??16.94米
高度? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?5.64米
機(jī)翼面積? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?170平方米
主輪距? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??5.08米
前主輪距? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??11.53 米
空重? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??30,600千克
最大起飛重量? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??78,000千克
動力系統(tǒng)? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??兩臺普惠J58-1渦輪噴氣亞燃沖壓組合循環(huán)發(fā)動機(jī)
推力? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??2 ×151千牛
最大飛行速度? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??3.35馬赫(1,906節(jié),3,529.55千米/小時)
實(shí)用升限? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 25,900米
航程? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 5,925千米
作戰(zhàn)半徑? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?1,600海里(2,960千米),2個副油箱
爬升率? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??60米/秒
翼載荷? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??460千克/平方米
推重比? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 0.39
續(xù)航時間? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??1.5小時
次型衍生
SR-71A
? ? ? ? SR-71A屬于戰(zhàn)略偵察型,是"黑鳥"家族中生產(chǎn)架數(shù)最多的一種型號。
? ? ? ? 1963年2月,以偵察攻擊型RS-71開始研制。1964年10月29日1號機(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,并完成地面試驗(yàn)后。1964年12月22日首次飛行。隨后將偵察攻擊型RS-71改為戰(zhàn)略偵察型SR-71A,共生產(chǎn)了29架。
SR-71B
? ? ? ?SR-71B屬串列雙座教練型,共生產(chǎn)2架。后座艙為教官艙,比前座艙高,這樣前后座的乘員都有較好的視界。在發(fā)動機(jī)的短艙下重新裝上了兩塊固定腹鰭。

? ? ? ?2架SR-71B分別于1965年11月18日和12月18日首飛,于1966年1月交付使用,用于培訓(xùn)SR-71A的飛行員。1968年1月11日,SR-71B的第二架原型機(jī)因飛行事故墜毀,剩下的第一架原型機(jī)后來作為NASA的831用于各種飛行試驗(yàn)。
SR-71C
? ? ? ? SR-71C是經(jīng)修改的教練型,只制造了一架。由于SR-71B的第二架原型機(jī)失事,根據(jù)空軍的使用需要,用YF-12A的第一架原型機(jī)和地面試驗(yàn)機(jī)的部件改裝了一架SR-71C,改裝成了此教練型。該型于1976年10月29日首飛。在所有SR-71飛機(jī)中,有一架尾部稍有修改的飛機(jī),它就是SR-71A(BT)。因加大了尾梁尺寸,故有人稱其為"大尾"(Big Tail)。
M-21
? ? ? ? 依據(jù)基本的A-12發(fā)展出來的M-21是一個重要的次型。這是以A-12改裝成D-21無人偵察機(jī)的發(fā)射平臺。

? ? ? ?當(dāng)D-21未裝上時稱為M-21,裝上時稱為MD-21。D-21是全自動的無人高空偵察機(jī),發(fā)射后飛越目標(biāo)區(qū),并在指定地點(diǎn)投出資料包,由C-130回收,而D-21則自爆銷毀。在一次測試中,發(fā)射后不久的D-21撞上母機(jī)并導(dǎo)致發(fā)射控制官身亡的測試意外后,這個計(jì)劃在1966年被取消。唯一保留下來的M-21與D-21B,在華盛頓州西雅圖的飛行博物館陳列展覽。
YF-12
? ? ? ? YF-12裝備了用于擊落敵轟炸機(jī)的空對空導(dǎo)彈。洛克希德在60年代中期制造了3架YF-12,試飛表明在3馬赫發(fā)射導(dǎo)彈時可行的,但該型沒有投產(chǎn)。
世界紀(jì)錄
? ? ? ? 1976年7月28日,編號963的SR-71創(chuàng)下時速3529.55公里的速度紀(jì)錄,以及25929米的高度紀(jì)錄(1977年8月31日被米格-25以37,650米打破)。在官方的速度紀(jì)錄中,飛機(jī)要經(jīng)過兩個階段。在起始的第一階段飛行過程中,一個引擎需要先保持在關(guān)閉的狀態(tài),等到經(jīng)過中途的接力點(diǎn)時,再由飛行員重新啟動。也就是說,SR-71只靠一個引擎就奪下了最快紀(jì)錄。

? ? ? ?1974年9月1日,SR-71創(chuàng)下的從紐約到倫敦的紀(jì)錄:1小時54分56.4秒。(協(xié)和客機(jī)飛行同樣的路程要3小時20分,而最快的亞音速客機(jī)波音747則需要7小時。)
總體評價
? ? ? ?SR-71極其高昂的使用費(fèi)用,是其將退役的主要原因之一,盡管就連國會議員也有人認(rèn)為它仍然是一架尚無其它飛機(jī)可以代替的戰(zhàn)略偵察機(jī)。雖然SR-71已經(jīng)退役多年,但它的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn),對于今天的航空技術(shù)和偵察機(jī)器的研制,仍然具有重要的啟示意義。