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就喜欢你看不惯我,又干不掉我的样子——SR-71“黑鸟”

2019-08-26 点击:788

  就喜欢你看不惯我,又干不掉我的样子——SR-71“黑鸟”

  SR-71“黑鸟”

  文章开始先来听个笑话:飞行员询问飞行地面控制中心“请求60000英尺高度的空域使用权。”飞行地面控制中心的塔台调度员略带惊奇和嘲讽地说:“你打算怎么爬升到那个高度?”驾驶员回答:“我们不打算爬升到那个高度,我们要下降到那个高度。”塔台调度员:“.........”(60000英尺约为18000米,术语是FL 60,这是多数战斗机的升限,民航飞机基本没戏,而黑鸟最高能爬升到三万米)。今天我们就来了解一下,和米格-25一样被称为双三飞机的SR-71“黑鸟”。

  就喜欢你看不惯我,又干不掉我的样子——SR-71“黑鸟”

  高空高速飞行的“黑鸟”

  SR-71侦察机“黑鸟”(Blackbird),远程高空高速战略侦察机。SR-71侦察机采用了大量当时的先进技术,钛结构、涡喷/冲压变循环发动机。SR-71首先在飞机设计中考虑隐身,首先采用雷达吸波材料,有意识地采用内倾的双垂尾以避免强化雷达波反射的直角内角,是第一种成功突破热障的实用型喷气式飞机,实战记录中没有任何一架曾被敌机或防空导弹击落过。

  就喜欢你看不惯我,又干不掉我的样子——SR-71“黑鸟”

  臭鼬工厂

  SR-71侦察机,由美国洛克希德公司(Lockheed)的臭鼬工厂1963年开始研制,1964年首飞,1966年服役,共生产32架(因故障坠毁12架,无一被击中过,仅一人身亡,其余均跳伞获救)。1990年退役,1995年部分SR-71编回部队,并于1997年展开飞行任务,1998年永久退役,部分进入博物馆陈列,仅美国航空航天局(NASA)飞行研究中心的一架SR-71A和一架SR-71B用于飞行研究。臭鼬工厂(Skunk Works)是洛克希德·马丁公司高级开发项目的官方认可绰号。臭鼬工厂以担任秘密研究计划为主,研制了洛马公司的许多著名飞行器产品,包括U-2侦察机、SR-71“黑鸟”侦察机以及F-117“夜鹰”战斗机和F-35“闪电II”战斗机、F-22猛禽战斗机等。2013年6月,臭鼬工厂宣传片泄露美国绝密的第六代战斗机方案(即F-22的下一代战斗机)。

  就喜欢你看不惯我,又干不掉我的样子——SR-71“黑鸟”

  “黑鸟”飞行员的飞行服和宇航服差不多

  SR-71乘员1到2人,空重30,600公斤,负载重量77,000公斤,最大起飞重量78,000公斤。发动机采用2台普惠J58-1型涡轮喷气发动机,加力燃烧室可持续工作(一般涡喷发动机加力燃烧室不能长时间工作,防止动力涡轮超温)。加力燃烧室开时推力为2×144.57千牛,最大速度3.35马赫(1,906节,3,529.56公里/小时),侦查时飞行高度24,285米,爬升率≥60米/秒,实用升限25,900米,最大升限30,500米,作战半径5,400公里,续航时间1.5小时。

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  加力起飞的“黑鸟”,长长的尾焰

  SR-71被设计为具有非常小的雷达反射截面(radar cross-section,RCS),这是早期的隐形设计。但是即使采用了大量的隐身技术,黑鸟在高速飞行时候巨大的红外特征导致其完全不具备隐形功能。SR-71在美国联邦航空总署(Federal Aviation Administration,FAA)的长程雷达上都是最大的目标之一,在几百公里外都能追踪。所以当“黑鸟”在自家头顶上收集情报的时候,对谁来说都是一种侮辱。明明知道美国间谍飞机就在头顶上,苏联完全无计可施。就这样“黑鸟”在全世界头顶招摇过市了30多年,调戏敌国防空系统完全是凭其神一样的高速,和当时战斗机都达不到的飞行高度,成功摆脱了上千次针对它的阻截和攻击全身而退的,其中绝大部分都来自前苏联的飞机和地空导弹。因为它从纽约飞到伦敦才要1小时55分钟,实在追不上也打不着呀——“就喜欢你看不惯我,又干不掉我的样子”。

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  “黑鸟”的波纹蒙皮

  SR-71的外形颠覆了当时所有人的想象,把美军战机带入外星时代。95%的飞机结构是钛,而这些钛是在冷战高峰期从最大生产国苏联方面得到的。为降低成本,SR-71使用可在较低温度软化而较易加工的钛合金,完成的飞机被涂上接近黑的暗蓝色,以加强热辐射冷却与高空的伪装效果,“黑鸟”因而得名。在高速飞行时,SR-71机体长度会因为热胀伸长30多厘米;所以所有机身的校准必须以高速状态为准。黑鸟飞机降落后会有好一段时间没有人能靠近,因为座舱罩会高达摄氏300度以上。为了承受高温,刹车等处大量使用了石棉。为避免热膨胀使平滑的蒙皮撕裂或卷曲,黑鸟主翼内侧蒙皮的主要部份被制成皱纹状的,因而能向垂直方向伸展,避免应力过强,同时也增强纵向强度。钛制蒙皮在多次退火一般的剧烈加热中,材质还会逐渐强化。

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  红框处的漏油点

  当“黑鸟”以3马赫以上速度飞行时,机身温度飙升到超过220摄氏度。普通航空煤油JP-4在这种温度下会被点燃并在油箱中爆炸,于是洛克希德研制了专用于高超音速飞行器的航空煤油JP-7。JP-7比JP-4更稳定,以至于常规点火器都无法点燃,所以“臭鼬工厂”又研制了使用三乙基硼烷(TEB)为引火器的化学点火系统(CIS)。SR-71油箱管道设计巧妙,采用了弹性箱体,并利用油料的流动来带走高温部位的热量并且可以保护轮胎在高温中不会爆炸(起落架巧妙的设计为被油箱包裹着)。尽管采用了很多措施,燃油密封系统还是无法完全承受高温下的大幅度膨胀从而会有泄漏。SR-71起飞时通常只带少量油料,在爬高到巡航高度后再进行空中加油,这期间会出现泄漏,降落地面后,油箱因为机体热胀冷缩也会泄漏。

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  J-58轴流式涡喷发动机

  “黑鸟”使用的普惠公司的J-58轴流式涡喷发动机,带有加力燃烧室且可持续工作,单台最大推力14460千牛(即14.74吨)。从外观上看这台发动机实际上是一台轴流式的涡喷发动机,加上了一个冲压发动机的外壳。因为一般超音速发动机和高超音速发动机对进气口的空气速度和压力要求不同,所以J-58发动机进气口的前端有一个可自由调节的激波锥,以适应不同速度飞行时对进气的不同要求。在马赫3以下,可调进气口面积大空气压力小,进口导流片打开轴流发动机工作提供动力;马赫3以上可调进气口面积大空气压力大,进口导流片关闭,加力燃烧室和冲压外涵道工作提供动力。实际上J-58在进入马赫3以后,发动机75%的推力都是由外侧的冲压外涵道提供当然,但涡喷的25%是基本的,没有它也就不会有其余部分。

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  变形金刚中的黑鸟,一样会漏油

  与米格-25/31一样,“黑鸟”在高速飞行时的过载很差,一位曾经的“黑鸟”飞行员回忆,他曾经多次架黑鸟在苏联和朝鲜上空执行任务。“有一次在朝鲜,侦察机拐弯儿时甩掉了一台发动机。飞机偏着飞了有一分钟,简直太刺激啦!整个飞机差点玩儿完,但我们当晚还是‘一瘸一拐地’回到了冲绳基地。那次能死里逃生,多亏了我们平时的有效训练:我们在模拟飞行器里训练了一次又一次,差不多与整个飞机都融为一体了。因此我们还是控制了飞机,将速度降下来最终飞了回去。”

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  “狐蝠”大战“黑鸟”航空画

  瑞典人说他们曾经探测到有“狐蝠-E”(米格-25PD/PDS)在19200米高空跟在正要离开波罗的海的SR-71后方2.9公里处。多年以后的一位飞行员回答了这个问题,波罗的海任务可能是“黑鸟”要把速度降到2.8马赫去完成转弯,恰巧被瑞典人用雷达探测到了。俄罗斯人说米格-25不开雷达的话就不会被“黑鸟”的自卫电子系统和电子情报系统探测到,“狐蝠”能用自己的红外传感器轻松捕获SR-71这样一个火热的目标,“黑鸟”长长的加力尾焰在寒冷天空的映衬下特别醒目,他们只在打算射击时才会开雷达,因此,“黑鸟”可能都没有察觉到这些拦截。然而,事实是并没有一架“黑鸟”被导弹击中过!

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