「蛟龍夫人」再升天! 美軍U-2偵察機升級後首飛
2023/09/27 17:48「蛟龍夫人」再升天! 美軍U-2偵察機升級後首飛 - 自由軍武頻道 https://bit.ly/3ZvJVWj
U-2高空偵察機,外號蛟龍夫人(Dragon Lady),已服役近70年。(路透資料照)
〔編譯陳成良/綜合報導〕美國軍工巨擘洛克希德馬丁(Lockheed Martin,簡稱洛馬)26日宣布,美國冷戰時間代表性武器之一、已服役近70年的U-2「蛟龍夫人」(Dragon Lady)高空偵察機,已成功完成升級航空電子系統後的首次飛行測試。
洛馬對U-2的最新升級,是「航空電子技術更新計畫」(ATR)的一環,美國空軍於2020年授予該公司這項價值5000萬美元(約新台幣16億元)的合約。
升級後的U-2偵察機日前在加州帕姆代爾(Palmdale)進行了低空試飛,期間U-2飛行員檢查了所有新航電系統。作為ATR計畫的一部分,洛馬對U-2的航空電子設備和飛行控制系統進行了重要升級,以確保它們能夠使用更新的技術。
根據洛馬所說,升級版U-2的首次試飛,測試了新的機載通訊和導航系統、一台能夠與空中、太空、陸地和網路作戰系統配合使用的新電腦,以及駕駛艙中符合現代技術要求的新觸控式螢幕,以滿足空軍「開放任務系統」(OMS)的要求,該系統尋求結合來自不同領域的資訊,以改善戰場決策。
U-2偵察機自1956年服役至今,是美國空軍一種單座單發動機的高空偵察機,能不分晝夜於21336公尺高空執行全天候偵察任務。在和平時期、危機、小規模衝突與戰爭中,為決策者提供重要情報,此機也用於電子感應器研發、確認衛星資料和校準。
美國空軍至今依然有將近30架U-2偵察機處於現役狀態,為上世紀80年代推出的最新型號「U-2S」。儘管繼承了U-2的編號,但U-2S可以算是一架全新的高空偵察機,甚至還換裝了與B-2匿蹤轟炸機同型號的「F118」渦扇引擎,其最大航程可達10000公里,最大留空時間長達12小時。
根據軍聞網站「WARZONE」報導,美國空軍20年來一直想要退役這批U-2S偵察機,不過多次遭到國會拒絕,開發商洛馬也持續針對這款經典偵察機推出改良方案,使得U-2S比後繼者「SR-71」偵察機服役時間更長,而這款機型也是美軍唯一仍使用底片相機,執行偵察任務的機種。
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SR-71「黑鳥」美國空軍所使用的一款三倍音速長程戰略偵察機SR-71「黑鳥」美國空軍所使用的一款三倍音速長程戰略偵察機SR-71「黑鳥」美國空軍所使用的一款三倍音速長程戰略偵察機


中國製「極音速」飛彈 美國科技幫了大忙? | 國際焦點 | 全球 | 聯合新聞網

SR-71「黑鳥」美國空軍所使用的一款三倍音速長程戰略偵察機

中國製「極音速」飛彈 美國科技幫了大忙?
2022-10-18 14:23 世界日報/ 記者顏伶如/綜合報導
中國製「極音速」飛彈 美國科技幫了大忙? | 國際焦點 | 全球 | 聯合新聞網 https://bit.ly/3EPU8Ve
珠海市的中國國際航空航天博覽會上,展示中國自製的代號「潛龍」殲16多功能戰機。(美聯社)
根據華盛頓郵報調查報導,負責研發中國極音速(hypersonic)計畫與飛彈計畫的軍方研究團體,其中許多雖然被美國列在禁止出口的黑名單上,卻仍購買各式各樣的特殊美國科技,例如獲得五角大廈數百萬元補助或合約公司所製造的產品。
報導指出,美國針對可能威脅美國國家安全的外國勢力祭出出口禁令,避免美國先進科技被販賣或轉售到這些國家,但中國軍方團體透過私人中國企業便取得了先進軟體產品。
在組織龐大的中國軍事研究學院任職以及在中國私人企業服務的科學家受訪時說,例如具有高度專業性的航空工程軟體等美國科技,填補了中國內部對於武器發展的重大落差,讓中國軍力提升獲得關鍵進展。
一名在大學實驗室工作,負責測試極音速飛行器的中國科學家指出:「在這個案例當中,美國科技比較先進,如果沒有外來技術的協助,我們沒辦法完成某些特定項目。」這名科學家也說:「技術基礎完全不一樣。」
華郵報導,聯邦計畫資料庫紀錄顯示,產品被賣到中國軍事研究機構的某些美國公司,因為研發尖端科技而曾獲得美國國防部經費補助,形成了五角大廈拿錢贊助中國軍事現代化發展的詭異現象
專門研究極音速計算研究的波德爾科羅拉多大學(University of Colorado Boulder)國家安全倡議研究中心(Center for National Security Initiatives)主任柏德(Iain Boyd)指出:「如此狀況令人感到不安,因為基本概念就是,可以發展極音速軍事武器的科技,是用美國納稅人的錢透過美國國防部所贊助,到頭來科技卻流入了中國。」
華盛頓郵報在調查採訪中,根據合約內容與國防部補助檔案進行追蹤分析,並訪談了六名在中國軍方實驗室或大學實驗室任職的中國科學家。報導指出,2019年以來,從美國賣給共計數十個機構的300多件科技產品,後來都涉及中國極音速計畫或飛彈計畫。
報導指出,美國的尖端軟體一直源源不絕流入中國的研究領域,且是中國軍方揚言要超越美國的重點項目,反映了華府面臨想要避免中國軍方剝削美國創新科技卻事與願違的現實挑戰。中國製「極音速」飛彈 美國科技幫了大忙? | 國際焦點 | 全球 | 聯合新聞網 https://bit.ly/3EPU8Ve

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SR-71「黑鳥」美國空軍所使用的一款三倍音速長程戰略偵察機SR-71「黑鳥」美國空軍所使用的一款三倍音速長程戰略偵察機SR-71「黑鳥」美國空軍所使用的一款三倍音速長程戰略偵察機  

SR-71「黑鳥」(英文:SR-71 Blackbird)是美國空軍所使用的一款三倍音速長程戰略偵察機,洛克希德以A-12為基礎,同系列的另一款機型是YF-12攔截機。SR-71是由美國軍火工業的傳奇人物凱利·詹森所領導的臭鼬工廠操刀設計,該單位同樣也設計了U-2偵察機等知名的軍機作品。A12/SR-71上使用了大量當時的先進技術,如半衝壓引擎,鈦合金機體,低可偵測性設計,A12/SR-71是美國第一代低雷達反射截面積飛機。雖然這些當時尚未成熟的新技術給A12帶來諸多麻煩,改進為SR71後仍困擾多年,如燃料泄漏和引擎易熄火等問題,匿蹤性能也很有限,但於60年代初期率先達到同時代領先的高速,能以3馬赫擺脫敵機與防空導彈的追擊,所以在蘇聯Mig25和SA5防空體系成軍之前,多次深入蘇聯領空。
60年代末期,隨著中蘇防空體系的增強,為避免重蹈U2被擊落飛行員被俘的尷尬,SR71不再以中蘇為目標,轉戰於朝鮮越南中東。其間開發了由A12的另一改型M21搭載使用Marquardt RJ43-MA衝壓引擎的D21無人偵察機,試圖以縮小版的無人機延續對中蘇的3馬赫掠過式偵查。M21的發展因1966年在與D21超音速下分離時相撞機毀人亡而先行中止,隨後D21改用較保守的方法繼續測試,由B52掛載,附加助推火箭以達到衝壓引擎啟動速度。D21經多年測試於1969年用於實戰,任務為飛臨中國羅布泊進行空氣塵埃採樣,於1969年11月至1971年3月 4次侵入中國領空,但因各種原因均失敗,此項目也隨之取消,這也是D21所有的4次實戰任務。
實戰
總共有5個國家曾向SR71發動攻擊,分別是北越、埃及、朝鮮、利比亞、以色列,其中以色列曾向SR71和mig25這兩種3倍音速飛機都發射過飛彈,均未果。而蘇聯從未攻擊過SR71。有任何一架SR-71曾被擊落過。僅自行墜毀12架占32架製造總數的37.5%
越南戰爭中,SR71飛越北越數十次,其間多次受到北越SA2攻擊。1967年10月,由Dennis Sullivan駕駛的A12被一枚SA2的彈頭破片擊中右翼翼內油箱。
1973年10月第四次中東戰爭期間,SR71一方面侵入中東多國拍攝地面軍隊部署,另一方面也侵入以色列領空進行空氣塵埃採樣並發現以色列秘密往自製Jericho彈道飛彈安裝了核彈頭,其間以色列以F4發射響尾蛇飛彈攻擊未果。
在朝鮮,美方記載有1981年8月,一架由東向西沿朝鮮非軍事區上空飛行的SR71受到朝鮮一至兩枚SA5的攻擊,一枚在離SR-71前方數百公尺的距離上爆炸,SR71立即中止任務飛入韓國領空後返回基地。朝方記載有1982年3月,朝鮮人民軍防空部隊通過雷達跟蹤監視到SR-71由西向東從黃海康翎半島上空侵入朝鮮,掠過朝鮮南部領空,早有防備的朝鮮人民軍從舞水端發射3枚SA5的改進型「織女星」飛彈攻擊這架SR71。
SR71旋即停止了對朝鮮的掠過式偵查,改變戰略,重啟對蘇聯進行邊界偵察行動,於1個月後的1982年4月,第9戰略偵察聯隊向英國公尺爾登霍爾皇家空軍基地派駐第4分隊(DET4),向日本嘉手納基地派駐第1支隊,在每個基地常駐兩架SR-71。已知在西線,作為回應,3個月後的1982年7月駐東德埃伯斯瓦爾德-菲諾空軍基地的前線航空兵第787殲擊航空團被選中換裝米格-25PD,在埃伯斯瓦爾德-菲諾基地始終保持兩架全副武裝的飛機待命。此後一旦SR71接近蘇聯領空,mig25即起飛攔截,雙方在大多數情況下沿蘇聯邊界兩邊遙相併行,這樣一直持續到1988年SR71從英國撤出。
蘇美Baltic Run
西線的SR71以平均每周1架次的頻率從波羅的海公海上空接近蘇聯。波羅的海大部被瑞典、芬蘭、蘇聯和波蘭環繞。SR71靠近蘇芬交界區域時蘇聯會起飛本土的SU15(比mig21,mig23有更高攔截高度),地面S200、S300雷達開機,明示自己空地防空力量的存在,此時SR71會在蘇芬間的公海上空調頭,速度會降至2.6 Mach以下,以減小迴轉半徑。蘇聯有時會抓住這個機會令787團的1架mig25飛出國境,在公海上空對SR71進行模擬攻擊。SR71應對措施是將高度升至72000英尺,保持速度不低於2.8 Mach,此間mig25會隨之升至63000英尺(高度差約2公里),以同樣的速度位於SR71後方1.6海哩(距離差約2.5公里)尾隨,並模擬空空飛彈射擊。
於是出現戲劇性的一幕,經此一番高空高速機動SR71的返程航線必會侵入瑞典領空,美方原本意圖以SR71對蘇聯進行空中偵查,6年間未有一次進入蘇聯領空,卻侵入瑞典領空數十次,因此瑞典是對蘇美Baltic Run最為關注的第3方。瑞典空軍在冷戰高峰10餘年間對波羅的海上空軍事行動有詳細的雷達監控記錄,並特製了Saab37攔截戰術,即由Saab37雷戰機攜帶RB71天閃飛彈,躍升至預想的SR71返程航線附近,在SR71通過時的最接近點以雷達鎖定SR71並模擬以RB71進行one shot攻擊以示抗議,瑞典空軍使用saab37「雷」戰機對SR71總共進行了52次這種警告性正面逼近式攔截。蘇聯、瑞典均無意擊落SR71,卻具驅趕意圖。
歷史
SR-71在1964年12月22日首次試飛,並在1966年1月進入加州比爾(Beale)空軍基地的第4200戰略偵察聯隊(後改番號為第9戰略偵察聯隊)服役。1990年1月26日,由於國防預算降低和操作費用高昂,美國空軍將SR-71退役,但在1995年又編回部隊,並於1997年展開飛行任務,1998年SR-71永久退役。
SR-71仍然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2,193.167哩(3,529.56公里)的速度紀錄,以及85,068.997呎(25,929公尺)的高度紀錄,只有前蘇聯的MiG-25[1]狐蝠式高空攔截機曾經在1977年8月31日達到更高的37,650公尺。它可以在高達80,000呎(約24公里)空中,以每小時100,000平方哩(約每秒72平方公里)的效率掃視地表。當SR-71在1998年退役時,其中一架從它出生的加州棕櫚谷(Palmdale)的美國空軍42號工廠(Plant 42),以平均時速2,124哩(3,418公里)飛到維吉尼亞州香蒂利(Chantilly)國家航太博物館展示,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,而最快的次音速大型客機波音747則需要7小時。)
1968年3月21日,Jerome F. O'Malley少校與Edward D. Payne少校駕駛序號64-17976的SR-71進行首次作戰任務,這架飛機在服役生涯中累積了2,981個飛行小時與942次任務(多於其它任一架),包括257次分別從加州比爾空軍基地、棕櫚谷、沖繩嘉手納空軍基地、與英國米登霍爾皇家空軍基地出發的作戰任務。這架飛機在1990年3月飛到俄亥俄州德通市(Dayton)的國立美國空軍博物館。在沖繩,當地居民因為覺得A-12與SR-71形狀很像一種在沖繩當地土生的毒蛇,而賦予其波布蛇(ハブ)的混名。
SR-71共建造了32架,其中12架在飛行事故中損失,偵察系統官Jim Zwayer是唯一身亡的機師,其他人都彈射逃生成功。
洛克希德臭鼬鼠工廠的Kelly Johnson為CIA設計的A-12牛車式是SR-71的前身。洛克希德稱它為大天使(Archangel),但Johnson寧可用Article。在設計案的發展中,洛克希德的內部編號隨著設計變更從A-1一直到A-11,A-11是第一個進行測試飛行的,裝上了推力較低的J-75渦輪噴射發動機,因為原本要使用的普惠J-58引擎的開發延誤了。當J-58終於抵達大牧場(51區),裝上飛機成為第12個構型後,編號也隨之變更為A-12,這個編號便持續使用到製造與運作。A-12共建造了18架,其中3架被轉用為YF-12,也就是F-12攔截機型的原型機。
空軍用的偵察機型原本稱為R-12。然而在1964年的總統大選,參議員Barry Goldwater持續抨擊詹森(Lyndon B. Johnson)總統與新武器研發上落後於蘇聯,詹森總統決定以高度機密性的A-12計劃,及存在的偵察型進行回擊。
空軍計劃將R-12重新編號為RS-71(代表Reconnaissance-Strike,偵察—打擊),接續在已有兩次試飛的RS-70(XB-70女武神式轟炸機的衍生型)之後。然而,空軍參謀長(Air Force Chief of Staff)柯蒂斯·勒邁更喜歡SR的編號,也想將RS-70改編號為SR-70,這時給予媒體的新聞稿仍然寫著RS-71,造成總統誤讀飛機編號的傳聞。 [2] [3]
計劃的公開與新編號使臭鼬鼠工廠與空軍中參與計劃的人員受到震撼;所有印刷了的維修手冊、飛行員手冊、訓練vufoil、機座和材料都已印上了R-12(The 18 June, 1965 Certificate of Completion issued by the Skunkworks to the first Air Force Flight Crews and their Wing Commander are labeled: "R-12 Flight Crew Systems Indoctrination, Course VIII" and signed by Jim Kaiser, Training Supervisor and Clinton P. Street, Manager, Flight Crew Training Department)。依照詹森總統的演說,編號依據指揮官命令變更為SR-71,並立即重新印製29,000份藍圖。
次型
D-21B裝載在MD-21平台上的D-21無人機
依據基本的A-12發展出來的M-21是一個重要的次型。這是以A-12改裝成D-21無人偵察機的發射平台。當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,發射後飛越目標區,並在指定地點投出資料包,由C-130回收,而D-21則自爆銷毀,此無人機生產了38架,不過極易失事,還曾墜毀中國境內。
MD-21在一次測試中,發射後不久的D-21撞上母機並導致發射控制官身亡的測試意外後,這個MD-21計劃在1966年被取消。唯一保留下來的M-21與D-21B原機,在華盛頓州西雅圖的飛行博物館(Museum of Flight)陳列展覽。
細節
機身
SR-71的座艙及飛行裝置
SR-71的機身大部份都是鈦,而這些鈦還是在冷戰高峰期從最大生產國蘇聯方面得到的,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。[來源請求]
鈦製蒙皮的研究顯示,在逐次像是退火一般的劇烈加熱中,材質會逐漸強化。
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樑提供額外支撐。[4]
SR-71被設計為具有非常小的雷達反射截面(radar cross-section,RCS),這是早期的匿蹤設計。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(Federal Aviation Administration,FAA)的長程雷達上是最大的目標之一,在幾百哩外就能追蹤。即使採用了大量的匿蹤技術,但是因為其在高速飛行時候巨大的紅外特徵,因此它實際上不具備完全匿蹤功能,但是依賴它的高速,SR-71成功的擺脫了上千次針對它的攻擊,其中絕大部分都來自前蘇聯的飛機和對空飛彈。蘇聯從未對SR71進行過攻擊。
電腦
計劃早期的模擬式進氣電腦並不總是能跟得上立即的飛行變化,若內壓力過高,且進氣錐處在不正確的位置,震波會突然在進氣口前中斷,稱為「進氣未啟動」(inlet unstart)。這會使進入壓縮機的氣流立即停止,推力下降且排氣溫度開始上昇。由於突然失去一半動力造成兩邊推力大幅度的不對稱,進氣未啟動會造成向一邊的狂暴的偏航。SAS、自動飛控和手動控制得與不預期的偏航格鬥,但經常造成另一邊引擎氣流的減少,並造成共振失速(sympathetic stalls),結果是立即地反向偏航,常常也發出巨大的爆聲。飛行員與偵察系統官偶爾會經歷到他們的壓力服頭盔撞上座艙罩,直到未啟動平息下來的狀況。黑鳥的這特點也可以使用現今的模擬飛行軟體中體驗到。
一種標準的反制之道是讓另一邊的進氣錐移動而造成刻意的未啟動,以停止偏航狀況,讓飛行員能進行再啟動,完成後就可以重新加速並爬昇到計劃的巡航高度。
後來黑鳥換上了新的數位進氣電腦,洛克希德的工程師們開發的引擎進氣控制軟體,能重新捕獲漏失的震波,在飛行員感覺到未啟動的發生之前就重新點燃引擎。SR-71的機工們有責任精確地調整數以百計的前部空氣旁通門,這對控制震波、防止未啟動與增強性能有一定的幫助。
熱漲冷縮
由於飛行中的高溫與空氣阻力,機身鑲板可能會掉落,機身也會熱膨脹到好幾吋,機身的校準必須以高速狀態為準。加上燃油密封系統不能承受高溫下的大幅度膨脹,專用的JP-7燃油會在跑道上起飛前,以及進行空中加油時發生洩漏。黑鳥得先衝刺以加熱機體,然後在起程執行任務前進行空中加油。飛機降落後會有好一段時間沒有人能靠近,座艙罩會高達攝氏300度以上。為了承受高溫,石棉也被使用在如煞車等處。
兩側脊線(chines)
兩側脊線是一個獨特而有趣的特徵。早期的雷達匿蹤研究認為,平滑且漸縮的外形能將最多的雷達束反射至其它方向。原先的黑鳥並沒有兩側脊線,看起來就像個放大版的F-104,但雷達工程師說服了空氣動力學專家,增加了一些風洞測試。他們發現兩側脊線可以產生強力的渦流,在接近機身前段會產生大幅度的額外昇力,於是就可以減少三角翼的裝置角,以獲得較高的安定性與較低的高速阻力,還能增加載油量以獲得更遠的航程。由於強力渦流在高攻角時可延緩失速,落地速度也可以減低,還可進行高G迴轉直到引擎熄火。兩側脊線的作用類似近代戰鬥機用以提昇機動力的翼前緣延伸,在風洞測試發現這點後,原本許多早期設計構型中都具有的前翼就不再需要了,這樣的設計仍然出現在許多最新型的匿蹤無人機上,例如黑暗之星、掠食鳥、X-45和X-47等,讓它們允許無尾翼設計而兼具安定性與匿蹤性。
燃油
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,可攜帶的偵察設備還少了許多。
引擎
J58發動機在不同速度下的氣流圖
黑鳥使用的J-58發動機是唯一可以持續使用後燃器的軍用發動機,當飛行速度愈高的時候,發動機的效率也隨之提升。每一具J-58能夠產生32,500磅(145千牛頓)的靜推力。一般噴射發動機無法持續使用後燃器,而且效率在高速時會下降。
能夠讓飛機達到三馬赫,又必須提供次音速的氣流給引擎,對進氣道設計而言是必要的。在兩個進氣口前端各有一個圓錐形、可移動的進氣錐,在地面上或次音速飛行下鎖定在最前方的位置。自1.6馬赫開始,進氣錐會逐漸向後移動,最大到26吋。原始的進氣電腦是類比式的設計,依據皮托管靜壓測量、俯仰、滾轉、偏航、攻角等等的輸入資料,算出進氣錐所需要的前後移動距離。這麼做可以將進氣錐尖端產生的震波維持在進氣口,使氣流減速到1.0馬赫的震波為止,之後的次音速氣流就可以讓引擎使用。這個在進氣道內進行震波的捕獲稱為「啟動進氣」(starting the inlet)。壓縮機前方會因而產生巨大的壓力。洩氣孔和旁通門設置在進氣道和引擎艙內,以維持進氣壓力,使進氣道能持續地「啟動」。在3.2馬赫巡航下,進氣壓力的增加估計提供了58%的可用推力,壓縮機提供了17%,而後燃器提供了25%,這時幾乎就是SR-71的最佳設計點。臭鼬鼠工廠的進氣系設計師Ben Rich常說壓縮機「使進氣活躍著」(pumps to keep the inlets alive)。
J-58另外一項特點就是他可以算是混合噴射發動機:他是在一具衝壓發動機內部再加上一具渦輪噴射發動機。進入發動機的空氣先是被震波錐壓縮(同時氣流溫度也會上升),接下來氣流被分成兩道:一部分進入壓縮風扇(核心氣流),其餘的經由旁通管直接進入後燃器(旁通氣流)。通過壓縮風扇的氣流會進一部的壓縮(同時溫度也進一步的上升),燃料與壓縮氣流在燃燒室混合燃燒,這時候氣體溫度達到整個階段的最高溫,僅僅略低於渦輪葉片開始軟化的溫度。在通過渦輪段之後(溫度稍微下降),核心與旁通氣流在此會合一同進入後燃器。但是當黑鳥於高速飛行時,通過震波錐壓縮的核心氣流溫度會高出許多,而這時候氣流尚未經過壓縮和燃燒段,過高的溫度使得噴入燃燒室的燃料量必須減小,以免接在後面的渦輪葉片會因為高溫而溶化。
當速度接近3馬赫的範圍時,通過震波錐與壓縮段的氣流具有的溫度已經非常高,這時候沒有任何燃料會與核心氣流混合,這意味著通過壓縮、燃燒和渦輪段的核心氣流實際並未提供任何推力,黑鳥僅僅依靠後燃器產生的推力來飛行。利用震波錐的壓縮效果,這時候發動機轉變成為衝壓發動機的型態。沒有其他飛機是以這樣的方式來運作。通常可以想像這是一具衝壓發動機內部還有一具噴射發動機。低速時,噴射發動機(核心部分)與衝壓發動機(旁通氣流與後燃器混合)共同作用,飛行速度提高時,噴射發動機雖然還是位於衝壓發動機的進氣通道內,可是已經形同停止工作(這也同時顯示渦輪葉片的高溫忍耐程度是以多少燃料可以燃燒來決定,同時這也決定這一具發動機最大輸出推力有多少)。
原先黑鳥的引擎是以輔助的外啟動車進行啟動,啟動車停在飛機下後,以兩具別克(Buick)V-8引擎驅動連接到J-58的一支垂直的驅動軸以啟動引擎,啟動一具後再駛到另一側啟動另一具引擎,過程震耳欲聾。後期J-58就改用傳統的啟動車了。
傳說
美國空軍SR-71教練機型,注意第二個座艙罩。機背上的液體痕跡是空中加油後加油管離開加油口時灑出來的燃油,機翼上的則是在非巡航空速下,從黑鳥專用油箱存有的數十個裂縫洩露出來的,高速飛行時的高溫則會封閉,因為是特殊燃油所以不會造成危險。
由於先進的設計、性能、與其高度機密性,吸引了不少狂熱者的喜好,某些陰謀論者認為它真正的能力並沒有顯現出來。大多數航空迷依結構與空氣動力的承受度,推測它最大可以飛到3.3馬赫以上,不會超過3.44馬赫。特別是他們引證壓縮器最大進氣溫度是427 °C(800.6 °F),這已經超過3.3馬赫,而3.44馬赫則是引擎會產生「未啟動」的速度。部份推測認為這可以靠壓縮器設計和安裝減緩。
要注意的是J-58在非機密的測試中從未測出超過3.6馬赫以上的測試台數值。縱觀SR-71的歷史,先進與機密的本質,加上沒有正適航的SR-71,除非實際飛行中曾經達到,否則真正的設計限度可能永遠無法得知,這些條件無疑地使SR-71始終被謠言與謬誤環繞著。
SR-71是一個以匿蹤外形和材料設計的作戰飛機,最明顯的低RCS特徵就是內傾的垂直安定面,它的大小看起來像是個會飛的穀倉,而雷達訊號只相當於一扇門。但是它仍然易於偵測,因為高溫排氣讓它有了獨有的雷達訊號,相較之下,F-117的RCS不過是個小珠子。


SR-71「黑鳥」美國空軍所使用的一款三倍音速長程戰略偵察機  

2016年10月09日 18:16 中時電子報 江飛宇
如果要談論美國空軍不被公開的秘密計畫,那麼SR-71「黑鳥」(Blackbird)肯定會被談到。SR-71確實一點都不普通,它是世界第一種匿蹤設計的飛機,但卻又有極高空與極高速的性能,而且至今仍沒有實用化的飛機能超過它的速度。
美研製6倍音速戰機 後年試飛
美國「戰爭很無聊」網站(warisboring)近日介紹這款傳奇飛機。在冷戰期間,美國發覺蘇聯軍事科技能力快速的趕超美國,在1949年完成了核武器開發,到1956年更完成人造衛星的發射,令美國大感震驚。為了確保自己的戰略優勢,美國必須瞭解蘇聯軍事力量的研發進度,開始著手研發先進偵察機,但又必須防範蘇聯間諜的滲透,因此在內華達州的核武射爆場附近,一處極為荒涼的馬夫湖乾湖床(Groom Lake)建立秘密飛機的研究中心,此處被稱為「夢幻之地」(Dreamland),但是更知名的是此處的外號:51區(Area 51)。51區就是SR-71的誕生之處。
在SR-71之前,有另一款神秘飛機先行問世,就是U-2蛟龍夫人(Dragon Lady)偵察機。蛟龍夫人雖然有匪夷所思的爬升能力,但是它的飛行速度慢,加上蘇聯已經開發出可以直擊8萬呎高空的防空飛彈SA-2,已經擊落相當多架的U-2,所以美國需要新一代的間諜偵察機,當時要求的性能是「雷達看不到、飛彈打不著 」。
黑鳥SR-71在1999年從美國空軍中除役,轉型成航太總署的高空試驗機。(圖/nasa)
這看似不可能的任務由美國洛克希德公司(Lockheed)之下著名的臭鼬工作室(Skunk Works)所承接,這款新飛機被稱作「牛車計畫」。
為了保密,所有參與牛車計畫的人員都不在正式編制內,51區工程師稅單上的工作職稱與實際負責工作都完全不同,並且把所有的設計作業都拆分到不同的工廠裡,比如有些人只負責研究飛機材質,而另一批人研究超高速發動機,許多人工作了很多年後才知道他們是為設計飛機在工作的。
到1962年10月,一種外型尖銳如飛鏢的飛機完成,代號被稱為「天使」,但是51區仍習慣用計畫名的「牛車」來稱乎。「牛車」在初次測試時,由於預計的超級發動機J-58還沒完成,因此只能使用上一代的J-75,不過依然能輕易的就超音速,達到2.2馬赫。終於到1962年12月,J-58總算運到,有了大推力發動機的幫忙,「牛車」終於能展現性能,達到3.2馬赫的超級高速,也搖身一變,成為「黑鳥」。
在牛車試飛成功後,美國空軍立刻就量產了此型飛機,正式編號為SR-71黑鳥。原先仍不打算公開,但是1964年正逢美國總統大選,共和黨候選人指責當時擔任總統的林登.詹森(Lyndon Johnson)不夠重視國防,才會使蘇聯軍力趕超美國,詹森總統不甘心這種指責,因此決定把這款超級飛機公開於世,自此人們才知道這款神秘飛機。
黑鳥公布之後,很快就成為航空迷關注的焦點,它獨特的外型也一直都是人們對未來飛機想像的參考依據,並且歷久不衰。雖然它問世已超過半個世紀,稱的上老古董了,可是仍然充滿著神秘色彩,至今美國空軍也沒公布過黑鳥參與了什麼戰爭的偵察任務,對於它三馬赫性能的秘密,也還有許多未公開的部分。黑鳥與它的出生地「51區」,都會成為極好的傳奇話題。

File:Sr71 1.jpgFile:Lockheed SR-71 Blackbird.jpg

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