黑色闪电 神机SR-71

曾突破苏联防线，如入无人之境的SR-71“黑鸟”侦察机是世界上速度最快的飞机，最大速度可达3.2马赫（3529km/h），难以想象这台性能怪兽竟然是上世纪60年代的产物。

黑鸟简介：

SR-71超音速侦察机(英文:SR-71，绰号:Blackbird，译文:黑鸟)，是由美国洛克希德公司研制的M3喷气式远程高空高速战略侦察机。1963年开始研制，由美国洛克希德公司(Lockheed)的臭鼬工厂研制生产，1964年首飞，1966年服役，共生产32架。1990年，由于其极高昂的使用费用退役，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。SR-71侦察机上融合使用了大量当时的先进技术，如半冲压发动机，低可侦测性设计，钛合金机体等，SR-71机体重量的93%为钛合金，其气动外形为三角翼、双垂尾，发动机布置在机翼上。SR-71有三种改型：A型，战略侦察型，共生产25架；B型，教练型，共生产2架；C型，由A型改装的教练型，这也是美国第一代低雷达反射截面积飞机。

外观设计：

对于SR71火箭一般的外观，用一句话概括一下就是：为了避免两个大推力发动机工作时的相互干扰，所以把它们分别安在了两侧而不是中间。同时细长的机头有助于更好的引导气流，最大限度地发挥空气动力学效应。至于两台发动机前面的那个尖尖的东西（进气整流锥，负责调节气流），进气整流锥根据飞行马赫数的变化在进气道内前后移动，改变进气道吼道的面积，从而保持斜激波和正激波处于进气道的合理位置，防止超音速气流到达压缩机，最终使发动机获得最佳性能。

在高度低于30000英尺、速度低于1.4马赫飞行工况下，进气锥锁定在完全前伸位置。当进入3万英尺以上的高空后，锁定解除，但仍保持该状态直到飞行速度大于1.6马赫。在飞行速度超过1.6马赫的自动调节过程中，飞行速度每增加0.1马赫，进气锥后调约1.625英寸（1英寸≈0.0254m）。当飞行速度达到3.2马赫时，进气锥相对于其完全前伸位置向后移动了26英寸。

气动设计：

①机身方面，SR71本身的机身长度很长，但同时机身的最大截面积又较小，这就使SR71获得了很大的长细比，能够减小激波阻力（飞机飞行过程中产生的一种较强的波，由空气遭到强烈的压缩而形成，对超声速飞行器翼身组合体的体积和横截面积分布十分敏感），增加最高速度。

②“黑鸟”采用的是全新设计的具有优良气动性能的非常规气动外形，即无尾带边条的大展弦比三角翼，翼身融合体双垂尾布局，发动机装在半翼展的1/2处。“黑鸟”还要承受3倍超音速飞行时产生的持续的强震波冲击。因此机头和机身构成的独特举升体能把强震波冲击转换为额外的升力。由于在超音速飞行时机翼的升力点会不断地由机头向机尾移动使飞机处于不稳定状态，严重影响飞机的安全，但由于“黑鸟”有了独特的举升体，使机身可以不断地得到升力，由此“黑鸟”成功地解决了超音速飞行最难解决的高升一阻比的问题。

“黑鸟”的发动机舱上的垂直尾翼是全动式的，垂直尾翼各自向内倾斜15度。这样的设计具有两个好处，首先是垂直尾翼向内倾斜可以有效地减小雷达截面积，提高隐身性能；其次，可以降低飞机侧面的阻力，减小侧风引起飞机侧滑导致的滚转动量，“黑鸟”可以在侧风高达65公里/时极端恶劣的环境中起降。

③特别值得一提的是SR71机翼和机身上下表面的凹槽。这样的设计确实会影响到局部的气动外形，但对于突破热障（指飞机的飞行速度超过一定界限时因高速气流引起机体表面温度急剧升高而遇到的障碍）有很大作用：这种预先做出的类似褶皱的凹槽，使得机翼蒙皮向展向伸长时有余量可用，避免应力过强（由高速巡航时气动热而造成的机身伸长导致）导致蒙皮撕裂。当然，这也是SR71在静止或低速飞行时漏油的主要原因之一。

总体而言，SR-71侦察机的整体气动布局就是简洁的细长机身+三角翼+翼身融合体双垂尾布局。其翼型大多以扁平的造型为基础，同时注重机身整体的空气动力学效应。各性能之间的平衡也处理得较好。这使得超出导弹飞行高度这一诉求得以实现。

发动机设计：

不过以上全部科技都不如SR-71的J58发动机亮眼。作为全世界唯一一款涡轮冲压发动机，J58是SR-71一切的根基。

SR-71侦察机使用的两台普惠J58发动机是第一款能够长时间连续以加力模式工作的发动机，能够承受高空高马赫数巡航状态下高达427℃的压气机进气温度，且每一台J-58发动机能够产生151千牛的推力。此外，当飞行速度愈高的时候，发动机的效率也随之提升，而一般的喷气发动机无法持续使用加力燃烧室，且效率在高速时会下降。与最近出现的变循环发动机类似，J58可以调整发动机内气体的流动，但与变循环发动机的多重组合不同，J58更像是一个双向开关。J58的主要构造与一般涡轮喷气发动机无异，使用压气机对空气进行增压以供燃烧，由于燃烧后产生的高温气体要通过尾部涡轮叶片，为避免尾部叶片熔化，发动机燃烧室温度不能过高，过高的燃气温度将导致部分氧气无法充分燃烧。

为了能更好利用剩余氧气，几乎所有涡轮喷气发动机都在尾部叶片后设有加力燃烧室，通过剩余氧气与燃料的再混合燃烧，以高油耗低燃烧效率为代价提供更多推力，2.2马赫以下的J58发动机亦如此。但在2.2马赫以上，J58发动机两侧的六个导气管道（变循环管道）会打开，将绝大部分进气从涡轮叶片第四级直接导入加力燃烧室。

由于2.2马赫以上SR-71向前飞行的运动对空气的加压比例已优于涡轮叶片的比例，直接将加压空气送入加力燃烧室能让燃烧效率大幅度提高。当SR-71在3.2马赫巡航时，绝大部分的压气工作都是由超音速进气道完成的，绝大部分气流都是经6根变循环管道直接被引入加力燃烧室而不经主燃烧室，这极大幅提高了燃油效率，这也就是为什么SR-71在极速飞行时反而最省油。此时的J58发动机更像是冲压发动机，其超音速进气道可以提供39倍压比，加力燃烧室在该状态下相当于一台冲压发动机的主燃烧室，而它在非极速时是涡喷发动机的加力燃烧室，J58可以在两种工况之间根据飞行速度无级切换。因此，兼具两种发动机特点的J58也被命名为涡轮冲压发动机。

闪电实战：

黑鸟速度能达到三马赫，所以它在很短的时间内就能让一个国家变得毫无秘密可言。据了解，越南、朝鲜、以色列等国家都曾被美国的SR71黑鸟进行过多次侦察，不过面对SR71黑鸟的强大侦察能力，几乎每个被他侦察的国家都想把这些黑鸟打下来，以保护自己国家的秘密，但无奈黑鸟在其服役的24年里，虽然多次在他国上空遭到攻击，但却从来没有一架被击落过。比如黑鸟在以色列上空侦察核设施时，以色列就曾派出F4战机对其发射空空导弹，但那时空空导弹的飞行速度远比黑鸟慢得多，自然也就无法命中目标了,而朝鲜也曾多次尝试击落SR71黑鸟侦察机，但一直都没成功。

直到1982年，朝鲜使用苏联专家改造过的S200织女星地空导弹才勉强击伤了一架黑鸟侦察机，不过这架受伤的黑鸟并没有坠落。至于同样被黑鸟多次侦察的越南，他们当时最先进的防空导弹也只能打击速度在每小时2000公里以内的空中目标，面对速度在每小时3000公里以上的黑鸟，也只能任其肆意窥探。等到各国研制出性能更加优秀、理论上能够击落黑鸟侦察机的导弹时，美国已经让黑鸟退役了，这也最终成就了SR71黑鸟从未被击落的神话。

神机落幕：

1990年1月，由于国防预算降低和操作费用高昂，美国空军将SR-71退役，SR-71A的使命全部结束。除了少数被封存外，大多数都是直飞其永久的归宿地-各大型博物馆或公园，作为一代神机的代表作供游人观赏。

虽然在1994年，美国国会批准SR-71重新服役。1995年部分SR-71编回部队，并于1997年展开飞行任务，但在1998年一代传奇永久退役，部分进入博物馆陈列，仅有NASA德赖顿飞行研究中心使用的一架SR-71A和一架SR-71B用于研究使用。

因此，SR-71型侦察机的退役，算是综合因素的结果，究其原因，不过4个：

①随着信息技术、无线技术的发展，无人机甚至高超音速无人飞行器，在无人状态下就可以进行长航时飞行和高速度的侦察和打击；

②造型科幻的武器装备维护起来成本往往十分高昂，无论是发动机还是机体材料，和普通军用飞机相差巨大；

③现代化武器正在朝着多功能化发展，机体不可能为了单一性能指标让步，所以外形上尽可能要为空间做出让步；

④卫星侦查、地空导弹和截击机的发展，也对SR-71造成了威胁。“载人”侦察机很少或没有自我保护或进攻能力，一些侦察计划要分配战斗机来保护，这种模式逐步被无人侦察取代。

终其一生，SR-71总共躲过4000余枚空空导弹和地空导弹，时至今日，SR-71仍然有许多数据和任务尚未解密，这只黑鸟或许会和其试飞地51区一样永远保留着些许谜团。