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  • 武器大全:SR-71侦察机 SR-71侦察机参数 SR-71侦察机图片
  •     英文名称:SR-71 Blackbird 
        类    型: 侦察机 
        所属国家: 美国 
        研发单位: 洛克希德马丁-臭鼬工厂 

        SR-71是美国洛克希德公司研制的双座双发动机涡轮风扇式高空高速战略侦察机。机长32.74米,机高5.64 米,最大起飞重量77.11吨,最大飞行速度3.2倍音速,侦察高度24000米,作战半径1930千米,航程4800千米。机载设备有天文导航装置、激光测距装置、电子对抗装置、合成孔径测视雷达、高分辨率照相机、红外和电子探测器等。

        研发历程

      SR-71超音速侦察机是由美国洛克希德公司研制的M3高空战略侦察机,于1963年2月开始研制,1964年12月开始试飞,1966年1月交付使用,1990年全部退役。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。

      SR-71上有两名成员:飞行员和系统操作手。座舱呈纵列式。由于SR-71的飞行高度和速度都超出人体可承受的范围,两名成员必须穿着全密封的飞行服,看上去外观与宇航员类似。

        装备配置

        飞机结构

      机身

      SR-71的机身大部份都是钛,而这些钛还是在冷战高峰期从苏联方面得到的,洛克希德用各种可行的伪装方法防止被苏联政府得知这些钛的用途。为了降低成本,他们使用的是可在较低温度软化而较易加工的钛合金,完成的飞机会涂上暗蓝色(趋近黑色),以加强热辐射冷却与高空的伪装效果。

      钛制蒙皮的研究显示,在逐次像是退火一般的剧烈加热中,材质会逐渐强化。

      主翼内侧蒙皮的主要部份其实是皱纹状的。热膨胀会使平滑的蒙皮撕裂或卷曲,而将蒙皮做出皱折让它能向垂直方向伸展,避免应力过强,同时也增强纵向强度。不过空气动力专家指责工程师是试图让一架20年代的福特三引擎飞机(因其皱纹状的铝制蒙皮而闻名)飞到三马赫。部份SR-71在机身中心附近有红色的警示条,以防止维修人员不慎破坏蒙皮,因为这里的蒙皮薄而易破,很大一块区域的下方都没有结构梁提供额外支撑。

      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。然而,这并没有包括高温引擎排气。所以讽刺的是,SR-71在联邦航空总署(Federal Aviation Administration,FAA)的长程雷达上是最大的目标之一,在几百哩外就能追踪。即使采用了大量的隐身技术,但是因为其在高速飞行时候巨大的红外特征,因此他实际上不具备隐形功能,但是依赖他的高速,SR-71成功的摆脱了上千次针对她的攻击,其中绝大部分都来自前苏联的飞机和对空导弹。

      电脑

      计划早期的类比式进气电脑并不总是能跟得上立即的飞行变化,若内压力过高,且进气锥处在不正确的位置,激波会突然在进气口前中断,称为“进气未启动”(inlet unstart)。这会使进入压气机的气流立即停止,推力下降且排气温度开始上升。由于突然失去一半动力造成两边推力大幅度的不对称,进气未启动会造成向一边的狂暴的偏航。SAS、自动飞控和手动控制得与不预期的偏航格斗,但经常造成另一边引擎气流的减少,并造成共振失速(sympathetic stalls),结果是立即地反向偏航,常常也发出巨大的爆声。飞行员与侦察系统官偶尔会经历到他们的压力服头盔撞上座舱罩,直到未启动平息下来的状况。

      一种标准的反制之道是让另一边的进气锥移动而造成刻意的未启动,以停止偏航状况,让飞行员能进行再启动,完成后就可以重新加速并爬升到计划的巡航高度。

      后来黑鸟换上了新的数码进气电脑,洛克希德的工程师们发展的引擎进气控制软件,能重新捕获漏失的激波,在飞行员感觉到未启动的发生之前就重新点燃引擎。SR-71的机工们有责任精确地调整数以百计的前部空气旁通门,这对控制激波、防止未启动与增强性能有一定的帮助。

      两侧脊线

      两侧脊线是一个独特而有趣的特征。早期的雷达隐形研究认为,平滑且渐缩的外形能将最多的雷达束反射至其它方向。原先的黑鸟并没有两侧脊线,看起来就像个放大版的F-104,但雷达工程师说服了空气动力学专家,增加了一些风洞测试。他们发现两侧脊线可以产生强力的涡流,在接近机身前段会产生大幅度的额外升力,于是就可以减少三角翼的装置角,以获得较高的安定性与较低的高速阻力,还能增加载油量以获得更远的航程。由于强力涡流在高迎角时可延缓失速,落地速度也可以减低,还可进行高G回转直到引擎熄火。两侧脊线的作用类似近代战斗机用以提升机动力的翼前缘延伸,在风洞测试发现这点后,原本许多早期设计构型中都具有的前翼就不再需要了,这样的设计仍然出如今许多最新型的隐形无人机上,让它们允许无尾翼设计而兼具安定性与隐形性。

      燃油

      JP-7原本是为了A-12而发展,拥有极高的闪燃点以避免高温下自燃。JP-7含有碳氟化合物以增加润滑性,氧化剂使其容易燃烧,甚至还有铯的配方,以伪装废气的雷达讯号。这也使得JP-7比苏格兰威士忌还贵,操作SR-71一小时的油费就要24,000到27,000美元。相对之下U-2只需要它的三分之一,但U-2的飞行速度只有SR-71约四分之一之外,可携带的侦察设备还少了许多。

      动力装置

      黑鸟使用的J-58引擎是唯一可以持续使用加力燃烧室的军用引擎,当飞行速度愈高的时候,引擎的效率也随之提升。每一具J-58能够产生32,500磅(145 千牛顿)的静推力。一般喷气发动机无法持续使用加力燃烧室,而且效率在高速时会下降。

      能够让飞机达到三马赫,又必须提供亚音速的气流给引擎,对涵道设计而言是必要的。在两个进气口前端各有一个圆锥形、可移动的进气锥,在地面上或亚音速飞行下锁定在最前方的位置。自1.6马赫开始,进气锥会逐渐向后移动,最大到26吋。原始的进气电脑是类比式的设计,依据皮托管静压测量、俯仰、滚转、偏航、迎角等等的输入资料,算出进气锥所需要的前后移动距离。这么做可以将进气锥尖端产生的激波维持在进气口,使气流减速到1.0马赫的激波为止,之后的亚音速气流就可以让引擎使用。这个在涵道内进行激波的捕获称为“启动进气”(starting the inlet)。压气机前方会因而产生巨大的压力。泄气孔和旁通门设置在涵道和引擎舱内,以维持进气压力,使涵道能持续地“启动”。在3.2马赫巡航下,进气压力的增加估计提供了58%的可用推力,压气机提供了17%,而加力燃烧室提供了25%,这时几乎就是SR-71的最佳设计点。臭鼬鼠工厂的进气系设计师Ben Rich常说压气机“使进气活跃着”(pumps to keep the inlets alive)。

      J-58另外一项特点就是他可以算是混合喷气发动机:他是在一具冲压式发动机内部再加上一具涡轮喷气发动机。进入引擎的空气先是被激波锥压缩(同时气流温度也会上升),接下来气流被分成两道: 一部分进入压缩风扇(核心气流),其余的经由旁通管直接进入加力燃烧室(旁通气流)。通过压缩风扇的气流会进一部的压缩(同时温度也进一步的上升),燃料与压缩气流在燃烧室混合燃烧,这时候气体温度达到整个阶段的最高温,仅仅略低于涡轮叶片开始软化的温度。在通过涡轮段之后(温度稍微下降),核心与旁通气流在此会合一同进入加力燃烧室。但是当黑鸟于高速飞行时,通过激波锥压缩的核心气流温度会高出许多,而这时候气流尚未经过压缩和燃烧段,过高的温度使得喷入燃烧室的燃料量必须减小,以免接在后面的涡轮叶片会因为高温而溶化。

      当速度接近3马赫的范围时,通过激波锥与压缩段的气流具有的温度已经非常高,这时候没有任何燃料会与核心气流混合,这意味着通过压缩、燃烧和涡轮段的核心气流实际并未提供任何推力,黑鸟仅仅依靠加力燃烧室产生的推力来飞行。利用激波锥的压缩效果,这时候引擎转变成为冲压引擎的型态。没有其他飞机是以这样的方式来运作。通常可以想像这是一具冲压引擎内部还有一具喷气发动机。低速时,喷气发动机(核心部分)与冲压引擎(旁通气流与加力燃烧室混合)共同作用,飞行速度提高时,喷气发动机虽然还是位于冲压引擎的进气通道内,可是已经形同停止工作(这也同时显示涡轮叶片的高温忍耐程度是以多少燃料可以燃烧来决定,同时这也决定这一具引擎最大输出推力有多少)。

      原先黑鸟的引擎是以辅助的外启动车进行启动,启动车停在飞机下后,以两具别克(Buick)V-8引擎驱动连接到J-58的一支垂直的驱动轴以启动引擎,启动一具后再驶到另一侧启动另一具引擎,过程震耳欲聋。后期J-58就改用传统的启动车了。





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