美帝的黑科技代表作之一——SR-71黑鸟侦察机

SR-71侦察机（英文：SR-71，绰号：Blackbird，中文：黑鸟），是美国空军喷气式长程高空高速战略侦察机。SR-71侦察机由美国洛克希德公司的臭鼬工厂研制生产，是以A-12侦察机为原型设计的，是第一种成功突破热障的实用型喷气式飞机。SR-71侦察机共生产32架，因故障损坏了12架，无一被击中过。1990年，SR-71退役；1995年部分SR-71编回部队，并于1997年展开飞行任务；1998年，SR-71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。

研制背景

SR-71侦察机是以A-12侦察机为原型设计的，是美国“黑鸟”家族的第三代：A-12侦察机及其派生型，YF-12A试验战斗机，SR-71侦察机，是“黑鸟”家族中生产架数最多的一种型号（后两代分别属于第一代的改进项目）。

早在1959年洛克希德公司为美国中央情报局研制了A-12高空高速侦察机。就在A-12侦察机研制计划实施中，臭鼬工厂也向美国空军提出了以A-12为基础的侦察/轰炸型方案RB-12。同时还制造了两款模型机RS-12和B-12。RS-12是A-12的按比例放大型，是一种既能执行侦察任务，又能实施核攻击的侦察/攻击飞机，其研制计划最终半途夭折。在它的编号中，R代表侦察(Reconnajssance)，S代表攻击(Shike)。专用侦察型R-12是A-12的双座按比例放大型，它顺利地进入了实机研制阶段，并最终R-12作为SR-71进行生产。

生产制造

A-12与第一批SR-71都是由洛克希德在伯班克的工厂生产出来，随后，造好的A-12要被拆解后从公路运输到内华达格鲁姆湖沙漠基地（51区）进行试飞。

1962年6月，美国空军对R/RS-71进行了模型审查，同年12月6日签订了制造6架试验机的合同。

1964年12月22日，SR-71首次飞行。

总共出厂32架黑鸟，因故障损坏了12架，无一被击中过。侦察系统官JimZwayer是唯一身亡的机师，其他人都弹射逃生成功。

世界纪录

1976年7月28日，编号963的SR-71创下时速3529.55公里的速度纪录，以及25929米的高度纪录（1977年8月31日被米格-25以37,650米打破）。在官方的速度纪录中，飞机要经过两个阶段。在起始的第一阶段飞行过程中，一个引擎需要先保持在关闭的状态，等到经过中途的接力点时，再由飞行员重新启动。也就是说，SR-71只靠一个引擎就夺下了最快纪录。

1974年9月1日，SR-71创下的从纽约到伦敦的纪录：1小时54分56.4秒。（协和式客机飞行同样的路程要3小时20分，而最快的亚音速客机波音747则需要7小时。）

SR-71（上）与U-2是美军两大王牌侦察机

机身设计

SR-71的机身93%的机身采用钛合金制造，可承受230度的气动摩擦温度，发动机尾喷管周围区域的温度更是高达510度，而这些钛还是在冷战高峰期间，CIA秘密成立了许多空壳公司向当时钛金属的最大出口国苏联购买，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。当飞机以3倍音速的速度进行飞行时，与空气之间的摩擦会产生出大量的热，飞机上的部分位置甚至会被加热到超过540℃，而黑色的漆能帮助SR-71降低温度。

引擎前面的那些锥形装置其实是控制气流的节流阀，作为一个复杂系统的一部分，作用是确保在单位时间内进入发动机内部的气流是等量的。当你飞行的速度达到每小时3200公里的时候，这些锥形体也能起到一个保持飞机飞行稳定性的作用。

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。

SR-71可以在25900米高度完成巡航任务，虽说有很多喷气机可以通过极限爬升超过此高度，但都无法像SR-71一样在这两倍于常规客机最高飞行高度的高度巡航。由于采用升力体设计，SR-71不需要大翼展在空气稀薄的高空提供升力，整个机身得以全部隐藏在超音速后机头产生的激波内，进一步减少阻力，保证黑鸟能同时超高空超音速巡航。

隐身性能

SR-71被设计为具有非常小的雷达反射截面，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。

驾驶座舱

驾驶舱窗户经常被暴露在320℃以上的处境下，所以工程师需要在不影响飞行员视角的情况下，用特殊材料来解决这个问题-在驾驶舱的玻璃窗上覆盖着石英。SR-71座舱盖的特殊耐热玻璃可承受340度的高温。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。飞行服具有自己的氧气加压系统，否则当飞行员飞到2.4万米以上的高度时产生窒息。每小时3200公里的速度会使飞行员暴露在230℃的温度下，所以机舱的空调温度往往被调至冰点以下。

SR-71的飞行员必须是25岁到40岁，且“情绪稳定”的人。驾驶这架飞机需要极高的时间精确性，为了不偏离航向，必须几乎100%按照时间节点操作。

动力装置

SR-71使用的两台普惠J-58发动机是唯一可以持续使用加力燃烧室的军用发动机，当飞行速度愈高的时候，发动机的效率也随之提升。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。从表面上看，SR-71所能获得的动力功率足以支撑起一艘远洋邮轮。

SR-71虽然飞行高度很高，但并没有离开大气层，虽然高空空气稀薄，但J-58发动机仍然要依靠空气来实现燃烧，在到达2.4万米的的高空时，速度已经达到3马赫以上，发动机在这种速度下获得的空气流量相当大，所以一定程度上弥补了空气稀薄带来的影响（如果SR-71的机场架设在2万米以上的高度，飞起速度由0开始，那么无论如何也是飞不起来的）实际上，J-58在高速飞行时，进气孔的空气只有一部分进入燃烧室，而其余一部分被直接引入加力燃烧室造成冲压效应；余下部分被引入排气流中,增加空气流量加大推力。除了引入的空气，J-58还需要一种特殊的助燃剂——三乙基硼烷。JP-7是高燃点的燃料，这种燃料普通发动机根本点不着，,而三乙基硼烷是一种遇空气自燃的爆炸性液体，J-58发动机在启动后，要把这种助燃剂喷进燃烧室与燃料混合后才能实现点火。所以，在2.4万米的高空，如果不借助三乙基硼烷，J-58发动机要运作还是很困难的。不过即便如此，SR71在执行任务时仍然不允许超过2.5万米的高度，因为在这个高度下发动机随时都有熄火的可能。

燃油

JP-7原本是为了A-12而发展，专门被设计用于超高空超音速飞行，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。JP-7需要极为耐热以免在每小时3200公里的速度下被燃料点燃，同时SR-71也需要用它来保持引擎冷却。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。JP-7的其中一项成分也被用来制造除虫喷雾。因此，JP7的生产曾引起全国性的喷雾短缺。

因为冲压发动机在超音速的状态下会对空气以及燃料进行压缩，SR-71在飞行过程中速度越快燃油效率就越高。就也意味着，SR-71大约每飞行90分钟就要需要重新加一次油。但在这90分钟里，SR-71已经可以飞行出4000公里的距离。

KC-135Q是在美军标准空军加油机的基础上进行高度改进后的型号，只适用于为SR-71加油。KC-135Q一共制造了56架。平均每3架KC-135Q要为两架SR-71提供服务。

漏油问题

因为SR-71在高速飞行时，机体长度会因为热胀伸长30多厘米，（而24000米高空的空气非常稀薄，温度低至零下57度）机身采用低重量、高强度的钛合金作为结构材料，机翼等重要部位采用了能适应受热膨胀的设计，油箱管道设计巧妙，采用了弹性的箱体，并利用油料的流动来带走高温部位的热量。尽管采用了很多措施，但SR-71在降落地面后，油箱还是会因为机体热胀冷缩而发生一定程度的泄漏。结合飞机飞行中的高温以及高速性能以及物体受热后会膨胀的特性，飞机机体被设计成在低温下非常松散的状态。当飞机高速飞行时，温度上升，松散的结构重归紧密。但当飞机在地面上时，较大的间隙工作人员甚至不能为它加满燃料，因为会洒得到处都是。只有当飞机起飞之后，机身温度上升，才能对SR-71进行加油。

上图为SR-71机身上背着D-21无人侦察机

服役历程

1964年12月7日，美国空军决定将加利福尼亚州比尔空军基地提供给SR-71战略侦察机使用，并组建了第4420战略侦察机联队。该联队即是美国空军第9战略侦察联队的前身。1965年SR-71通过了美国空军战略司令部的鉴定。

1966年1月，开始交付加州比尔空军基地第4200战略侦察联队（后改番号为第9战略侦察联队）服役。

1967年9月，29架SR-71A全部试飞成功。

1968年3月8日，第一架SR-71A（64-17978号）部署到位于冲绳的嘉手纳空军基地，以取代A-12执行战略侦察任务。两周后，SR-71A开始执行对越南和中国的侦察任务。

1990年1月21日，驻嘉手纳基地的最后一架SR-71（64-17962号）离开该基地返回美国。

1990年1月26日，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。

1994年，美国国会批准SR-71重新服役。

1995年6月28日，两架经重新修整后的SR-71A重新服役使用，这就是所谓的重新服役型。这两架飞机修整的内容主要是，对机体结构进行了加强，其次是装备了先进的机载设备，如第一代新型合成孔径雷达ASARS-l、技术研究目标照相机TEOC、高清晰度光学纤维照相机、电子信息系统和数据传输装置等。重新服役的1号机是NASA使用的NASA832，1995年6月28日，它率先恢复现役。

1995年8月28日，拟重新服役的2号机开始试飞。

1997年1月1日，空军提交了使两机处于任务状态的请求报告。

1998年，正当美国空军准备将重新服役的SR-71A用于训练和执行任务时，美国当年的财政年度的国防预算中，美国政府却没有批准SR-71A的使用经费。于是，现由美国空军第9战略侦察联队第2分遣队使用的两架SR-71A重新服役型，尚未使用一次又将重新退役。

SR-71从美国军方退役后，变成NASA飞行试验机，继续在科研战线上超期服役。

SR-71极其高昂的使用费用，是其将退役的主要原因之一，尽管就连国会议员也有人认为它仍然是一架尚无其它飞机可以代替的战略侦察机。在美国空军提交的任务准备状态的请求报告中，曾提出两架重新服役的SR-71A按每月30天计算，每月所需费用为3900万美元的预算。而且，美国空军还计划对其进行现代化改装，如改进它的侦察设备和雷达系统，装备卫星全球定位系统等，这些都需要极大的投资，所以美国国会未批准这些投资计划，于6O年代问世的“黑鸟”已经走到生命的尽头。