▲美国SR-71黑鸟侦察机

冷战时期，美国和苏联这两个超级大国为了争霸，研发出众多就算在今天看来都非常令人不可思议的“黑科技”装备，在这些装备中，美国的SR-71“黑鸟”侦察机是绝对的传奇，这种诞生于上世纪60年代的高空侦察机外形就像外星来客一样科幻，而且创下许多记录至今都没被超越，而这些记录可能在未来很长的一段时间内都不会被打破。




▲SR-71的前身A-12“牛车”

1955年，在美国U-2高空侦察机首飞后不久，洛克希德公司下属的“臭鼬工厂”就开始了下一代高空侦察机的研制计划，为了应对性能日渐提高的苏联雷达和防空系统，臭鼬工厂开始研制一种机体雷达反射截面小不易被雷达探测到，且要求速度能够达到三马赫以上的新型高空侦察机，研制项目代号“热忱”。

臭鼬工厂经过多次修改设计方案，最终采用三角翼布局、翼根前缘直到机头布置有大边条的A-12方案于1959年8月通过美国军方审查，1960年1月美国中央情报局与洛克希德公司签订了制造12架A-12“牛车”侦察机的合同，A-12正式进入研制阶段。1962年2月，A-12的一号机在洛克希德公司位于加利福尼亚州的伯班克工厂正式出厂，随后被拆解用卡车秘密运往位于内华达州的51区进行飞行试验，1962年4月26日，A-12成功首飞。




▲1962年4月A-12侦察机在51区首飞

A-12最初采用的是两台J75发动机，但是推力不足，后来换装动力更强的J58发动机后，性能达到了设计要求，1963年7月，A-12在飞行中速度突破了3马赫，同年11月在4800米高度飞出了设计最大速度，也就是3.2马赫。1964年2月3日，一架A-12在25000米的高空以3.2马赫的最大速度持续飞行了10分钟。

A-12侦察机于1965年开始正式进入美军服役，共生产了12架，服役后A-12执行过侦察古巴的云雀行动和侦察越南的“黑盾”行动，另外还曾侦察过中国和朝鲜。1968年后，随着其改进型SR-71侦察机的服役，A-12逐渐被取代。此外，美国还用A-12改装过三架YF-12战略拦截机，最终项目夭折，没能继续发展。




▲YF-12A（上）和YF-12B截击机

A-12研制成功后，臭鼬工厂向美国空军提出了以A-12为基础上放大机身，研发一种既能执行侦察任务，又能够执行攻击任务的战机，最终研发攻击型的计划夭折，只有专用战略侦察型方案得以继续发展，SR-71黑鸟侦察机因此诞生，其代号中的SR意为战略侦察（Strategic Reconnaissance）。通过美国空军审查后，洛克希德公司共制造了29架SR-71A战略侦察机，2架教练型SR-71B，后来还将一架A-12的拦截型YF-12A改装成SR-71C教练机，也就是说黑鸟侦察机总计有32架。




▲SR-71（左）和A-12侦察机

SR-71A机翼翼展、机高和机翼面积都与A-12和YF-12A相同，不同之处在于机身加长了，由31.17米增加到32.74米，另外机身两侧的边条从翼根前缘一直延伸到了机头，如上图，左边的SR-71机头比右边的A-12明显宽了不少，此外还取消了发动机短舱和机尾下的3块腹鳍。SR-71A机内载油量相对于A-12也有所增加，起飞重量和航程也随之增大。而为了执行更复杂的战略侦察任务，SR-71A加装了更先进的战地侦察设备，为此还专门配备了一名侦察系统操作员，使得SR-71A也由单座变为了双座，这也是SR-71和A-12外观上最显著的不同。




▲SR-71开加力飞行

黑鸟侦察机作为人类历史上速度最快的有人驾驶飞机，屡次创下世界纪录，多项纪录保持至今。1976年7月28日当天，一架SR-71创下时速3529.56公里（3.35马赫）的速度纪录，以及25929米的飞行高度纪录。3.35马赫是个什么概念？一马赫等于一倍音速，而音速为340米每秒，也就是说黑鸟飞行速度达到了1139米每秒，要知道AK-47步枪子弹出膛初速才710 米/秒，也就是说黑鸟飞得比子弹还要快。




▲美国SR-71黑鸟侦察机

黑鸟创下的速度记录至今没被打破，而高度纪录在1977年8月31日被一架苏联米格-25截击机打破，当时这架米格-25飞到了37650米的高空。虽然米格-25截击机的飞行速度也能达到3马赫以上，但是不能长时间以此速度飞行，而黑鸟侦察机能够长时间以3马赫速度飞行。黑鸟侦察机还在1974年9月1日创下了从纽约到伦敦最快纪录，飞行过程只用了1小时54分56.4秒，而协和飞机需要3小时20分，波音747则需要7小时。




▲黑鸟侦察机使用的J58变循环发动机

为了达到3马赫的飞行速度，黑鸟侦察机装备了两台动力强劲的J58变循环发动机，这种发动机最大加力推力可以达到140千牛，如上图，当输出动力达到一定数值，发动机的喷管都会变得通红，而喷出的气体温度高达3200摄氏度。黑鸟侦察机上使用的J58发动机是世界上唯一一种投入实际应用的变循环发动机，这种发动机在低速运行时类似于常规的涡扇发动机，而高速运行时类似于涡喷发动机，而且J58变循环发动机在黑鸟飞得越快的时候输出的动力越强劲。




▲组装中的黑鸟侦察机

光有动力强劲的发动机还不行，以3马赫的速度飞行对机体结构和材料都有着非常高的要求，众所周知，苏联米格-25是靠不锈钢简单粗暴的解决了材料问题，那么黑鸟侦察机是怎么解决的呢？当然黑鸟侦察机为了高速飞行用了非常多的手段，从燃料到机体材料到外形设计都费劲了心思。按照设计黑鸟以3马赫速度飞行时机体和空气高速摩擦会产生非常高的温度，除了发动机周围外，机身温度最高的地方是尾垂，达到了577度，而机身其它部位也都超过了400度，如此高的温度传统的材料无法承受，美国只得选择价格高昂的钛金属，而钛金属的重量占了黑鸟侦察机30吨自重的85％以上，要知道钛的价格比黄金还贵，据粗略估计，一架黑鸟侦察机的造价在15亿-20亿美元。戏剧性的是美国国内钛的产量太少，无法满足需求，黑鸟侦察机使用的这些钛都是从苏联以其他用途为由偷偷弄到的。




▲黑鸟以3马赫飞行时机身表面温度分布

除了机体用特殊的材料制造外，黑鸟侦察机使用的燃料也是非常特殊。为了寻找合适的燃料使臭鼬工厂的工程师费伤透了脑筋，因为油料也必须要耐高温，最初曾考虑过用液氢、煤或硼悬浮燃料，但是在实验中发现液氢储存条件极为苛刻，只能储存在特制容器中用真空和机体隔离才能保证安全，最终只能放弃。而煤悬浮燃料是将精磨的煤粉以轻油为基加水混合成浆状作燃料，但是细小的煤灰可能会损坏涡轮叶片。另外硼悬浮燃料也很难使用，常常堵塞发动机和加力燃烧室的喷嘴。




▲SR-71黑鸟侦察机

后来臭鼬工厂向当时壳牌石油公司的最高领导杜利特（奇袭东京的杜利特）求助，此前U-2侦察机使用的LF-1A燃油也是由壳牌公司研发，后来壳牌公司又成功研发出LF-2A燃油，美军编号为JP-7燃油，这种燃油沸点很高，但是缺点是价格十分高昂，比苏格兰威士忌还贵，使得黑鸟每小时飞行光油费就超过了24万美元。黑鸟侦察机机身到处都是油箱，除了作为燃料外，JP-7燃油还用作隔热剂，黑鸟的前起落架轮胎就用油箱包围着隔热，因为高温会造成爆胎，此外黑鸟主起落架使用的轮胎都是特制的，橡胶中掺入了铝粉抵御高温，所以这些轮胎都呈银色。




▲黑鸟侦察机空中加油

黑鸟侦察机在设计时还考虑到在高温下机体材料热胀冷缩会变形，为了防止机身爆裂，其机身蒙皮采用了伸缩缝设计，接缝处都采用特殊材料并且留有一定的空隙，使得在飞行速度没达到音速前，机身油箱一直会漏油，而达到一定速度后，机体材料受热膨胀，缝隙会自动堵住。另外为了减少起飞过程中机体重量对刹车和轮胎压力过大，黑鸟侦察机在执行任务起飞时只会加注一部分燃油，使得黑鸟在起飞前必须有空中加油机升空等候，黑鸟升空后就得立即进行空中加油。




▲身穿增压服的黑鸟侦察机飞行员

解决了机体受热和燃料问题并不代表就完事了，既然是有人驾驶飞机，几百度的高温飞行员怎么办？为此黑鸟侦察机的驾驶舱内还加装了温度控制系统，使舱内温度控制在人能够承受的范围内。另外飞行员驾驶黑鸟侦察机和U-2侦察机一样，还都得穿上如同宇航服一样的增压服，即便如此，飞行员在身着增压服的情况下驾驶黑鸟侦察机飞4个小时，体重也会减少2公斤以上，另外一套增压服的价格也高达数万美元。




▲晨雾笼罩下的黑鸟散发着星战般的感觉

黑鸟在服役后参与了多次军事行动，几乎对每一个曾被美国视为威胁的国家都进行了侦察，其中当然也包括中国，美国飞行员仗着黑鸟的飞行速度和高度肆无忌惮的出入他国领空，据美方统计，在黑鸟侦察机的服役生涯中，曾被1000多枚导弹攻击过，但是没有一架黑鸟侦察机被击落过。黑鸟侦察机上搭载有先进的光学侦察设备，一小时内侦察面积可达324000平方千米，换句话说，它只需要6分钟就可以拍摄到覆盖整个意大利的高清晰度照片，而且号称搭载的高清相机能够在24000米的高度清晰的拍摄到地面的高尔夫球。




▲黑鸟服役生涯最壮观的场景

在32架黑鸟侦察机中，最终有12架在各种事故中损毁，但是只造成一名侦察系统官身亡，其余都成功弹射逃生。到了1990年1月，由于美国国防预算降低和黑鸟的使用费用太高昂，美国空军决定将SR-71全部退役，1995年又一度编回部队，但是在1998年，SR-71还是退出了现役。退役后多数黑鸟侦察机被移交给博物馆或公园公开展览，另有两架移交给NASA用作飞行试验机，至今还在使用。

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