黑鸟的飞行——令人难以置信的SR-71的方式、内容

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  尽管SR-71黑鸟是在冷战高峰时期建造的,并没有飞行超过17年,但它看起来仍然像是从未来坠落为了节省燃料,减速的时间必须仔细选择,以便黑鸟尽可能靠近加油车队或空军基地 没有武器的战斗机不仅拥有宇宙飞船的线条,还创下了1976年呼吸空气最快的载人飞机的记录——这一记录至今没有受到挑战。那么它是如何建造的,在太空边缘超音速飞行是什么感觉? 由洛克希德公司在加州伯班克著名的秘密臭鼬工厂开发的黑莓手机诞生了,SR-71是为CIA制造的A-1这种内部冲击波的最佳位置因飞机的速度而异,所以t侦察机的衍生物,取代了SR-71以155节( 178英里/小时,287公里/小时)的速度撞上跑道,机头向上10度,只剩下大约10,000磅( 4,535公斤)的燃油0世纪50年代的U2侦察机。这是美国航天工程师克拉伦斯“凯利”约翰逊的创意,他像现实生活中的托尼·斯塔克一样,提出了各种不同寻常的设计创新,推动了航天工程的发展。SR-71是为美国空军制造的,从1964年到1998年运行。黑鸟,或称哈巴,也就是日本毒蛇的昵称,可以超过任何被攻击的飞机或导弹。它创下了多项速度和高度记录,这些记录尚待匹配,是第一批隐形飞机之一。随着年龄的增长,它也变得越来越强大,尽管它是由工程师使用滑动规则建造的。这有点像撬开你的智能手机,发现里面有一个拿着算盘的小人。那么是什么推动了这种令人生畏的飞刀的发展呢? 答案在于冷战最寒冷的年代。20世纪50年代,当北约意识到密切关注苏联的极端必要性时,自第二次世界大战结束以来,苏联变得越来越咄咄逼人,同时有意塑造拥有一个不可阻挡的战争机器和不断增长的核武库的形象。艾森豪威尔总统担心苏联的偷袭和双方同样的噩梦会意外引发核浩劫,提出了他的开放天空倡议。这是为了让美国和苏联的侦察机飞越彼此的领土,但是克里姆林宫拒绝了,就像床单一样,所以美国人开始了U2侦察机的工作,这是1955年第一次飞行。一架喷气式飞机至今仍在服役,U2是为中央情报局设计和制造的,其任务是飞越苏联和华沙条约组织国家收集战略信息。不幸的是,中央情报局低估了苏联防空技术的水平,1960年5月1日,弗朗西斯·加里·鲍尔斯驾驶的U2被SA-2导弹击落。权力奇迹般地存活了下来,并被苏联人抓获,苏联人在1962年将他与克格勃间谍鲁道夫·亚伯交换之前,在一次公开审判中判定他犯有间谍罪。但是U2的替代品已经在路上了。洛克希德公司以代号“牛车”开发了单座A-12超音速侦察机。这个想法是为了克服U2的弱点,建造一架可以飞得比天空中任何东西都更高更快的飞机。A-12速度太快,不需要护航,也不需要武器。此外,它会有一个薄而光滑的外形和特殊的材料,这将使它的雷达外形减少90 %。A-12 (如下图)包含了SR-71的大部分技术,所以对这两种技术的基本描述大致相符。它于1962年4月首次播出。建造了15架飞机,但在1968年退役之前,它们只在越南和朝鲜上空飞行了29次。介绍SR -的同时,美国空军要求一种更大、更快、更重的A-12,可以搭载两名机组人员。这就成了SR (战略侦察) - 71。幸存的黑鸟现在居住在美国和英国的航空博物馆和空军基地,但是如果你背对着它,它仍然是那些看起来会跃上天空的飞机之一。尽管是侦察机,SR-71不是一架小型飞机。在107.4英尺( 32。长74米,翼展55.6英尺( 16.94 m )和站18.5英尺6 ( 5.64米)高,它往往主宰它所在的任何博物馆画廊。它是空的,重量为67,500磅( 30,600千克),当装有传感器的有效载荷时,它将天平倾斜到152,000磅( 69,000千克)。就像A-12一样,SR-71不仅在外观上是未来主义的,在结构上也是如此。大多数现代飞机都是铝制的,但是以黑鸟的飞行速度,这不会持续很长时间。所以,这架新飞机是由钛和复合材料制成的。钛问题事实上,SR-71是迄今为止任何人试图用钛制造的最大的产品。这引起了各种各样的问题。首先,钛是一种稀有金属,美国没有足够的生产来制造黑鸟,所以美国。他们也意味着地面人员必须非常小心他们的脚步。另一个必须忍受的问题是燃油泄漏。这是因为黑鸟在飞行中受热时膨胀了几英寸,所以钛板只有在落地时才松弛地安装。所有这些看起来都很麻烦,但也有好处。由于以3马赫以上的速度飞行所造成的高温,这些年来钛变得更加坚固。每次超声波发生时,面板都被退火,就像通过熔炉一样。但是SR-71不仅仅是一种先进的钛锻件。这也是首批设计起飞和消失的战机之一。黑鸟的一切都被设计成尽可能隐形。例如,它著名的黑色制服并不意味着让它看起来像蝙蝠侠车库里的东西——它有一个非常实用的目的。尽管有它的名字,黑鸟实际上并没有被涂成黑色,而是深蓝色,所以它会融入夜空。SR-71的所有这些刀状角度和戏剧性的扫描不仅仅是为了空气动力学。它们被设计成在偏转雷达波束的同时给飞机尽可能小的横截面。没有偏转的部分被高温复合材料吸收,其中嵌入铁氧体以吸收能量。事实上,巨大的稳定器是由复合材料制成的,这标志着这种材料首次被用于制造主要的飞机部件。隐形也是飞机独特的双面机器的原因,这种机器像刀刃一样坐落在机身两侧,并融入机翼。当SR-71升空时,工程师们惊讶地发现,机器提供了更大的升力,提高了飞机的性能,使得黑鸟更加稳定,不太可能失速,能够承受更大的重量,并且高速时受到的阻力更小。机缘巧合。所有这些秘密都获得了回报,SR-71有10平方米( 108平方英尺)的雷达截面——大致相当于J-3 Piper Cub道具飞机。此外,燃料中掺入了铯,使得雷达看不到废气羽流。连同最先进的干扰设备,这些元素结合在一起使得飞机几乎看不见,但是这是一场与苏联的持续竞争,很难保持领先。当所有这些组合在一起时,空军有一台不可思议的机器。这是两台普惠J58-1发动机,每台发动机可冲压34,000 lbf (151 kN )的推力,在85,000英尺( 25,900米)时,最高速度可达3马赫!3 ( 2,200 +英里/小时,3,540 +公里/小时,1,910 +节)。尽管它的航程只有2900海里( 3337英里,5400公里),但它在飞行中可以加油,所以它的唯一限制是机组人员的耐力。在考克皮特,那么驾驶黑鸟是什么感觉。对于设计在太空边缘飞行的飞机来说,预检仪式与宇航员经历的类似,这并不奇怪。每次飞行任务前,两名机组人员都接受了医疗检查,然后对精心策划的飞行进行了最后的介绍。然后,他们坐下来享用高蛋白早餐,包括牛排和鸡蛋。这与士气的关系不大,而与确保机组人员在长途飞行中得到适当的食物有关。这顿饭也是为了尽量减少放松自己的需要——在85000英尺高的地方,没有厕所,这是一个非常令人不快的前景? 随后,机组人员穿上了飞行服。大卫·克拉克公司专门制造的,每架售价120,000美元,由于海拔高,与航天飞机机组人员佩戴的非常相似,头盔为他们提供纯氧,以减少飞机突然减压时弯曲的几率。此外,马赫数为3的紧急弹射。2会使船员处于大约450°F ( 230°C )的温度下,然后处于零下的温度,这将导致他们在地球大气层十分之九以上的接近真空中沸腾时同时冻结和窒息。这种情况会在降落伞打开之前发生,所以高度的保护是至关重要的。一旦船员们穿好衣服,他们就被用一辆装有躺椅的货车运送到SR-71。抵达后,飞行员坐在前排,侦察系统官员坐在后排。进入驾驶舱后,他们不得不耐心地坐着,同时助手们确保所有东西都被连接好并固定好,弹射座椅准备好,座舱盖关闭并锁好。SR-71不是自动起飞的。相反,要让J58引擎翻转,需要一辆装有两个别克V8引擎的启动车的帮助。这些被连接到驱动轴上并被点燃,当它们被旋转到3,200 rpm时,产生了不洁的噪音。该系统后来在黑鸟的主要基地被一个依靠压缩空气运行的气动装置取代。尽管SR-71项目总部设在美国,但其两个主要基地位于英国皇家空军霉登。起飞的另一个特点是,除了通知当地空中交通管制部门这一事件外,它是在完全的无线电静默中进行的,这种静默一直持续到飞机返回基地,所以窥探的人不会了解飞机或其用途。加油SR-71飞机起飞后做的第一件事就是加油。这不是因为起飞时消耗了太多的燃料,也不是因为钛板泄漏。飞机故意保持燃油不足,以尽量减少机身上的压力。这也意味着油箱中的空间被空气占据,空气必须被挤出,否则当飞机超音速飞行,燃料加热到350度时,可能会起火。外宾( 177。(三)。为了加油,SR-71将与最多三架KC-135Q同温层加油机会合,这三架加油机经过专门改装,以加油机的最高速度进行加油。加油完成后,黑鸟的六个主油箱装载了80,250磅( 36,401千克)的燃料,剩余空间用低温氮气冲洗。一旦SR-71被加满,是时候开始工作了。飞行员抬起头,踩下油门,飞机加速进入超音速,速度超过了马赫数3,看起来似乎不费吹灰之力。使这成为可能的是两台普惠J58发动机。这些怪物都是4只。75英尺( 1。宽17米。83英尺( 5? 长44米,加热后又长了6英寸( 15厘米)? 他们每人重约6000磅( 2700公斤),能承受34000磅的推力。J58最初是为美国海军设计的,虽然不十分准确,但通常被称为涡轮冲压发动机,因为它在爬升和加速时,通过在飞行中重新配置自身,既能作为涡轮风扇发动机,又能作为冲压喷气发动机,使其能够以3马赫的速度连续运行。2不熔化。对于SR-71来说,热量一直是个问题,它变得如此之热,以至于着陆时地面人员不得不小心不烧伤自己的皮肤。发动机使用了一种特殊的润滑油,在600度时保持稳定。外宾( 315。c )挡风玻璃由石英制成,以经受同样高温。为了保持发动机和其他系统的冷却,燃料被循环到作为散热器的机器内部。燃料本身是JP-7,很难点燃,以至于地勤人员被允许在加油期间继续在飞机上工作。任何其他东西都可能把SR-71变成世界上移动最快的莫洛托夫鸡尾酒。为了在加力燃烧室中点燃它,燃烧室喷入三乙基硼烷( TEB ),三乙基硼烷在与空气接触时会自燃,非常危险,以至于它有自己特殊的冷却和喷射系统。J58发动机在以大约3马赫的速度行驶时效率最高。2,但是到达那里是另一回事。如上所述,关键是发动机随着SR-71的加速而重新配置自身的非凡能力,以及尽可能多地回收和再利用能量的能力。当加速到2马赫( 1,523英里/小时,2,450公里/小时)时,J58就像任何其他涡轮喷气发动机一样工作。空气被吸入发动机前部,由六级压缩机压缩,然后进入燃烧室,在那里与燃料混合并燃烧,产生推力? 到目前为止,这和任何客机没有什么不同? 但是当黑鸟超音速飞行时,燃料被喷入发动机后面的加力燃烧室,并用TEB点燃,以更高的速度冲压飞机。当SR-71被设计时,这些加力燃烧室已经在军用飞机上很常见,但是在早期的战斗机上,超音速只是在短时间内达到,因为加力燃烧室耗尽了燃料。这对巡航速度为3马赫的黑鸟来说没有好处。2。实现这一壮举的关键是J58内部空气的管理方式。随着黑鸟跑得越来越快,引擎中的运动部件越来越成为阻碍,而不是帮助,因为它们产生越来越多的阻力。所以,在马赫数2时。使用六根旁通管将空气从压缩机中排出,这些旁通管将空气从压缩机直接送入加力燃烧室。实际上,这将发动机变成了一个冲压发动机——一个更简单、更快的发动机,空气通过飞机前进的速度来压缩自身。这使得J58的加力燃烧室以更高的效率运行,并允许它在高达800°F ( 427°C )的温度下运行。与此同时,在发动机前部,一只锋利的塞式长枪正在发挥作用。它看起来像一个矛头,但是在横截面上,它实际上是一个像铅锤一样的塞子。它的目的是在发动机入口前设置一个冲击波,以保护它免受前方空气的全面冲击。它还在入口内产生冲击波,使空气在撞击压缩机之前,在高压下降低到亚音速。2。另一个聪明的因素是尖刺本身并不结实。它使用空气勺来捕获空气,将其降低到亚音速,并将其送入机舱内的发动机周围,以保持其冷却。在发动机的前部和后部有额外的进气口,用于排出外部空气,以亚音速冷却发动机——尤其是在起飞和着陆期间。此外,在后部还有第二组入口,它们以非常低的速度打开,以防止发动机内部的阻力。所有这一切的重要一点是,J58不仅能够将自身配置为以3马赫的速度飞行。3,但也可以亚音速,以允许空中加油。所有这些都由飞行员和简单的模拟计算机控制。如果内部压力变得太大,冲击波会吹灭发动机前部,导致“不启动”,这可能会关闭加力燃烧室,导致飞机猛烈偏航,然后在飞行员和系统试图纠正时进行反偏航。据飞行员说,这常常是最意想不到的时刻——通常是一切似乎都很顺利的时候。星舰侦察一旦SR-71达到巡航速度和高度,是时候集中精力执行任务了,那就是利用摄像机和传感器收集关于敌对和潜在敌对国家的信息。飞行员的工作是操纵飞机并监视自动系统,以确保它们工作正常。与此同时,RSO处理摄像机、传感器和最重要的天文惯性导航系统( ANS )。ANS是20世纪60年代的GPS版本,但是ANS不是使用卫星来定位自己,而是使用星星。这是因为在现代卫星导航网络发明之前,SR-71在其运行区域内没有导航方法。侦察机在空中高速飞行10个小时时,需要能够在距离飞行路线中心1885英尺( 575米)和300英尺( 91米)的范围内固定位置。ANS的工作原理是一次跟踪机载目录中列出的至少两颗恒星,并借助计时器计算SR-71在地面上的位置。它在每次飞行前被编程,飞机的主要路线和飞行计划被记录在穿孔的磁带上,告诉飞机去哪里,什么时候转弯,什么时候打开和关闭传感器。星星是通过一个特殊的石英窗口被看到的,并且有一个特殊的星星跟踪器,即使在白天也能看到星星。ANS是RSO的责任,RSO也负责摄像机和传感器。这些位于中国的有效载荷舱和SR-71的机头。广角相机可以覆盖2,952 nm (3,397英里,5,467公里)以外的区域,可以拍摄可见光和红外的规则图像和立体图像,分辨率以英寸为单位。还有一个特殊的红外摄像机记录了任务从开始到结束的路线。尽管SR-71飞越了许多国家,但它从未侵入苏联或中华人民共和国领土。跟踪摄像机可以防止任何关于它这样做的指控。这些传感器包括固特异制造的侧视机载雷达( SLAR )和电子情报( ELINT )套件。SLAR后来被劳拉的先进合成孔径雷达系统( ASARS - 1 )取代。雷达系统用于地面测绘,而ELINT用于记录该地区的电子信号。ELINT特别重要,因为它提供了关于苏联SA-10防空导弹和其他武器系统的雷达、电子获取、跟踪和制导信号的信息。派遣SR-71越过或接近敌对领土的一个优势是它立即吸引了大量的注意力,所以使用黑鸟捅马蜂窝并记录开启了什么类型的电子设备是一种常见的做法,一次最多可以有500个发射器。这个场景有时会看到侦察机与RC-135侦察机协同工作,黑鸟充当诱饵。当SR-71引发响应时,RC-135通过其更广泛的传感器套件记录了安全距离处的发射器。在紧急情况下。。。像SR-71这样的高空超高速飞机,应对紧急情况是一项巨大的挑战。例如,RSO绝不是飞机的副驾驶员,他的驾驶舱里没有任何飞行控制装置。如果飞行员失去能力,他唯一的希望就是调整ANC,让SR-71越过友好区域,然后弹射出去——在马赫数为3时,这不是一个非常愉快的想法。2。毫不奇怪,更大的头痛是敌人的行动。苏联人并不满足于仅仅跟踪SR-71。他们多次派出拦截器和导弹,明确目的是击落它,但在黑鸟的整个作战期间。5英里( 2,665英里/小时,4,288公里/小时)。返回地球在任务结束时,是时候将SR-71带回地球了,但事情并没有看上去那么简单。当飞机亚音速时,飞行员对油门设置没有太多控制,一旦加力燃烧室离线,操作就变得非常困难。当飞行员监视发动机以避免故障时,黑鸟会下降并急剧减速 。如果飞机降落在冲绳,它几乎会在这个小岛的顶部,但是如果它在英国,它必须在降落之前,以免打碎东英吉利亚的每一扇窗户。与起飞时一样,机组人员会保持无线电静默,直到着陆,除非请求空中交通管制部门的进近航向。至于着陆,它和起飞一样壮观。2。由于长鼻子,飞行员看不到跑道上的标记,当飞机直线飞行时,停机坪快速上升,而三角翼抓住了下面的空气,缓冲着着陆。后轮胎是橡胶和铝的特殊混合物,填充氮气以防止着火。这些任务每项花费23000美元,持续了大约20次。为了帮助飞机进一步减速并节省轮胎,飞行员拉动了一个手柄,手柄上安装了一系列直径从42英寸到40英尺的三个减速伞滑道。最后一次部署时,飞行员让前轮着陆。当速度达到55节( 63英里/小时,102公里/小时)时,最后一个滑道被抛弃,飞行员可以使用刹车。超音速间谍飞机的未来SR-71一直持续到1999年10月,尽管大部分舰队在1989年该项目正式结束时被停用。在此期间,黑鸟从一周飞行一次变成了一天一次,在建造的32只黑鸟中,只有12只损失了——全部都是事故和机械故障造成的。在黑鹂在博物馆中获得一席之地之前,它收集了一系列令人印象深刻的记录。1976年7月28日,罗伯特·赫尔特上尉打破了持续高度的绝对高度记录,达到85,069英尺( 25,929米),同一天,另一架SR-71创下了超过3马赫的载人喷气飞机的官方速度记录。3 ( 2,193。每小时2英里,3,529英里。6公里/小时)。这架飞机在一小时54分56秒内从纽约飞往伦敦,保持了公认航线上的速度记录。4秒,计算出平均速度为2马赫。72英里( 2,071英里/小时,3,332公里/小时)。同样的旅程花费了协和式飞机2小时52分钟,而今天的飞机花费了6个多小时。此外,它还创造了从洛杉矶到华盛顿DC、从美国西海岸到东海岸、从堪萨斯城到华盛顿DC、从圣路易斯到辛辛那提的记录——所有记录都将持续到SR-71的替代品问世。但是什么会取代它呢。这取决于它的使命。尖端监视卫星的开发可以完成黑鸟的任务,这只是支付给超音速侦察机的费用的一小部分。谷歌地球可以让你知道海参崴正在发生什么,为什么要花数亿美元在复杂的基础设施上来保持SR-71的飞行。但是间谍卫星仍然有很大的局限性——尤其是它们的轨道是可以预测的,要越过目标位置可能需要24小时。因此,有理由建造一架新的间谍飞机,可以按需出动。艺术家对SR-72的概念,可能是21世纪的黑鸟(信贷:洛克希德·马丁公司)。洛克希德·马丁公司的臭鼬工厂正在开发一种可能的替代品。命名为SR-72,这种新型飞机不仅仅是超音速的,它也是高超音速的。也就是说,它将以6马赫( 4,568英里/小时,7,350公里/小时)的速度飞行,并且能够在一小时内穿越整个大陆,这要归功于一个新的基于涡轮的联合循环推进系统,该系统结合了涡轮发动机和双模冲压发动机。目前,美国空军对SR-72没有表现出太大兴趣,但如果它改变主意,洛克希德公司表示,一名示威者可能会在2018年起飞,飞机本身可能会在2030年投入使用。如果是这样,下一代空中交通管制员可能会再次说,“那到底是什么。“这篇文章是在SR-71作者理查德·H·格雷厄姆上校(美国空军(退役) )的亲切帮助下撰写的;SR-71显示;SR-71故事;故事和传说;驾驶SR-71黑鸟;和SR-71飞行手册的评注。查看图库- 20张图片。。。。。? 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