美國試飛6倍音速飛行器 運用前景廣泛

X-51A「破浪者」將力求以6倍於音速的速度持續飛行300秒(示意圖)。

X-51A「破浪者」將由一架B-52型轟炸機運載至大約1.5萬米高空(示意圖)。

自試飛員查克·耶格爾1947年首次駕駛飛機突破音障以來,科學家和工程師一直夢想能讓飛機飛得更快。如今,一個前所未有的巨大挑戰擺在他們面前:讓無人駕駛測試飛機X-51A「破浪者」以最低5倍於音速的速度持續飛行300秒。

美國加利福尼亞州莫哈韋沙漠愛德華茲空軍基地一間機棚內,航空工程師正在最後擦拭「破浪者」測試飛機。當地時間14日,它將力求以馬赫數6、即6倍於音速的速度持續飛行300秒。

換一種方式描述,一架普通商用客機如果以這種速度飛行,46分鐘即可從美國西海岸城市洛杉磯飛抵東海岸城市紐約。

按計劃,「破浪者」當天將由一架B-52型轟炸機從愛德華茲空軍基地運載至太平洋上方大約1.5萬米。在這一高度,它將脫離母機,啟動衝壓發動機,加速至大約6倍於音速,衝上將近2.1萬米高度,持續飛行300秒。

「實現持續超高音速飛行就像從螺旋槳飛機跨越到噴氣式飛機。」美國俄亥俄州空軍研究實驗室高速系統部門技術副主管羅伯特·梅西耶說,「自萊特兄弟(造出首架雙翼飛機)以來,我們一直探索如何讓飛機變得更好、更快。超高音速飛行是航空飛行一個潛在的前沿領域。我認為,我們正站在步入那一領域的門檻上。」

據美媒報道,美國國防部現階段資助6個超高音速主要技術項目,過去10年間投入項目經費大約20億美元。

持續超高音飛行技術前景廣

一些航空工程師說,持續超高音速飛行技術在研製新一代導彈、軍用飛機、太空梭乃至普通商用客機方面的運用前景看好。

美國國防部稱,超高音速導彈是在較短時間內擊中目標的最佳選擇。按美媒的說法,美軍現階段只有一種體積龐大、可攜帶核彈頭的洲際彈道導彈有這種能力。

除了軍事運用之外,得克薩斯大學物理學助理教授多拉·穆謝拉克說,持續超高音速飛行技術有朝一日或許可以在商用客機領域「發光發熱」,實現人們從地球一端不間斷高速飛抵另一端的夢想。

「讓飛機飛得更快總是人們的夢想,」穆謝拉克說,「一旦這一技術概念適用于軍事領域,我們距離實現超高音速運輸將更近一步。」

測試曾遭受挫折

其實,超高音速飛行技術測試並非一帆風順。

2011年8月,國防部高級研究項目局測試一種箭頭型無人駕駛超高音速飛機,設計速度20倍於音速,一度引發各方關注。然而,測試飛行開始幾分鐘後,機身噴塗材料因飛行速度過快開始脫落,測試沒有按計劃完成。

2010年5月,波音公司研究中心工程師讓「破浪者」作首次測試飛行。那一次,它以大約5600公里的時速持續飛行143秒。

2011年6月,「破浪者」再次升空,卻因發動機氣流問題沒有完成測試。

美國的「高空劍客」

  近日有消息稱,美國空軍和國防部高級研究計劃局有一項新的「東方快車」計劃:製造一種戰鬥機大小的無人駕駛飛機———時速6馬赫的「黑色雨燕」高空高速飛機。

  從名稱上看,「黑色雨燕」無疑是當年大名鼎鼎的SR-71「黑鳥」高空高速偵察機的改進和增強版,不同的是,「黑色雨燕」將比「黑鳥」飛得更快,因此也有人把它稱為SR-72。

  「黑色雨燕」所具備的高空高速和全球到達能力,不能不喚起人們對名躁一時的美國先進戰略偵察機的回憶。美國到底有哪些偵察機?它們都有什麼樣的特點?還是讓我們一睹為快吧。

  「天使」、「牛車」和「黑鳥」

  據稱,研製「黑色雨燕」的主要承包商是洛克希德公司的「臭鼬工廠」。具有傳奇色彩的「臭鼬工廠」,素以研製隱形飛機和偵察機聞名,冷戰時期的「高空三劍客」———U-2高空偵察機、A-12「牛車」間諜飛機和SR-71「黑鳥」高空高速戰略偵察機,便出自「臭鼬工廠」之手。

  1955年8月4日,U-2高空偵察機悄然飛出「臭鼬工廠」,成功完成首次正式飛行,從此開始了長達50多年的秘密飛行。憑藉裝備的高解析度攝影組合系統,U-2能在4小時內從1.5萬米高空拍下寬200公里、長4300公里範圍內地面景物的清晰圖像,並沖印出4000張照片用於情報分析。洛克希德公司的工程師們對U-2有一種發自內心的喜愛,他們把這種能高高地潛行於藍天之上的偵察機親昵地稱為「天使」。

  中央情報局最初想僱用外國飛行員駕駛U-2執行偵察任務,這樣即使在敵方上空被擊落,美國也可以把責任推得一乾二淨。但合適的外國飛行員實在難找,中情局不得不在美國空軍中尋找飛行員,讓他們從軍隊退役,加入到U-2偵察機項目,他們的對外身份是洛克希德公司的僱員。

  U-2是第一種必須飛入敵境,直接面對攔截機和防空導彈雙重威脅的偵察機,因此出事的概率很大。為防萬一,中情局為U-2飛行員規定了5種死亡方法:一是使用飛機上準備的一把獵刀,二是一把無聲手槍,三是啟動飛行自爆裝置,四是不能在敵軍上空打開降落傘,五是使用一塊銀元里裝著的一根小針,小針上塗有中情局用重金研製的動物毒素,只需在身上刺一下,即可當場死亡。

  但1959年5月1日,求生慾望極強的美軍飛行員鮑爾斯沒有選擇任何一種死亡方法,當他的U-2被蘇聯的SA-2導彈擊落時,鮑爾斯打開了降落傘,成為蘇聯人的階下囚。隨著鮑爾斯的坐機被擊落,U-2幾乎成了紙糊的風箏,不斷地從高空墜下來。儘管U-2在世人面前丟了臉,但針對它的改進工作一直沒有停止過。迄今為止,世界上還沒有其他軍機能像U-2一樣,經受了半個多世紀的考驗,仍然活躍在萬米高空的秘密戰場。

  與U-2相比,A-12「牛車」和SR-71「黑鳥」無疑是短壽的,但它們卻保持著U-2所沒有的榮耀:從未被擊落過。

  按照美國空軍的命名方法,「A」代表攻擊機型,但A-12「牛車」卻是貨真價實的偵察機。U-2偵察機首次試飛後不久,「臭鼬工廠」就開始執行「熱忱」計劃,研製U-2的後繼機型。1957年,「臭鼬工廠」提出了最初的設計方案,代號「大天使」,簡稱A-1,之後不斷改進,直到A-12。其中的「A」是英文「大天使」一詞的第一個字母。

  關於「牛車」的編號,一些新聞媒體誤認為是A-11,究其原委,約翰遜總統的講話起了很大的誤導作用。1964年2月29日,約翰遜總統親自向世界公布了「牛車」計劃的一些情況,為掩護該機的實際編號,他有意把A-12說成A-11,於是在媒體中出現了「11」和「12」之爭。A-12雖名為「牛車」,但它的巡航速度可達音速的3.29倍,能爬升到27434米高空。儘管蘇聯能用雷達跟蹤到,但他們的「薩姆」防空導彈根本夠不到。

  說起來,A-12和SR-71應該是「同門兄弟」,都是「A」系列的產品。美國空軍在研製A-12的同時,還打算在A-11的基礎上發展一種高空高速攔截機,對外稱YF-12戰鬥機。但經過驗證,美軍認為這一戰鬥機技術不夠成熟,遂中止計劃。但A-11優異的性能又讓人不忍放棄,於是美軍決定將其改進後作為高空高速戰略偵察機使用,於是SR-71就來到了世上。

  實際上,SR-71的編號原本為R-12,所有印刷出來的維修手冊、飛行員手冊、訓練手冊上使用的,都是R-12的名稱,機座和各種材料上,標誌的也是R-12。又是約翰遜總統的講話,把R-12改成了SR-71。

  1964年7月25日,總統發表講話,透露洛克希德公司正在繼「牛車」之後研製第二種3倍音速的軍用飛機,編號為SR-71。於是,SR-71就成了「黑鳥」偵察機最終的正式編號。此處SR代表的並不是攻擊、偵察,而是戰略偵察。

  SR-71「黑鳥」機體龐大,渾身塗滿一層黑色的塗料,飛行高度達到3萬米,飛行速度比步槍子彈的初速還要快,最大速度可以達到3.5倍音速。高速飛行時,機體表面由於摩擦生熱,溫度可以高達300攝氏度,機體長度甚至會因為熱脹伸長30多厘米!機艙的內表面也是火熱,所以飛行員不能隨便接觸沒有隔熱措施的機體部件,尤其是風擋玻璃。

  在當時,SR-71飛得比絕大多數戰鬥機和防空導彈都高、都快,出入被偵察方的領空如入無人之境。在以色列上空偵察核設施時,以軍F-4戰鬥機向它發射了AIM-9「響尾蛇」空空導彈,但導彈飛得比SR-71還慢。

  「臭鼬工廠」三劍客中,只有老大U-2還堅持在軍中服役,「牛車」和「黑鳥」早已退出現役,只是SR-71由於卓越的高空高速能力,被美國航空航天局選中成為飛行驗證機,轉行到了科研戰線。

  最神秘的「曙光女神」

  對自己的偵察武器,美國人一向以開放、自由著稱,會時不時拿出來炫耀一番,但「曙光女神」卻一直被他們藏得嚴嚴實實。

  被稱為「曙光女神」的高超音速偵察機是美國航空界和軍事界最負盛名的傳說之一,儘管美國軍方一直否認它的存在,但不斷有證據表明它已經存在多年。20世紀80年代末期至90年代初期,許多不明飛行物的目擊報告開始大量出現。無論美國東海岸或西海岸的居民,都陸續領教到這一神秘飛機的威力。

  這種秘密偵察機出動時,往往會產生巨大的聲波衝擊,不只產生刺耳的轟鳴,並且附帶有被地震學者稱為「天震」的強大震波,其強烈程度之大,甚至連地震局的觀測儀都能接收到信號!人們估計,融合了最新航空科技的「曙光女神」全機長32米,高7米,全載重為83噸,其中三分之二以上是燃料,最高時速可達到6倍音速,可飛到令人咋舌的3.88萬米高空,目前世界上所有的防空系統,都不可能是它的對手!

  為了一睹「曙光女神」的真實面目,眾多的航空發燒友整天守候在美國空軍專門進行新型戰機研發的絕密試驗場———內華達州內利斯空軍基地「51區」附近,希望能拍到它的照片。

  最確鑿的「曙光女神」目擊報告出現在1992年,英國石油工程師克里斯·吉布森在北海石油鑽台上看見一架不尋常的飛機飛過。吉布森是有12年軍齡的老兵,他說,他看到那架造型怪異的飛機正在進行空中加油作業,旁邊還有兩架F-111戰鬥轟炸機伴飛。《簡氏防務周刊》隨即發表了吉布森的目擊報告和他繪製的飛機草圖。

  從已經披露出來的一些模糊照片和航空迷手繪的想像圖來看,「曙光女神」外形為獨特的三角形,曾一度被認為是外星人的宇宙飛船,也有人認為是美國與外星人合作研製的高科技飛行器。

  面對越來越大的輿論壓力,美國空軍依然堅持不透露半點風聲。有人認為,也許空軍真的沒有這個項目,因為先前的U-2、「黑鳥」等絕密偵察機的研製,預算都是編列在中央情報局名下。所以空軍否認「曙光女神」的存在是正常的。最終,承受不住壓力的美國國家偵察辦公室發表了一個聲明:「本單位並沒有『曙光女神』的存在,但不保證其他單位也沒有……」

  這個聲明是美國官方首次沒有正面否認「曙光女神」的存在,讓航空迷和軍事專家們有了充分的想像空間。

  從「有人」到「無人」   

  自第一架U-2被蘇聯擊落後,美國人就開始探索使用無人駕駛偵察機在極危險空域活動的技術。20世紀60年代以後,無人偵察機投入實戰使用,在歷次局部戰爭中都有出色表現,因此越來越受到重視,大有取代有人加強偵察機的趨勢。

  目前最先進的無人偵察機當屬美國的蒂爾Ⅲ「暗星」。這種具備隱身功能的無人機外形像帶有機翼的飛碟,可以裝配各種先進偵察設備,在各種不良氣象條件下執行偵察監視任務。鑒於無人機的強大的偵察能力,美國國防部甚至設想,在未來逐步淘汰U-2等老牌的有人加強偵察機,以「蒂爾Ⅱ」和「暗星」等無人偵察機取而代之。

  儘管現役偵察機足以傲視全球,但美軍仍然斥巨資研發新型超高音速偵察機,除了「黑色雨燕」,「獵鷹」也是美國空軍的一個重點項目,同樣也由「臭鼬工廠」負責研製。

  耗資10億美元的「獵鷹」是一種高超音速、長滯空時間的無人隱形偵察機,最高速度可達10馬赫,具有SR-71「黑鳥」偵察機的高空高速飛行能力、「全球鷹」無人機的超長滯空時間和B-2轟炸機的隱形能力。從美國國內軍事基地起飛,兩小時內就可以抵達全球任何目標,很有希望成為繼「黑鳥」之後美軍最具傳奇色彩的偵察機。

  雖然技術的進步讓衛星和導彈替代了大部分高空偵察機的工作,但偵察機機動靈活、時效性強,不僅能在短時間內同時發現大量的各種目標,而且還可對目標進行跟蹤識別,直至目標被摧毀,對現代局部戰爭的勝負影響巨大,其地位是不可能完全被取代的。而且,種種跡象表明,無人偵察機將成為21世紀初航空偵察的主力,成為未來戰場偵察的主角,並將與偵察衛星一起擔負起全球偵察監視的任務。


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