美帝的黑科技代表作之一——SR-71黑鳥偵察機

SR-71偵察機（英文：SR-71，綽號：Blackbird，中文：黑鳥），是美國空軍噴氣式長程高空高速戰略偵察機。SR-71偵察機由美國洛克希德公司的臭鼬工廠研製生產，是以A-12偵察機為原型設計的，是第一種成功突破熱障的實用型噴氣式飛機。SR-71偵察機共生產32架，因故障損壞了12架，無一被擊中過。1990年，SR-71退役；1995年部分SR-71編回部隊，並於1997年展開飛行任務；1998年，SR-71永久退役，部分進入博物館陳列，僅有NASA德賴頓飛行研究中心使用的一架SR-71A和一架SR-71B用於研究使用。

研製背景

SR-71偵察機是以A-12偵察機為原型設計的，是美國「黑鳥」家族的第三代：A-12偵察機及其派生型，YF-12A試驗戰鬥機，SR-71偵察機，是「黑鳥」家族中生產架數最多的一種型號（後兩代分別屬於第一代的改進項目）。

早在1959年洛克希德公司為美國中央情報局研製了A-12高空高速偵察機。就在A-12偵察機研製計劃實施中，臭鼬工廠也向美國空軍提出了以A-12為基礎的偵察/轟炸型方案RB-12。同時還製造了兩款模型機RS-12和B-12。RS-12是A-12的按比例放大型，是一種既能執行偵察任務，又能實施核攻擊的偵察/攻擊飛機，其研製計劃最終半途夭折。在它的編號中，R代表偵察(Reconnajssance)，S代表攻擊(Shike)。專用偵察型R-12是A-12的雙座按比例放大型，它順利地進入了實機研製階段，並最終R-12作為SR-71進行生產。

生產製造

A-12與第一批SR-71都是由洛克希德在伯班克的工廠生產出來，隨後，造好的A-12要被拆解後從公路運輸到內華達格魯姆湖沙漠基地（51區）進行試飛。

1962年6月，美國空軍對R/RS-71進行了模型審查，同年12月6日簽訂了製造6架試驗機的合同。

1964年12月22日，SR-71首次飛行。

總共出廠32架黑鳥，因故障損壞了12架，無一被擊中過。偵察系統官JimZwayer是唯一身亡的機師，其他人都彈射逃生成功。

世界紀錄

1976年7月28日，編號963的SR-71創下時速3529.55公里的速度紀錄，以及25929米的高度紀錄（1977年8月31日被米格-25以37,650米打破）。在官方的速度紀錄中，飛機要經過兩個階段。在起始的第一階段飛行過程中，一個引擎需要先保持在關閉的狀態，等到經過中途的接力點時，再由飛行員重新啟動。也就是說，SR-71隻靠一個引擎就奪下了最快紀錄。

1974年9月1日，SR-71創下的從紐約到倫敦的紀錄：1小時54分56.4秒。（協和式客機飛行同樣的路程要3小時20分，而最快的亞音速客機波音747則需要7小時。）

SR-71（上）與U-2是美軍兩大王牌偵察機

機身設計

SR-71的機身93%的機身採用鈦合金製造，可承受230度的氣動摩擦溫度，發動機尾噴管周圍區域的溫度更是高達510度，而這些鈦還是在冷戰高峰期間，CIA秘密成立了許多空殼公司向當時鈦金屬的最大出口國蘇聯購買，洛克希德用各種可行的偽裝方法防止被蘇聯政府得知這些鈦的用途。為了降低成本，他們使用的是可在較低溫度軟化而較易加工的鈦合金，完成的飛機會塗上暗藍色（趨近黑色），以加強熱輻射冷卻與高空的偽裝效果。當飛機以3倍音速的速度進行飛行時，與空氣之間的摩擦會產生出大量的熱，飛機上的部分位置甚至會被加熱到超過540℃，而黑色的漆能幫助SR-71降低溫度。

引擎前面的那些錐形裝置其實是控制氣流的節流閥，作為一個複雜系統的一部分，作用是確保在單位時間內進入發動機內部的氣流是等量的。當你飛行的速度達到每小時3200公里的時候，這些錐形體也能起到一個保持飛機飛行穩定性的作用。

兩側脊線是一個獨特而有趣的特徵。早期的雷達隱形研究認為，平滑且漸縮的外形能將最多的雷達束反射至其它方向。原先的黑鳥並沒有兩側脊線，看起來就像個放大版的F-104，但雷達工程師說服了空氣動力學專家，增加了一些風洞測試。他們發現兩側脊線可以產生強力的渦流，在接近機身前段會產生大幅度的額外升力，於是就可以減少三角翼的裝置角，以獲得較高的安定性與較低的高速阻力，還能增載入油量以獲得更遠的航程。由於強力渦流在高迎角時可延緩失速，落地速度也可以減低，還可進行高G迴轉直到引擎熄火。兩側脊線的作用類似近代戰鬥機用以提升機動力的翼前緣延伸，在風洞測試發現這點後，原本許多早期設計構型中都具有的前翼就不再需要了，這樣的設計仍然出如今許多最新型的隱形無人機上，讓它們允許無尾翼設計而兼具安定性與隱形性。

SR-71可以在25900米高度完成巡航任務，雖說有很多噴氣機可以通過極限爬升超過此高度，但都無法像SR-71一樣在這兩倍於常規客機最高飛行高度的高度巡航。由於採用升力體設計，SR-71不需要大翼展在空氣稀薄的高空提供升力，整個機身得以全部隱藏在超音速後機頭產生的激波內，進一步減少阻力，保證黑鳥能同時超高空超音速巡航。

隱身性能

SR-71被設計為具有非常小的雷達反射截面，這是早期的隱形設計。然而，這並沒有包括高溫引擎排氣。所以諷刺的是，SR-71在聯邦航空總署的長程雷達上是最大的目標之一，在幾百哩外就能追蹤。即使採用了大量的隱身技術，但是因為其在高速飛行時候巨大的紅外特徵，因此他實際上不具備隱形功能，但是依賴他的高速，SR-71成功的擺脫了上千次針對她的攻擊，其中絕大部分都來自前蘇聯的飛機和對空導彈。

駕駛座艙

駕駛艙窗戶經常被暴露在320℃以上的處境下，所以工程師需要在不影響飛行員視角的情況下，用特殊材料來解決這個問題-在駕駛艙的玻璃窗上覆蓋著石英。SR-71座艙蓋的特殊耐熱玻璃可承受340度的高溫。SR-71上有兩名成員：飛行員和系統操作手。座艙呈縱列式。由於SR-71的飛行高度和速度都超出人體可承受的範圍，兩名成員必須穿著全密封的飛行服，看上去外觀與宇航員類似。飛行服具有自己的氧氣加壓系統，否則當飛行員飛到2.4萬米以上的高度時產生窒息。每小時3200公里的速度會使飛行員暴露在230℃的溫度下，所以機艙的空調溫度往往被調至冰點以下。

SR-71的飛行員必須是25歲到40歲，且「情緒穩定」的人。駕駛這架飛機需要極高的時間精確性，為了不偏離航向，必須幾乎100%按照時間節點操作。

動力裝置

SR-71使用的兩台普惠J-58發動機是唯一可以持續使用加力燃燒室的軍用發動機，當飛行速度愈高的時候，發動機的效率也隨之提升。每一具J-58能夠產生32,500磅（145千牛頓）的靜推力。一般噴氣發動機無法持續使用加力燃燒室，而且效率在高速時會下降。從表面上看，SR-71所能獲得的動力功率足以支撐起一艘遠洋郵輪。

SR-71雖然飛行高度很高，但並沒有離開大氣層，雖然高空空氣稀薄，但J-58發動機仍然要依靠空氣來實現燃燒，在到達2.4萬米的的高空時，速度已經達到3馬赫以上，發動機在這種速度下獲得的空氣流量相當大，所以一定程度上彌補了空氣稀薄帶來的影響（如果SR-71的機場架設在2萬米以上的高度，飛起速度由0開始，那麼無論如何也是飛不起來的）實際上，J-58在高速飛行時，進氣孔的空氣只有一部分進入燃燒室，而其餘一部分被直接引入加力燃燒室造成衝壓效應；餘下部分被引入排氣流中,增加空氣流量加大推力。除了引入的空氣，J-58還需要一種特殊的助燃劑——三乙基硼烷。JP-7是高燃點的燃料，這種燃料普通發動機根本點不著，,而三乙基硼烷是一種遇空氣自燃的爆炸性液體，J-58發動機在啟動後，要把這種助燃劑噴進燃燒室與燃料混合後才能實現點火。所以，在2.4萬米的高空，如果不藉助三乙基硼烷，J-58發動機要運作還是很困難的。不過即便如此，SR71在執行任務時仍然不允許超過2.5萬米的高度，因為在這個高度下發動機隨時都有熄火的可能。

燃油

JP-7原本是為了A-12而發展，專門被設計用於超高空超音速飛行，擁有極高的閃燃點以避免高溫下自燃。JP-7含有碳氟化合物以增加潤滑性，氧化劑使其容易燃燒，甚至還有銫的配方，以偽裝廢氣的雷達訊號。JP-7需要極為耐熱以免在每小時3200公里的速度下被燃料點燃，同時SR-71也需要用它來保持引擎冷卻。這也使得JP-7比蘇格蘭威士忌還貴，操作SR-71一小時的油費就要24,000到27,000美元。相對之下U-2隻需要它的三分之一，但U-2的飛行速度只有SR-71約四分之一之外，可攜帶的偵察設備還少了許多。JP-7的其中一項成分也被用來製造除蟲噴霧。因此，JP7的生產曾引起全國性的噴霧短缺。

因為衝壓發動機在超音速的狀態下會對空氣以及燃料進行壓縮，SR-71在飛行過程中速度越快燃油效率就越高。就也意味著，SR-71大約每飛行90分鐘就要需要重新加一次油。但在這90分鐘里，SR-71已經可以飛行出4000公里的距離。

KC-135Q是在美軍標準空軍加油機的基礎上進行高度改進後的型號，只適用於為SR-71加油。KC-135Q一共製造了56架。平均每3架KC-135Q要為兩架SR-71提供服務。

漏油問題

因為SR-71在高速飛行時，機體長度會因為熱脹伸長30多厘米，（而24000米高空的空氣非常稀薄，溫度低至零下57度）機身採用低重量、高強度的鈦合金作為結構材料，機翼等重要部位採用了能適應受熱膨脹的設計，油箱管道設計巧妙，採用了彈性的箱體，並利用油料的流動來帶走高溫部位的熱量。儘管採用了很多措施，但SR-71在降落地面後，油箱還是會因為機體熱脹冷縮而發生一定程度的泄漏。結合飛機飛行中的高溫以及高速性能以及物體受熱後會膨脹的特性，飛機機體被設計成在低溫下非常鬆散的狀態。當飛機高速飛行時，溫度上升，鬆散的結構重歸緊密。但當飛機在地面上時，較大的間隙工作人員甚至不能為它加滿燃料，因為會灑得到處都是。只有當飛機起飛之後，機身溫度上升，才能對SR-71進行加油。

上圖為SR-71機身上背著D-21無人偵察機

服役歷程

1964年12月7日，美國空軍決定將加利福尼亞州比爾空軍基地提供給SR-71戰略偵察機使用，並組建了第4420戰略偵察機聯隊。該聯隊即是美國空軍第9戰略偵察聯隊的前身。1965年SR-71通過了美國空軍戰略司令部的鑒定。

1966年1月，開始交付加州比爾空軍基地第4200戰略偵察聯隊（後改番號為第9戰略偵察聯隊）服役。

1967年9月，29架SR-71A全部試飛成功。

1968年3月8日，第一架SR-71A（64-17978號）部署到位於沖繩的嘉手納空軍基地，以取代A-12執行戰略偵察任務。兩周後，SR-71A開始執行對越南和中國的偵察任務。

1990年1月21日，駐嘉手納基地的最後一架SR-71（64-17962號）離開該基地返回美國。

1990年1月26日，由於國防預算降低和操作費用高昂，美國空軍將SR-71退役，SR-71A的使命全部結束。

1994年，美國國會批准SR-71重新服役。

1995年6月28日，兩架經重新修整後的SR-71A重新服役使用，這就是所謂的重新服役型。這兩架飛機修整的內容主要是，對機體結構進行了加強，其次是裝備了先進的機載設備，如第一代新型合成孔徑雷達ASARS-l、技術研究目標照相機TEOC、高清晰度光學纖維照相機、電子信息系統和數據傳輸裝置等。重新服役的1號機是NASA使用的NASA832，1995年6月28日，它率先恢復現役。

1995年8月28日，擬重新服役的2號機開始試飛。

1997年1月1日，空軍提交了使兩機處於任務狀態的請求報告。

1998年，正當美國空軍準備將重新服役的SR-71A用於訓練和執行任務時，美國當年的財政年度的國防預算中，美國政府卻沒有批准SR-71A的使用經費。於是，現由美國空軍第9戰略偵察聯隊第2分遣隊使用的兩架SR-71A重新服役型，尚未使用一次又將重新退役。

SR-71從美國軍方退役後，變成NASA飛行試驗機，繼續在科研戰線上超期服役。

SR-71極其高昂的使用費用，是其將退役的主要原因之一，儘管就連國會議員也有人認為它仍然是一架尚無其它飛機可以代替的戰略偵察機。在美國空軍提交的任務準備狀態的請求報告中，曾提出兩架重新服役的SR-71A按每月30天計算，每月所需費用為3900萬美元的預算。而且，美國空軍還計劃對其進行現代化改裝，如改進它的偵察設備和雷達系統，裝備衛星全球定位系統等，這些都需要極大的投資，所以美國國會未批准這些投資計劃，於6O年代問世的「黑鳥」已經走到生命的盡頭。