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[科普中国]-“谍眼重重”战长空:探秘高空侦察机“双雄”

科普中国军事科技
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聚焦强军兴军实践 助力全民国防教育
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  作者:孙武

  出品:科普中国

  侦察机,是一种最为古老的机种,在飞机刚刚投入军事用途之时,就有早期的侦察机出现。那时的侦察机结构简单,没有当今的大量电子设备和侦查设备,简单的人员拍照,危险的低空飞行,成了那个时期侦查机的特点。正是因为侦查的重要性,侦察机也慢慢发展,越来越高速化、高空化。

  高空侦察机是一个神秘的存在,它是各国空军的“鹰之眼”,也是空中的情报的重要获取者。迄今为止,各国均已研制多种型号的高空侦察机,那在他们之中,最有代表性的、最有特殊性的是哪几种侦察机?让我们来看看高空侦察机“双雄”。

SR-71“黑鸟”侦察机全部型号的合影

SR-71“黑鸟”侦察机全部型号的合影

  一代传奇:U2侦察机

  U2侦察机可以称为高空侦察机的“传奇”,从1956年开始,它便出现在高空之上,屡次进行侦查任务,直到今日仍在军中服役。它能不分昼夜于70,000英尺(21,336米)的高空执行全天候侦察任务。在和平时期、局部地区危机、小规模冲突和战争中提供各类重要情报。

  U2诞生于著名的军工企业洛克希德公司,由专门研发高精尖军用装备的“臭鼬工厂”团队负责研发。它的基本型号机长达到15.11米,机高3.86米,翼展24.38米,机翼面积57.30平方米。最大巡航速度670千米/小时,爬升率50米/秒,续航时间8小时左右。尤其是它的实用升限,也就是最高的巡航高度达到了惊人的24000米,在最初面世的很长一段时间里,竟然没有一架战机可以飞到如此高的高空。连那时世上最好的“米格17”歼击机也只能飞行至13000米。U2侦查机成了真正的高空之王。

  由于U2侦察机具有超长的机翼,它可携带比普通飞机更多的燃油,但是如此一来则会增加机翼的起飞负担。聪明的工程师们想出了用简易轮来辅助起飞,飞机起飞后,简易轮将会脱落,再由地面人员回收。相对起飞而言的,则是危险的降落方式。又是由于机翼的问题,造成降落时方向稍有偏差,则会一侧的机翼着地,造成危险。每次U2降落,都会有高速行驶的警车尾随,随时向飞机驾驶员校正方向。

1994年,SR-71B教练机在内华达山脉飞行。

1994年,SR-71B教练机在内华达山脉飞行

  在漫长的服役期中,U2侦察机也有数个改进型号:U-2C型加大了发动机推力;U-2E/F加装了空中受油设备,使飞机空中停留时间达14小时;U-2G可从航空母舰起降;U-2R在发动机、飞行高度、巡航时间等方面再度实现性能攀升。这一系列改进型号的诞生不仅标志着U2侦察机成了真正的、可信赖的高空侦察平台,更是将这一机型的各方面潜力发挥到极致。

  另外,U2侦查机的“著名”甚至成了文化符号,来自爱尔兰都柏林的知名乐队U2,正是以其名字命名。从最早研制时期全球瞩目的“UFO”,到服役多年的空中“老将”U2侦察机正在用它自己独有的方式,飞行在万米高空,继续书写属于它的传奇。

  极速之鹰:黑鸟侦察机

  电影《变形金刚4》里,男主角为赢得最后胜利,去空军博物馆去寻找决定剧情走向的关键角色,它就是已经“落土”很久的黑鸟侦察机。像这个电影角色一样,真实中的“黑鸟”早已退出了服役序列许久,但是它强悍的性能、科幻的外观却久久留在全球军事发烧友的心中。

  黑鸟侦察机是冷战时期美国一项高度保密项目“黑色计划”的产物,由美国飞机制造商洛克希德公司的“臭鼬工作室”负责设计制造,1976年7月28日当天,一架SR-71创下时速3,529.56公里的飞行速度纪录,以及25,929米的飞行高度纪录,是世界上最快的喷气式载人飞机。1964年7月25日,美国总统约翰逊发表讲话,向公众透露了洛克希德公司正在研制第二种速度3倍音速的军用飞机,正是这种编号为SR—7l,在世界范围内使用的先进远程战略侦察机。

  SR-71侦察机有多种衍生型号,SR-71A属于战略侦察型,是“黑鸟”家族中生产架数最多的一种型号。SR-71B属串列双座教练型,共生产2架。SR-71C是经修改的教练型,只制造了一架。作为主力的SR-71A具有强悍的侦查及飞行性能,单机可在六分钟内可完成意大利全境的侦查,从纽约到伦敦也仅需1小时50余分钟的航程。

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巡航中的U2侦察机

  SR-71黑鸟飞机机身超过93%的部分为钛合金,能够承受482摄氏度的高温。SR-71的机身大部份都是钛,钛合金的超高难度加工工艺一度令制造者头疼不已。因为高超声速的设计,使得表面的钛制蒙皮不得不要承受超高温,甚至在天空中飞行的时候,机头及两翼会有灼烧的情况产生。钛制蒙皮的研究显示,在逐次像是退火一般的剧烈加热中,材质会逐渐强化。主翼内侧蒙皮的主要部份其实是皱纹状的。热膨胀会使平滑的蒙皮撕裂或卷曲,而将蒙皮做出皱折让它能向垂直方向伸展,避免应力过强,同时也增强纵向强度。这种超前的设计,让黑鸟得以在三倍音速的速度中安全飞行。

  优点如此突出,但是缺点却如影相随,这也成了导致其“早早”退役的一大原因——付出了高昂代价的美国“黑鸟”,除了获得了最大速度和飞行高度的优势以外,其低劣的机动性能几乎令人无法忍受,与此同时,低劣的机体结构强度更使得黑鸟在服役过程中拥有了高达 30% 的坠毁率,这一切使得黑鸟更像是一架技术验证机而不是实用的作战飞机,即便到了今天,如黑鸟一样使用几乎全部钛合金结构的战机依旧凤毛麟角。

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准备起飞的U2侦察机

  1990年1月26日,SR-71A的军方使命全部结束,所有飞机也随之退役。SR-71极其高昂的使用费用,是其将退役的另一个主要原因。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。

  在黑鸟侦察机退役后,U2侦查机也即将退出历史舞台。未来,是无人机、侦查卫星的“天下”,但是人类科学技术的进步永无止境,那些在科技之林中曾经璀璨夺目的佼佼者,定不会被遗忘。

  【孙武问答】网友:现阶段全球高空侦察机里有哪些佼佼者?未来侦察机发展会是什么方向?

  孙武:现在应用最广泛的高空侦察机是大量的无人机,其中最著名的就是“全球鹰”无人侦察机。这位“鼎鼎大名”的高空侦察机服役以来取得了辉煌的成绩,并且打开了一扇无人侦察机的“未来之窗”。以后的侦查机将会继续无人化、高速化、高空化,并且将和侦查卫星协同配合,打造空天一体的侦查矩阵。

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