作者:孫武
出品:科普中國
偵察機,是一種最為古老的機種,在飛機剛剛投入軍事用途之時,就有早期的偵察機出現。那時的偵察機結構簡單,沒有當今的大量電子設備和偵查設備,簡單的人員拍照,危險的低空飛行,成了那個時期偵查機的特點。正是因為偵查的重要性,偵察機也慢慢發展,越來越高速化、高空化。
高空偵察機是一個神秘的存在,它是各國空軍的“鷹之眼”,也是空中的情報的重要獲取者。迄今為止,各國均已研制多種型號的高空偵察機,那在他們之中,最有代表性的、最有特殊性的是哪幾種偵察機?讓我們來看看高空偵察機“雙雄”。
SR-71“黑鳥”偵察機全部型號的合影
一代傳奇:U2偵察機
U2偵察機可以稱為高空偵察機的“傳奇”,從1956年開始,它便出現在高空之上,屢次進行偵查任務,直到今日仍在軍中服役。它能不分晝夜于70,000英尺(21,336米)的高空執行全天候偵察任務。在和平時期、局部地區危機、小規模沖突和戰爭中提供各類重要情報。
U2誕生于著名的軍工企業洛克希德公司,由專門研發高精尖軍用裝備的“臭鼬工廠”團隊負責研發。它的基本型號機長達到15.11米,機高3.86米,翼展24.38米,機翼面積57.30平方米。最大巡航速度670千米/小時,爬升率50米/秒,續航時間8小時左右。尤其是它的實用升限,也就是最高的巡航高度達到了驚人的24000米,在最初面世的很長一段時間里,竟然沒有一架戰機可以飛到如此高的高空。連那時世上最好的“米格17”殲擊機也只能飛行至13000米。U2偵查機成了真正的高空之王。
由于U2偵察機具有超長的機翼,它可攜帶比普通飛機更多的燃油,但是如此一來則會增加機翼的起飛負擔。聰明的工程師們想出了用簡易輪來輔助起飛,飛機起飛后,簡易輪將會脫落,再由地面人員回收。相對起飛而言的,則是危險的降落方式。又是由于機翼的問題,造成降落時方向稍有偏差,則會一側的機翼著地,造成危險。每次U2降落,都會有高速行駛的警車尾隨,隨時向飛機駕駛員校正方向。
1994年,SR-71B教練機在內華達山脈飛行
在漫長的服役期中,U2偵察機也有數個改進型號:U-2C型加大了發動機推力;U-2E/F加裝了空中受油設備,使飛機空中停留時間達14小時;U-2G可從航空母艦起降;U-2R在發動機、飛行高度、巡航時間等方面再度實現性能攀升。這一系列改進型號的誕生不僅標志著U2偵察機成了真正的、可信賴的高空偵察平臺,更是將這一機型的各方面潛力發揮到極致。
另外,U2偵查機的“著名”甚至成了文化符號,來自愛爾蘭都柏林的知名樂隊U2,正是以其名字命名。從最早研制時期全球矚目的“UFO”,到服役多年的空中“老將”U2偵察機正在用它自己獨有的方式,飛行在萬米高空,繼續書寫屬于它的傳奇。
極速之鷹:黑鳥偵察機
電影《變形金剛4》里,男主角為贏得最后勝利,去空軍博物館去尋找決定劇情走向的關鍵角色,它就是已經“落土”很久的黑鳥偵察機。像這個電影角色一樣,真實中的“黑鳥”早已退出了服役序列許久,但是它強悍的性能、科幻的外觀卻久久留在全球軍事發燒友的心中。
黑鳥偵察機是冷戰時期美國一項高度保密項目“黑色計劃”的產物,由美國飛機制造商洛克希德公司的“臭鼬工作室”負責設計制造,1976年7月28日當天,一架SR-71創下時速3,529.56公里的飛行速度紀錄,以及25,929米的飛行高度紀錄,是世界上最快的噴氣式載人飛機。1964年7月25日,美國總統約翰遜發表講話,向公眾透露了洛克希德公司正在研制第二種速度3倍音速的軍用飛機,正是這種編號為SR—7l,在世界范圍內使用的先進遠程戰略偵察機。
SR-71偵察機有多種衍生型號,SR-71A屬于戰略偵察型,是“黑鳥”家族中生產架數最多的一種型號。SR-71B屬串列雙座教練型,共生產2架。SR-71C是經修改的教練型,只制造了一架。作為主力的SR-71A具有強悍的偵查及飛行性能,單機可在六分鐘內可完成意大利全境的偵查,從紐約到倫敦也僅需1小時50余分鐘的航程。
巡航中的U2偵察機
SR-71黑鳥飛機機身超過93%的部分為鈦合金,能夠承受482攝氏度的高溫。SR-71的機身大部份都是鈦,鈦合金的超高難度加工工藝一度令制造者頭疼不已。因為高超聲速的設計,使得表面的鈦制蒙皮不得不要承受超高溫,甚至在天空中飛行的時候,機頭及兩翼會有灼燒的情況產生。鈦制蒙皮的研究顯示,在逐次像是退火一般的劇烈加熱中,材質會逐漸強化。主翼內側蒙皮的主要部份其實是皺紋狀的。熱膨脹會使平滑的蒙皮撕裂或卷曲,而將蒙皮做出皺折讓它能向垂直方向伸展,避免應力過強,同時也增強縱向強度。這種超前的設計,讓黑鳥得以在三倍音速的速度中安全飛行。
優點如此突出,但是缺點卻如影相隨,這也成了導致其“早早”退役的一大原因——付出了高昂代價的美國“黑鳥”,除了獲得了最大速度和飛行高度的優勢以外,其低劣的機動性能幾乎令人無法忍受,與此同時,低劣的機體結構強度更使得黑鳥在服役過程中擁有了高達 30% 的墜毀率,這一切使得黑鳥更像是一架技術驗證機而不是實用的作戰飛機,即便到了今天,如黑鳥一樣使用幾乎全部鈦合金結構的戰機依舊鳳毛麟角。
準備起飛的U2偵察機
1990年1月26日,SR-71A的軍方使命全部結束,所有飛機也隨之退役。SR-71極其高昂的使用費用,是其將退役的另一個主要原因。SR-71從美國軍方退役后,變成NASA飛行試驗機,繼續在科研戰線上超期服役。
在黑鳥偵察機退役后,U2偵查機也即將退出歷史舞臺。未來,是無人機、偵查衛星的“天下”,但是人類科學技術的進步永無止境,那些在科技之林中曾經璀璨奪目的佼佼者,定不會被遺忘。
【孫武問答】網友:現階段全球高空偵察機里有哪些佼佼者?未來偵察機發展會是什么方向?
孫武:現在應用最廣泛的高空偵察機是大量的無人機,其中最著名的就是“全球鷹”無人偵察機。這位“鼎鼎大名”的高空偵察機服役以來取得了輝煌的成績,并且打開了一扇無人偵察機的“未來之窗”。以后的偵查機將會繼續無人化、高速化、高空化,并且將和偵查衛星協同配合,打造空天一體的偵查矩陣。