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美国试飞6倍音速飞行器 运用前景广泛

 昵称7536781 2012-08-16

X-51A“破浪者”将力求以6倍于音速的速度持续飞行300秒(示意图)。

X-51A“破浪者”将由一架B-52型轰炸机运载至大约1.5万米高空(示意图)。

自试飞员查克·耶格尔1947年首次驾驶飞机突破音障以来,科学家和工程师一直梦想能让飞机飞得更快。如今,一个前所未有的巨大挑战摆在他们面前:让无人驾驶测试飞机X-51A“破浪者”以最低5倍于音速的速度持续飞行300秒。

美国加利福尼亚州莫哈韦沙漠爱德华兹空军基地一间机棚内,航空工程师正在最后擦拭“破浪者”测试飞机。当地时间14日,它将力求以马赫数6、即6倍于音速的速度持续飞行300秒。

换一种方式描述,一架普通商用客机如果以这种速度飞行,46分钟即可从美国西海岸城市洛杉矶飞抵东海岸城市纽约。

按计划,“破浪者”当天将由一架B-52型轰炸机从爱德华兹空军基地运载至太平洋上方大约1.5万米。在这一高度,它将脱离母机,启动冲压发动机,加速至大约6倍于音速,冲上将近2.1万米高度,持续飞行300秒。

“实现持续超高音速飞行就像从螺旋桨飞机跨越到喷气式飞机。”美国俄亥俄州空军研究实验室高速系统部门技术副主管罗伯特·梅西耶说,“自莱特兄弟(造出首架双翼飞机)以来,我们一直探索如何让飞机变得更好、更快。超高音速飞行是航空飞行一个潜在的前沿领域。我认为,我们正站在步入那一领域的门槛上。”

据美媒报道,美国国防部现阶段资助6个超高音速主要技术项目,过去10年间投入项目经费大约20亿美元。

持续超高音飞行技术前景广

一些航空工程师说,持续超高音速飞行技术在研制新一代导弹、军用飞机、航天飞机乃至普通商用客机方面的运用前景看好。

美国国防部称,超高音速导弹是在较短时间内击中目标的最佳选择。按美媒的说法,美军现阶段只有一种体积庞大、可携带核弹头的洲际弹道导弹有这种能力。

除了军事运用之外,得克萨斯大学物理学助理教授多拉·穆谢拉克说,持续超高音速飞行技术有朝一日或许可以在商用客机领域“发光发热”,实现人们从地球一端不间断高速飞抵另一端的梦想。

“让飞机飞得更快总是人们的梦想,”穆谢拉克说,“一旦这一技术概念适用于军事领域,我们距离实现超高音速运输将更近一步。”

测试曾遭受挫折

其实,超高音速飞行技术测试并非一帆风顺。

2011年8月,国防部高级研究项目局测试一种箭头型无人驾驶超高音速飞机,设计速度20倍于音速,一度引发各方关注。然而,测试飞行开始几分钟后,机身喷涂材料因飞行速度过快开始脱落,测试没有按计划完成。

2010年5月,波音公司研究中心工程师让“破浪者”作首次测试飞行。那一次,它以大约5600公里的时速持续飞行143秒。

2011年6月,“破浪者”再次升空,却因发动机气流问题没有完成测试。

 
美国的“高空剑客”

  近日有消息称,美国空军和国防部高级研究计划局有一项新的“东方快车”计划:制造一种战斗机大小的无人驾驶飞机———时速6马赫的“黑色雨燕”高空高速飞机。

  从名称上看,“黑色雨燕”无疑是当年大名鼎鼎的SR-71“黑鸟”高空高速侦察机的改进和增强版,不同的是,“黑色雨燕”将比“黑鸟”飞得更快,因此也有人把它称为SR-72。

  “黑色雨燕”所具备的高空高速和全球到达能力,不能不唤起人们对名躁一时的美国先进战略侦察机的回忆。美国到底有哪些侦察机?它们都有什么样的特点?还是让我们一睹为快吧。

  “天使”、“牛车”和“黑鸟”

  据称,研制“黑色雨燕”的主要承包商是洛克希德公司的“臭鼬工厂”。具有传奇色彩的“臭鼬工厂”,素以研制隐形飞机和侦察机闻名,冷战时期的“高空三剑客”———U-2高空侦察机、A-12“牛车”间谍飞机和SR-71“黑鸟”高空高速战略侦察机,便出自“臭鼬工厂”之手。

  1955年8月4日,U-2高空侦察机悄然飞出“臭鼬工厂”,成功完成首次正式飞行,从此开始了长达50多年的秘密飞行。凭借装备的高分辨率摄影组合系统,U-2能在4小时内从1.5万米高空拍下宽200公里、长4300公里范围内陆面景物的清晰图像,并冲印出4000张照片用于情报分析。洛克希德公司的工程师们对U-2有一种发自内心的喜爱,他们把这种能高高地潜行于蓝天之上的侦察机亲昵地称为“天使”。

  中央情报局最初想雇用外国飞行员驾驶U-2执行侦察任务,这样即使在敌方上空被击落,美国也可以把责任推得一干二净。但合适的外国飞行员实在难找,中情局不得不在美国空军中寻找飞行员,让他们从军队退役,加入到U-2侦察机项目,他们的对外身份是洛克希德公司的雇员。

  U-2是第一种必须飞入敌境,直接面对拦截机和防空导弹双重威胁的侦察机,因此出事的概率很大。为防万一,中情局为U-2飞行员规定了5种死亡方法:一是使用飞机上准备的一把猎刀,二是一把无声手枪,三是启动飞行自爆装置,四是不能在敌军上空打开降落伞,五是使用一块银元里装着的一根小针,小针上涂有中情局用重金研制的动物毒素,只需在身上刺一下,即可当场死亡。

  但1959年5月1日,求生欲望极强的美军飞行员鲍尔斯没有选择任何一种死亡方法,当他的U-2被苏联的SA-2导弹击落时,鲍尔斯打开了降落伞,成为苏联人的阶下囚。随着鲍尔斯的坐机被击落,U-2几乎成了纸糊的风筝,不断地从高空坠下来。尽管U-2在世人面前丢了脸,但针对它的改进工作一直没有停止过。迄今为止,世界上还没有其他军机能像U-2一样,经受了半个多世纪的考验,仍然活跃在万米高空的秘密战场。

  与U-2相比,A-12“牛车”和SR-71“黑鸟”无疑是短寿的,但它们却保持着U-2所没有的荣耀:从未被击落过。

  按照美国空军的命名方法,“A”代表攻击机型,但A-12“牛车”却是货真价实的侦察机。U-2侦察机首次试飞后不久,“臭鼬工厂”就开始执行“热忱”计划,研制U-2的后继机型。1957年,“臭鼬工厂”提出了最初的设计方案,代号“大天使”,简称A-1,之后不断改进,直到A-12。其中的“A”是英文“大天使”一词的第一个字母。

  关于“牛车”的编号,一些新闻媒体误认为是A-11,究其原委,约翰逊总统的讲话起了很大的误导作用。1964年2月29日,约翰逊总统亲自向世界公布了“牛车”计划的一些情况,为掩护该机的实际编号,他有意把A-12说成A-11,于是在媒体中出现了“11”和“12”之争。A-12虽名为“牛车”,但它的巡航速度可达音速的3.29倍,能爬升到27434米高空。尽管苏联能用雷达跟踪到,但他们的“萨姆”防空导弹根本够不到。

  说起来,A-12和SR-71应该是“同门兄弟”,都是“A”系列的产品。美国空军在研制A-12的同时,还打算在A-11的基础上发展一种高空高速拦截机,对外称YF-12战斗机。但经过验证,美军认为这一战斗机技术不够成熟,遂中止计划。但A-11优异的性能又让人不忍放弃,于是美军决定将其改进后作为高空高速战略侦察机使用,于是SR-71就来到了世上。

  实际上,SR-71的编号原本为R-12,所有印刷出来的维修手册、飞行员手册、训练手册上使用的,都是R-12的名称,机座和各种材料上,标志的也是R-12。又是约翰逊总统的讲话,把R-12改成了SR-71。

  1964年7月25日,总统发表讲话,透露洛克希德公司正在继“牛车”之后研制第二种3倍音速的军用飞机,编号为SR-71。于是,SR-71就成了“黑鸟”侦察机最终的正式编号。此处SR代表的并不是攻击、侦察,而是战略侦察。

  SR-71“黑鸟”机体庞大,浑身涂满一层黑色的涂料,飞行高度达到3万米,飞行速度比步枪子弹的初速还要快,最大速度可以达到3.5倍音速。高速飞行时,机体表面由于摩擦生热,温度可以高达300摄氏度,机体长度甚至会因为热胀伸长30多厘米!机舱的内表面也是火热,所以飞行员不能随便接触没有隔热措施的机体部件,尤其是风挡玻璃。

  在当时,SR-71飞得比绝大多数战斗机和防空导弹都高、都快,出入被侦察方的领空如入无人之境。在以色列上空侦察核设施时,以军F-4战斗机向它发射了AIM-9“响尾蛇”空空导弹,但导弹飞得比SR-71还慢。

  “臭鼬工厂”三剑客中,只有老大U-2还坚持在军中服役,“牛车”和“黑鸟”早已退出现役,只是SR-71由于卓越的高空高速能力,被美国航空航天局选中成为飞行验证机,转行到了科研战线。

  最神秘的“曙光女神”

  对自己的侦察武器,美国人一向以开放、自由著称,会时不时拿出来炫耀一番,但“曙光女神”却一直被他们藏得严严实实。

  被称为“曙光女神”的高超音速侦察机是美国航空界和军事界最负盛名的传说之一,尽管美国军方一直否认它的存在,但不断有证据表明它已经存在多年。20世纪80年代末期至90年代初期,许多不明飞行物的目击报告开始大量出现。无论美国东海岸或西海岸的居民,都陆续领教到这一神秘飞机的威力。

  这种秘密侦察机出动时,往往会产生巨大的声波冲击,不只产生刺耳的轰鸣,并且附带有被地震学者称为“天震”的强大震波,其强烈程度之大,甚至连地震局的观测仪都能接收到信号!人们估计,融合了最新航空科技的“曙光女神”全机长32米,高7米,全载重为83吨,其中三分之二以上是燃料,最高时速可达到6倍音速,可飞到令人咋舌的3.88万米高空,目前世界上所有的防空系统,都不可能是它的对手!

  为了一睹“曙光女神”的真实面目,众多的航空发烧友整天守候在美国空军专门进行新型战机研发的绝密试验场———内华达州内利斯空军基地“51区”附近,希望能拍到它的照片。

  最确凿的“曙光女神”目击报告出现在1992年,英国石油工程师克里斯·吉布森在北海石油钻台上看见一架不寻常的飞机飞过。吉布森是有12年军龄的老兵,他说,他看到那架造型怪异的飞机正在进行空中加油作业,旁边还有两架F-111战斗轰炸机伴飞。《简氏防务周刊》随即发表了吉布森的目击报告和他绘制的飞机草图。

  从已经披露出来的一些模糊照片和航空迷手绘的想象图来看,“曙光女神”外形为独特的三角形,曾一度被认为是外星人的宇宙飞船,也有人认为是美国与外星人合作研制的高科技飞行器。

  面对越来越大的舆论压力,美国空军依然坚持不透露半点风声。有人认为,也许空军真的没有这个项目,因为先前的U-2、“黑鸟”等绝密侦察机的研制,预算都是编列在中央情报局名下。所以空军否认“曙光女神”的存在是正常的。最终,承受不住压力的美国国家侦察办公室发表了一个声明:“本单位并没有‘曙光女神’的存在,但不保证其他单位也没有……”

  这个声明是美国官方首次没有正面否认“曙光女神”的存在,让航空迷和军事专家们有了充分的想象空间。

  从“有人”到“无人”   

  自第一架U-2被苏联击落后,美国人就开始探索使用无人驾驶侦察机在极危险空域活动的技术。20世纪60年代以后,无人侦察机投入实战使用,在历次局部战争中都有出色表现,因此越来越受到重视,大有取代有人加强侦察机的趋势。

  目前最先进的无人侦察机当属美国的蒂尔Ⅲ“暗星”。这种具备隐身功能的无人机外形像带有机翼的飞碟,可以装配各种先进侦察设备,在各种不良气象条件下执行侦察监视任务。鉴于无人机的强大的侦察能力,美国国防部甚至设想,在未来逐步淘汰U-2等老牌的有人加强侦察机,以“蒂尔Ⅱ”和“暗星”等无人侦察机取而代之。

  尽管现役侦察机足以傲视全球,但美军仍然斥巨资研发新型超高音速侦察机,除了“黑色雨燕”,“猎鹰”也是美国空军的一个重点项目,同样也由“臭鼬工厂”负责研制。

  耗资10亿美元的“猎鹰”是一种高超音速、长滞空时间的无人隐形侦察机,最高速度可达10马赫,具有SR-71“黑鸟”侦察机的高空高速飞行能力、“全球鹰”无人机的超长滞空时间和B-2轰炸机的隐形能力。从美国国内军事基地起飞,两小时内就可以抵达全球任何目标,很有希望成为继“黑鸟”之后美军最具传奇色彩的侦察机。

  虽然技术的进步让卫星和导弹替代了大部分高空侦察机的工作,但侦察机机动灵活、时效性强,不仅能在短时间内同时发现大量的各种目标,而且还可对目标进行跟踪识别,直至目标被摧毁,对现代局部战争的胜负影响巨大,其地位是不可能完全被取代的。而且,种种迹象表明,无人侦察机将成为21世纪初航空侦察的主力,成为未来战场侦察的主角,并将与侦察卫星一起担负起全球侦察监视的任务。

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