SR-71 黑鸟的前身A-12牛车通过应用含铯燃料创造了“等离子隐形”
来源:火狐体育官方版    发布时间:2024-04-10 07:06:11| 阅读次数:518

  洛克希德公司为中央情报局开发A-12 牛车间谍飞机的原因是早期U-2 侦察机在日益先进的苏联防空网络面前没办法生存。A-12乃至由它衍生出的SR-71飞行速度很快,而且还采用了当时最先进的科技来提升隐身性能,这中间还包括整体隐身外形和雷达规避结构的组合,以及在机身结构中使用复合材料,在机身蒙皮上也加入了雷达吸收材料。还有有一种鲜为人知的尖端科技该计划使 A-12 (SR-71)更难在雷达上被发现,涉及一种含铯的燃料添加剂,通过在飞机尾部喷口产生等离子体,以隐藏其整个后部机身免受雷达波的探测。

  甚至在 1956 年 U-2 投入到正常的使用中之前,中央情报局 (CIA) 就慢慢的开始探索飞机隐身技术。1957年,作为中央情报局分支的科学工程研究所 (SEI) 开始提出对新型间谍飞机的要求,包括减少雷达信号的需求。到 1958 年,洛克希德和康维尔的提议慢慢的变成了最可行的方案。

  “从这一段时期(1950 年代后期)开始,我们对雷达横截面的研究表明,任何在 1963 年之后投入到正常的使用中的飞机都没办法避免雷达探测,”著名的洛克希德公司工程师凯利约翰逊在一份现已解密的 A-12 计划官方内部资料中写道。“这并不代表我们没有全力以赴减少雷达横截面,因为我们对 A-12 的整个问题做出了许多很重要的贡献,包括基本形状的贡献。”

  在 CIA 选择洛克希德公司在 1959 年开发后来成为 A-12 的飞机后,该公司继续改进其雷达防御功能。整体设计平面图旨在偏转雷达波,但还有许多其他物理添加物有助于改善其雷达信号。这中间还包括用于保护飞机两台巨大的惠特尼 J58发动机进气口表面的尖形锥体、发动机短舱与发动机管道外部的椎体、机翼前缘的弯曲延伸部分以及倾斜的后垂直尾翼。在其机身前缘表面之下,可穿透雷达波的锯齿挡板也有助于抑制飞机的雷达回波。

  这些隐身设计奖大量使用了复合材料和雷达吸收材料。洛克希德还开发了一种特殊的“铁漆”,有时也被称为“铁球漆”,因为混合物中含有微小的铁球,有助于吸收雷达波。据报道,这种特殊混合物也适用于 SR-71,在 1960 年代每夸脱售价 400美元。

  这些功能都对减少飞机的雷达横截面产生了显着影响。然而,这架飞机的雷达信号仍有一个方面难以管理,即 J58 的排气口和全加力时发动机的巨大尾流,这是将 A-12 推进至最高速度所必需的。其极速远超于 3 马赫。

  “为了克服加力燃烧室的尾流问题,我们提议在燃料中使用铯添加剂,”凯利约翰逊在他的 A-12 历史资料中写道。“这是由臭鼬工厂的洛维克先生首先提出的,其最终开发工作交给了我。”

  据洛维克说,洛克希德最初试验了各种金属网筛,但很快就放弃了这些努力。负责该计划的中央情报局特别助理理查德比塞尔博士非常担心A-12尾部的隐身问题,他曾考虑要求取消 U-2 继任者A-12牛车的整个开发工作,是特殊添加剂拯救了A-12项目。

  这背后的基础原理是一个被称为“等离子隐身”的特殊概念。用最简单的术语来说,这涉及在物体的部分或全部周围产生等离子体云或电离气体。然后等离子体吸收电磁辐射,例如雷达波,防止它们反射回来。有多种办法能够产生所需的等离子体 ,洛维克的想法是通过燃料添加剂将碱金属注入极热的废气流中,在那里热量会将其转化为电离气体。

  洛克希德公司使用钠、钾和铯测试了燃料混合物。“铯似乎是首选材料,因为在气态它最容易电离,”洛维克在他的书中写道。

  根据洛维克的说法,最终的添加剂混合物是 30% 的金属铯和 60% 的磷酸二烷基酯。他在书中表示,添加剂的测试,包括在 51 区的飞行测试,已于 1965 年完成,A-12项目后来被洛克希德公司移交给普惠公司。

  1965 年,普惠公司通知中央情报局,由于供应链问题,它正在为燃料中的铯寻找一种新的“载液”,假定为磷酸二烷基酯。该公司一直从洗涤剂行业购买副产品基础溶液。新的美国政府法规随后迫使洗涤剂生产发生明显的变化,消除了这种副产品。因此,尚不清楚 A-12燃料成分是否随后发生了变化,普惠是否最终确定了磷酸二烷基酯的新来源也不得而知。

  总的来说,A-12 的发展几乎每一步都是一项尖端的工程壮举,并遭遇了无数次延误,尽管在 1962 年首次飞行,但它直到 1967 年才执行作战任务。在 1967 年至 1968 年间,作为黑盾行动的一部分,A-12 侦察机在北越上空飞行了 26 架次,在朝鲜上空飞行了另外 3 架次。

  然而,任务后的报告都没有明确说明执行这些任务的 A-12 使用了特殊燃料。现有记录还清楚地表明,标准燃料没有铯混合物,只有在获得特定任务授权时,人员才会添加它。目前尚不完全清楚,为什么中央情报局最终会拒绝实际使用特殊燃料。

  北越防空系统是当时世界上最密集的防空系统之一,在每次A-12出击时都试图击落 A-12 。在 1967 年 10 月 30 日的一次A-12飞行任务中,他们发射了至少六枚苏联制造的SA-2 Guideline地对空导弹——与 1960 年在苏联上空击落 U-2 的导弹相同。根据中央情报局的官方历史,在那次飞行中拍摄的照片捕捉到了飞向A-12飞机的导弹轨迹。其中至少三枚在飞机附近引爆,飞行后检查发现其中一枚导弹的碎片嵌在 A-12 的后部机身中。所以,北越防空导弹肯定是有实际威胁的,特殊燃料也许没有使用。

  早在黑盾行动之前,CIA 也曾在一些秘密计划中评估苏联先进雷达的探测能力。这些项目以产生虚假的雷达回波监测苏联雷达的反应,从而衡量他们在雷达屏幕上能“看到”和不能“看到”的东西。

  鉴于 A-12 的速度及其电子战套件似乎足以保护它在北越上空的运作,中情局可能出于作战安全原因继续不使用特殊燃料。使用它可能会暴露它的存在,让苏联及其盟友有时间制定对策,从而在绝对必要时降低它的效力。

  通常,喷气式飞机会尽可能的避免摄入颗粒物,尤其是碱金属,它们会熔化到内部部件上,这通常会导致大量的维护工作或飞行中潜在的灾难性事故。除此之外,在已经高度敏感的燃料混合物中添加额外的化学成分可能会对燃料的性能产生影响。

  1964 年的一份 CIA 备忘录提供了其中一些问题的证据,指出A-12的燃料输送系统要进行修改,在使用特殊燃料时能增加安全系数。

  归根结底,更大的问题可能仅仅是美国空军担心在加油机和其他飞机中误添加含有碱性金属的特殊燃料。标准的黑盾任务涉及从日本嘉手纳空军基地发起飞的 A-12,然后立即与其中一架加油机连接。然后,间谍飞机将执行任务并再次与加油机连接,通常是在泰国上空,然后返回基地。也许这些A-12能适应这些特殊燃料,但是加油机不可以使用特殊燃料,这有几率会使加油机坠毁。

  A-12还在1973 年赎罪日战争期间在埃及、以色列、黎巴嫩和叙利亚上空执行任务,这些地区再次拥有潜在的敌对防空系统。围绕朝鲜的飞行,包括在将朝鲜半岛一分为二的非军事区附近的飞行,也是有风险的,朝鲜人在 1981 年 至少有一次试图击落A-12。

  1986 年美国在埃尔多拉多峡谷行动期间对该国进行空袭后,其中一架SR-71还飞越利比亚执行炸弹轰炸评估任务。在 1980 年代期间,美军在波斯湾针对伊朗的SR-71任务,以及在古巴上空的例行侦查。据报道,另外的任务发生在福克兰群岛、尼加拉瓜和南非上空。如果美国与苏联等主要对手之间爆发了真正的大规模冲突,这架飞机可能会被要求执行其他风险更大的任务。

  作为一般概念,与等离子隐身相关的工作在美国对苏联的 A-12 行动停止后的几十年里肯定仍在继续。

  有报道称,俄罗斯可能会继续研究等离子隐身的潜在价值,尤其是与高超音速飞行器的开发有关。有未经证实的报道称,3M22 锆石高超音速巡航导弹可能在这方面具有一定的能力,但产生电离云的确切方法尚不清楚。

  无论如何,确保飞行器后方有足够的雷达规避效果仍然是设计隐形飞机和导弹的更具挑战性的要素之一。因此,等离子隐身肯定会继续成为解决此问题的一种方法。在巡航导弹等一次性使用的武器系统中,对使用额外化学添加剂对发动机影响的担忧在很大程度上是毫无意义的。使用添加剂对实际飞行性能的影响仍然是一个问题,特别是高超音速飞行器和高G机动飞行器。

  如果不出意外,碱金属颗粒添加剂的开发是 A-12 及其继任者 SR-71 的另一个有趣且隐秘的科技元素,其中大部分资料至今仍不为人知。