SR-71黑鸟的前身通过燃烧含铯燃料创造了“等离子体隐身”

臭鼬工厂需要一种方法来隐藏a -12的雷达反射,所以他们将铯倾倒到燃料中,以产生吸收雷达的废气。

CIA /美国空军

洛克希德公司的A-12牛车该公司为美国中央情报局(Central Intelligence Agency)开发的间谍飞机是对该公司的直接回应日益增长的脆弱性早期的u - 2侦察机龙女敌方防空网络。因此,这架飞机是美国空军标志性飞机的前身sr - 71黑鸟-是非常高和快速飞行,但也加入了当时最先进的功能,以减少它雷达横截面.这包括隐身的整体形状和雷达躲避结构的组合,以及在其结构中使用复合材料,并在其皮肤上加入雷达吸收材料。一个鲜为人知的,但仍臭鼬工厂计划的一个关键组件的a - 12更难在雷达涉及cesium-laced燃料添加剂大大降低飞机的雷达信号的巨大引擎和加力燃烧室排气羽流创建一个电离云飞机帮助隐藏其背后的整个后方方面从雷达电波。

甚至在1956年U-2投入使用之前,中央情报局(CIA)就已经开始运作了探索潜在的继承者设计.第二年,中央情报局下属的科学工程研究所(SEI)开始对新型间谍飞机提出要求,包括减少雷达信号的需求。到1958年,建议从洛克希德康瓦尔已经成为最可行的,而且前公司的概念在我们今天认为的隐形功能方面表现得更有前景。

洛克希德公司著名工程师、高级开发计划(ADP)部门负责人克拉伦斯·凯利·约翰逊(Clarence“Kelly”Johnson)在一份声明中写道:“从这一时期(20世纪50年代末),我们关于雷达横截面的研究表明,1963年后任何可飞行的飞机都无法避免雷达探测。”现已解密的官方内部历史1968年的A-12项目“这并不意味着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非常重要的贡献,包括基本形状的贡献。”

中情局

早期的A-12牛车在飞行测试中。

1959年,中情局选择洛克希德公司研制A-12后,该公司继续改进其雷达防御功能。整个planform的设计目的是偏转雷达波,但还有许多其他物理添加,以帮助改善其雷达特征。这些包括尖锥,以保护飞机的两个巨大的入口表面普拉特惠特尼J58发动机、发动机短舱和发动机导管外侧的发动机、机翼前缘的弯曲延伸件以及特别倾斜的后部垂直稳定器。在其锯齿形前缘的表面下,雷达失效锯齿挡板也有助于减弱飞机的雷达回波。

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看看中情局的A-12的各种物理“反雷达”特征就知道了自己的now-declassified历史U-2和牛车计划

除了进口尖刺,这些额外的功能被大量使用复合、雷达吸波材料.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,以帮助吸收雷达波。据报道,这种特殊的混合也适用于SR-71耗资400美元每夸脱在1960年代。

这些特点都对减少飞机的雷达横截面有显著的影响。然而,事实证明,飞机的雷达信号中有一个方面仍然难以控制,那就是j58的排气口,以及加力时引擎喷出的巨大烟柱,这是推动A-12达到远高于3马赫的最高速度所必需的。

凯利·约翰逊在他的a -12历史中写道:“为了克服从船尾扇区返回的大雷达横截面的加力问题,我们建议在燃料中使用铯添加剂。”“这首先是由ADP的Ed Lovick先生提出的,它的最终开发被移交给普惠。这最终成为了我们横截面还原方法的基本组成部分。”

“排气管的直径是60英寸,所以它们在所有感兴趣的频率和大角度上将大量的能量返回到尾部,”洛维克在他的书中写道,他也在SR-71和F-117夜鹰隐形战斗机上工作,雷达的男人:秘密行动的个人历史.“我们知道,防止这种回声的唯一方法是,实际上,关闭孔。”

中情局

一架J58在地面测试中。

美国国家航空航天局

另一台J58发动机在试验台上运行,加力燃烧室已启动。

洛维克说,洛克希德公司最初试验了各种金属网筛,但很快放弃了这些努力。他说,负责管理该项目的中央情报局规划和协调特别助理理查德·比塞尔博士非常担心这一特殊问题,他曾考虑要求取消整个U-2后继系统的开发。正是在这里,铯添加剂,最终被称为A-50,产生了一个想法,Lovick声称它挽救了A-12计划。

这背后的基本原则是一个被称为”的概念等离子体隐身用最简单的术语来说,这涉及在一个物体的部分或全部周围产生一团等离子体或电离气体。然后等离子体吸收电磁辐射,如雷达波,防止它们反射回来。有多种方法可以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到高温的废气流中,在那里热量将其变成电离气体。

洛克希德通过美国空军

雷达横截面减少目标的分解和洛克希德正在进行的努力,以满足他们对A-12的要求now-declassified公司报告

洛克希德公司使用钠、钾和铯对混合物进行了测试。“铯似乎是首选材料,因为在气态下它最容易电离,”洛维克在书中写道。

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。然而,他在书中说,添加剂的测试,包括在51区的飞行测试,在1965年完成,但不清楚这是否只是指洛克希德公司在项目移交给普惠公司之前的部分工作。

1965年,普惠公司已经通知了中央情报局由于供应链问题,该公司正在研究一种新的a -50中铯的“载液”,假定是二烷基磷酸。该公司一直在从洗涤剂行业的来源购买基础溶液,后者产生它作为自己的生产过程的副产品。美国政府的新法规随后迫使洗涤剂生产做出改变,消除了这种副产品。所以,现在还不清楚是a -50的成分后来发生了变化,还是普拉特惠特尼公司最终发现了一种新的二烷基磷酸盐来源。

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1965年中情局关于A-12的备忘录中关于A-50生产的说明。

这就提出了关于A-50添加剂毒性的单独问题。虽然没有迹象表明a -50使用了放射性铯同位素,但该化合物是有毒的,而且尚不清楚整个混合物在j58燃烧之前或之后的危险程度,特别是考虑到它的主要成分是一种洗涤剂副产品。与此同时,飞机燃料本身通常是有毒的,首先,a -12所使用的特殊燃料当然也不例外。

从现有的记录也不清楚每加仑需要多少A-50JP-7喷气燃料以创建所需的效果。A-12s上的J58s和SR-71s都需要JP-7,因为飞机在高空超音速飞行中经历了极高的内部温度和极低的外部温度,所以JP-7具有极低的挥发性和高闪点。

总的来说,a -12的开发几乎每一步都是尖端工程壮举,但它遭受了多次延误,尽管在1962年首次试飞,但直到1967年才执行作战任务。1967年至1968年间,a -12在越南北部上空飞行了26架次,另有3架次飞越朝鲜操作黑盾

很难确定a -12是否在其中任何一次飞行中使用了JP-7和A-50。美国中央情报局我想用它至少执行过一次黑盾任务,被称为BX6725在1967年10月4日,这架飞机从越南北部进入南中国海时,拍摄了中国在海南岛的军事设施。至少还有一个任务,BX6727这为收集中国目标的图像提供了机会。

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这是黑盾bx6725任务的大致轨迹的低质量扫描图。除了名字外,海南岛是看不见的,但它就位于航线的东北方向,即南海的起点和终点。

然而,没有一份任务后报告明确指出,这些任务或任何其他任务中的a -12使用了A-50。现有记录还表明,标准的JP-7没有铯混合物,工作人员只有在得到授权执行特定任务时才会添加它。目前还不完全清楚,根据报道的混合使用的有效性,中情局最终为什么会拒绝实际使用。

越南北部拥有当时世界上最密集的防空力量,每次出击都试图与a -12交战。在1967年10月30日的一次飞行中,他们发射了至少6枚苏联制造的导弹SA-2指南美国中央情报局飞行员丹尼斯·沙利文驾驶的一辆牛车上发射了地对空导弹——就是1960年在苏联上空击落加里·鲍尔斯的U-2侦察机的那种导弹。据他说,他在飞行过程中拍摄的照片捕捉到了朝他的飞机飞来的导弹尾迹中情局的官方历史.他看到至少有三枚导弹在他身边爆炸,飞行后的检查发现,a -12机身内嵌着导弹的碎片。所以,确实存在威胁。

在“黑盾”行动之前,中情局也曾评估苏联先进雷达的能力,这是代号为“黑盾”的项目的一部分旋律和钯. 这些项目涉及复杂的努力产生虚假的雷达回波,然后监测苏联的反应,从而测量他们在雷达屏幕上能看到什么,不能看到什么。因此,尽管a -12具有隐形特性,但美国宇航局至少已经意识到它们是多么容易被发现。

ShinePhantom通过维基

苏联P-14 Tall King雷达,它的出现促使中情局开始考虑减少U-2及其继任者的雷达横截面。

鉴于A-12的速度及其电子战套件似乎足以在北越上空保护它,中情局可能出于作战安全原因继续拒绝使用A-50。使用它可能会暴露它的存在,让苏联及其盟国有时间制定对策,在绝对必要的情况下降低其效力。

在计划人员认为对任务成功至关重要的紧急情况之外不使用它,也可能是添加剂对J58发动机的影响的产物。通常情况下,喷气式飞机会尽量避免吸入颗粒物,尤其是碱金属,因为这些物质可能会熔化并引信到内部部件上,这通常会导致大量维修或飞行中可能发生的灾难性事故。除此之外,在已经高度敏感的JP-7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。

美国中央情报局1964年的一份备忘录提供了这些问题的一些证据,指出A-12需要对其燃料系统进行修改,以便飞行员在使用与A-50混合的燃料时能够增加流量。另一条关于bx6725的消息还特别注意到关切由于长期使用a -50掺料的JP-7,发动机寿命降低,并称“所有的操作考虑都已应用于将添加剂燃烧降至最低限度。”

当天结束时,更大的问题可能仅仅是美国空军对搭载JP-7和A-50的KC-135A加油机的担忧。标准的黑盾任务包括从日本嘉手纳空军基地发射A-12,然后立即与其中一艘油轮连接。间谍飞机随后将执行任务,并再次与加油机连接,通常在泰国上空,然后返回基地。

美国空军

KC-135Q为SR-71加油,SR-71是A-12的继承者。

如果A-12到达加油点晚了,或者在会合时有其他问题,kc -135就会冒着不得不烧毁JP-7的风险,以便留在空中或自己返回基地。在紧急情况下,油罐车本可以使用JP-7,但这样做需要彻底清洗油罐车的燃油系统和J57发动机。

由于担心JP-7与kc -135执行任务时使用的传统喷气燃料混合在一起,空军最终将56架kc -135飞机改装成kc - 135 q配置1966年至1968年间。这些飞机专门用于支持SR-71的操作,机身油箱与飞机燃油系统的其余部分完全隔离,以确保一切保持独立。

a -50添加剂只会加剧这些问题,尽管洛克希德的洛维克在他的书中说,该公司实际上使用J57进行了添加剂效应的初步测试。关于BX 6725的预先规划信息还表明,在这条路上的某个地方,研究表明,加油机可以在紧急情况下安全地烧毁A-50。

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节选自BX 6725任务规划信息,讨论与A-50有关的问题。

美国空军似乎对此并不信服。“如果接收延迟,油罐车几乎被迫烧毁a -50。1967年9月留言关于黑盾行动状态。

“a -50仍然是一个重大的后勤问题,但理解其背后的原因,至少尝试一下,”信中继续写道。“除紧急情况外,战略空军司令部仍未授权使用。”

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1967年9月美国中央情报局的信息中提到了与A-50使用有关的问题。

无论如何,A-50至少在黑盾行动中仍然可用。在1968年a -12项目结束后,剩余的添加剂库存发生了什么还不清楚。

虽然没有证据表明他们曾经这样做过,但如果有必要,SR-71也没有理由不能使用它,因为它对发动机寿命和性能有同样的潜在影响。KC-135Q加油机上的分离燃料系统,空军最终用cfm56重新发动,创造了KC-135T改型,这将在很大程度上消除添加剂会以任何原因进入加油机引擎的担忧。KC-10扩展器,这也支持黑鸟的后期服役寿命,也有能力保持JP-7与飞机自己的燃料负载分离。

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KC-10给SR-71加油。

此外,尽管SR-71具有改进的电子战能力,而且从来没有飞越过苏联,但它仍然在敌人防空系统面临非常真实威胁的地区运行。例如,黑鸟也飞越了越南北部,当然也在苏联及其华沙条约盟国附近飞行,有明显的风险

弗斯瓦尔斯马克滕

最近解密的一张照片显示,1987年在苏联附近执行任务时,一架SR-71在瑞典领空遭遇飞行中的紧急情况。

sr - 71飞行任务埃及,以色列,黎巴嫩和叙利亚赎罪日战争1973年,这些地区再次拥有强大的、潜在的敌方防空力量。在朝鲜周围飞行,包括在将朝鲜半岛一分为二的非军事区附近飞行,也有风险,因为朝鲜试图击落其中一架“黑鸟”至少一次在1981年。

其中一只黑鸟也在利比亚上空执行飞行任务进行炸弹损坏评估在1986年美国对该国进行空袭之后黄金国峡谷行动.波斯湾也有针对伊朗的航班20世纪80年代,以及飞越古巴的常规航班. 据报道,更多的任务发生在上空或附近福克兰群岛尼加拉瓜,南非.如果美国和主要对手(如苏联)之间爆发了真正的大规模冲突,这些飞机本可以被要求执行其他更危险的任务。

与等离子体隐身相关的工作,作为一个普遍的概念,在a -12行动停止后的几十年里肯定继续进行,无论是在美国还是在苏联。在多大程度上,这包括研究和开发,通过化学添加剂在发动机排气中创造这些电离云,尚不清楚。

有报道称,俄罗斯可能会继续调查等离子体隐身的可能价值,特别是与高超音速飞行器的发展有关。在那里有未经证实的报道这一3锰锆石超音速巡航导弹可能有一些能力在这方面,尽管产生电离的确切方法尚不清楚。

无论如何,确保后方有足够的雷达躲避效果仍然是更具挑战性的元素隐形飞机设计和导弹。所以,等离子体隐身肯定会继续是一种可行的方法。在巡航导弹等一次性使用系统中,使用化学添加剂对发动机影响的担忧基本上是没有意义的。使用燃料添加剂对实际飞行性能的影响仍然是一个问题,尤其是与飞行器需要以极快的速度飞行才能保持稳定。

等离子隐身也可能是快速提高隐身性能的一个有价值的选择现有设计的质量.就像a -50的情况一样,燃料添加剂可以提供一种快速增加这种能力的方法,但只在必要时,对飞机本身进行最小的修改。

尽管如此,A-50添加剂的开发是A-12及其继任者SR-71故事中又一个有趣而又非常晦涩的部分仍然是未知的直到今天,它也为隐形技术的发展提供了有趣的见解。

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