AA82276761 2014-11-18 09:04
SR-72之謎
美國《航空周刊》爆料，洛克希德正在研製SR-72！這不僅是SR-71的繼承人，而且將達到6倍音速！美國空軍的下一代轟炸機計劃分為兩部分：遠程打擊轟炸機（LRS-B）和偵察轟炸機（ISR），洛克希德負責ISR。SR-72據說將在2018年作為技術驗證機完成，最快2020年可以飛起來。
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這就是《航空周刊》披露的SR-72的外形
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《航空周刊》還對SR-71和SR-72做了比較
超高音速的好處不用多說，不僅可以填補衛星偵察的空隙、提高及時性，還可以作為精確打擊平台，在敵人還沒有來得及隱蔽起來之前就進行精確打擊。超高音速飛機也沒有有效的攔截手段。戰鬥機飛不到那麼高的速度和升限，空對空飛彈和一般的防空飛彈也達不到那個速度和高度。具有反飛彈能力的防空飛彈可以達到更高的速度和高度，但反飛彈在原則上不是追逐式攔截，而是以“高空地雷”加有限追逐。換句話說，彈道飛彈的彈道正在起飛後就可以精確計算預測，中途變軌的能力也有限，否則就不是彈道飛彈了。反飛彈的飛彈根據對彈道飛彈彈的軌道預估，提前佔位，然後用有限追逐能力彌補預估誤差。對於那麼高的速度和高度的彈道飛彈彈要滿世界追逐，那不是現在飛彈彈技術可以做到的。但高超音速的ISR在速度上接近近程彈道飛彈彈的再入速度，還具有氣動機動能力，即使飛入射程，也只留下及其有限的攔截窗口，超出現有防空飛彈彈的攔截能力了。
SR-71也有偵察轟炸機的作用，相應型號為A-12，但一來60年代的精確打擊技術不夠，無法攜帶足夠有效和足夠精確的彈藥，另一方面電子系統的性能也有限，偵察機和偵察轟炸機只能分別研製和部署，極大地提高了成本。這些在現在都不是問題了，所以ISR不僅是偵察機，也是偵察轟炸機。當然不能指望它地毯轟炸，但精確轟炸還是做的到的。SR-72的航程還不知道，如果能達到幾千公里，那在戰術上可以作為中程彈道飛彈的有效替代，而且還具有可以中途改變目標和可以召回的優點。
超高音速飛行還是一個處女地。在大氣層內稠密空氣裡的普通超音速飛行已經不是問題，在沒有空氣的軌道上的飛行也不是問題，但在只有稀薄空氣的大氣層邊緣的超高音速機動飛行，這牽涉到氣動和熱工的交互作用，即所謂熱氣動學（aerothermodynamics），這裡還有太多的未知。另外，在這樣的條件下，飛行穩定性和飛行控制也是全新的挑戰。
但最大的問題還在於發動機。渦輪噴氣發動機的壓氣機葉尖速度不能超過音速，否則造成的激波不僅影響進氣，也損壞發動機匣。但這就極大地限制了進氣速度。事實上，超音速飛機的進氣道最大的作用就是把超音速氣流減速到M0.5-0.6，以迎合壓氣機的工作條件。進氣速度更高的話，壓氣機實際上成為減速風車，極大地降低了效率。超音速推進是有燃燒、膨脹、噴氣實現的。顯然，飛行速度越高，這樣的減速-加速損失越大。事實上，渦輪噴氣發動機的理論速度極限在M3.5-4左右。超過這個速度的話，推力再大也不可能進一步增加速度，因為阻力同步增加。
沖壓發動機取消了壓氣機，但依然需要由進氣道把超音速氣流減速，然後才能有效地控制燃燒，產生推力。沖壓發動機的速度極限比渦輪噴氣發動機要高，但依然不能達到M6。然而，超音速燃燒沖壓（簡稱超燃沖壓）發動機可以在超音速條件下實現燃燒，就不需要對進氣減速，或者只需要較少的減速，極大地提高了高超音速飛行的推進效率。問題是正常燃燒時，火焰的傳播速度是音速，超音速燃燒實際上已經是受控爆炸了，實現穩定的超燃沖壓的難度可想而知，典型工作時間只能以秒計算。NASA的X-51代表了超燃沖壓的最高水平，但工作時間依然只是100多秒，這還是多次失敗後最成功的一次的記錄。
沖壓和超燃沖壓都需要外力啟動。也就是說，需要外力把飛行器加速到合適的工作速度才能啟動、加速。作為一次使用的導彈的話，可以用火箭助推。但用於反複使用的飛機的話，火箭動力就不合適了。Aerojet-Rocketdyne提出渦噴-雙模沖壓的組合發動機，解決不同動力模式的轉接問題。
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Aerojet-Rocketdyne的渦噴-雙模沖壓的組合發動機概念
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Kh-31也使用組合發動機，除了火箭助推不適合在飛機上使用外，分立的進氣口是高超音速飛行的大敵
Aerojet-Rocketdyne概念的關鍵不在於把不同的發動機捏在一起，而在於使用共用的進氣口和噴口，這對超高音速飛行十分重要。分立的進氣口和噴口將極大地增加阻力。Aerojet-Rocketdyne組合發動機在低空低速是用渦噴動力，這可以在跑道上起飛和降落，還有在低空低速下進行一般飛行。速度進一步提高後（估計在達到超音速後，比如M2），進氣道活門偏轉，改用常規沖壓發動機。但在速度進一步提高後（比如M4.5+），轉入超燃沖壓模式。
這個概念並不複雜，但實現起來挑戰極大。進氣口、進氣道、噴口如何在不同模式之間共用而不至於造成過度的進氣損失，這是一個極大的熱力學和流體力學挑戰。不同模式之間的無縫轉換在熱工、飛控上更是挑戰。常規沖壓和超燃沖壓儘管都是沖壓，但兩者還是有很大的不同，雙模沖壓的難度比單純超燃沖壓又是高了一個數量級。
這些科幻級的先進技術在理論上都是可能的，在實際上都有巨大的問題。NASA公開項目中，對單項技術已經有所突破，但還沒有達到消除關鍵技術障礙的地步。美國空軍如果有秘密項目已經實現突破的話，這就不知道了。但有意思的地方也正在這裡：為什麼要在現在公開這一本來應該是“黑項目”的項目？按照隱身時代的先例，在純粹理論性或者預研階段，還有一些公開報導，儘管這些報導通常淹沒在專業文獻的海洋裡，即使航空專業媒體的人員也“你認得我，我不認得你” 。進入到實質性研製的時候，更是全面“黑”化，絕對保，直到最後木已成舟或者需要利用威懾價值的時候才透露一點。F-117 、B-2都是這樣的，Have Blue、Tacit Blue都是很多年之後才披露的黑計劃。現在這麼大張旗鼓披露ISR，實在是一反常態。
陰謀論一點：一個可能：這離實際研製還差得遠，或者與真正的SR-72差得遠。隱形在F-117初戰之前已經有所風聞，專業媒體紛紛猜測，最後畫出的猜想圖與最後的F-117南轅北轍；F-22的前身ATF也曾透露多個設計方案，沒有一個與最後的F-22相似的。第二個可能是這是在國防和科研經費大幅度削減之後，美國空軍、洛克希德、NASA搞的公關名堂，試圖用聳人聽聞來釣魚。
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還記得風傳一時的F-19嗎
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80年代透露的洛克希德ATF與F-22也南轅北轍
真相如何，只有在未來揭曉了。