美国-U-2“黑寡妇”高空战略侦察机.doc

U-2，外号“黑寡妇”，是U-2是洛克希德公司秘密部门“臭鼬工厂”应美国空军特殊要求生产的一种单座单发动机的高空侦察机。能不分昼夜于70,000英尺（21,000米）高空执行全天候侦察任务。在和平时期、危机、小规模冲突和战争中为决策者提供重要情报。此机亦用于电子感应器研发、确认卫星资料和校准。 研制背景 第二次世界大战后，西方与苏联，特别是美国与苏联之间的关系急剧冷却。当时，苏联对其在军事领域的迅速发展极为保密。对此美国政府非常紧张，把收集有关苏联军备情报当作重要任务，不借一切代价地谋取。如果仍用原始方式收集情报，对苏联这种幅员辽阔的国家几乎是不可能的。为此，在美国空军内部，有不少人提出以使用当时先进的喷气发动机作动力的超高高度侦察机来收集情报。1954年4月，洛克希德公司提出的第9732号报告送到美国国防部，该报告方案提出的侦察机是由XF-104的机身和尾翼，加上一付翼展为21.54米、展弦比为10的机翼组成。发动机为通用电气公司制造的J57(推力为4200公斤)，飞行高度为22250米，作战半径为3200公里，任务载重为270公斤。 正在此时，美国国防部成立了一个秘密咨询委员会。该委员会集中了全美国著名的科学家和工程师，请麻省理工学院院长为委员会主席，其目的是商讨最新国防技术。 秘密咨询委员会于1954年11月19日，请洛克希德公司对他们的计划作详细说明。不久，中央情报局局长威廉.杜勒斯(国务卿杜勒斯的弟弟)接受了这个方案，艾森豪威尔总统也下了决心。中央情报局绝密的侦察机计划取名为“ProjectAquatone”，1954年12月9日，中央情报局与洛克希德公司首先签定了20架的合同，这就是U-2飞机。最后中央情报局定购了50架(不包括后来的U-2R)，研制经费从秘密预备资金中支出5400万美元。 U-2的l号机按期于1955年7月15日完成，用C-124飞机将它秘密运到“牧场”试飞基地，1955年7月29日进行了首次试飞，8月4日进行了正式试飞。1965年4月，中央情报局秘密招收的数名飞行员与2架U-2飞机，被派遣到英国的莱肯希斯基地，这是美国中央情报局与英国国外情报部M16合作协商的结果。在英国基地编成WRS(P)-1部队即第一临时气象观测部队。之所以叫这个名字是为了伪装。队长是位空军校级军官，多数队员是中央情报局的要员和文职人员，他们内部把该队叫作第一特遣舰队。 然而因U-2这时还未公开，所以它的出现，立即引起世界各国议论纷纷，1956年5月7日，美国人宣布U-2是为了将来喷气式飞机的研制收集数据的高度研究机。这是美国政府的公开谎言，用以掩入耳目。 性能特点 U-2是以F-104星式战斗机为蓝本，加上一对翼展长达21.54米、展弦比为10的类似滑翔机的超修长机翼，高展弦比的机翼令U-2有着跟滑翔机相似的飞行特性。其独特的着陆特性和极高的飞行高度，令驾驶U-2的挑战性非常大。为了保持70,000英尺的飞行高度，U-2A和U-2C必须以最高速度飞行。然而，70,000英尺高空上U-2的失速速度与最高速度只相差5节(每小时9公里)。近九成任务中，U-2飞行员都要把速度保持于那5节之内，飞行高度常常因此而下跌，导致被敌方发现。 采用了全金属悬臂中单翼，使用洛克希德公司的专门翼型。机身为细长的圆截面全金属半硬壳薄规格蒙皮结构，后机身两侧有液压操纵阻力板。悬臂全金属结构尾翼为正常布局，平尾可由液压操纵绕前缘改变安装角。细长的机翼在降落时会低垂而碰撞地面，为此每边翼尖上装有1个钛金属制的滑橇以在着陆时保护机翼。4块后缘襟翼占展长70。翼下短舱与机身间两块，短舱与副翼间两块。副翼与最外侧襟翼间为油箱通气管整流罩。副翼上有调整片，手动操纵主操纵面，有配重。机翼前缘有手动可收放气流分离带，便于对准跑道。横滚/升降扰流片由液压操纵。为了减轻重量，U-2在制造上采用了很多滑翔机技术，机翼和垂直尾翼只以拉紧螺栓安装于机身，机翼亦未有像传统飞机一样穿过机身以增加强度，内部则载有U-2大部份燃油。平尾下有阻力伞舱，可装着陆阻拦尾钩。由于机身细长，采用了独特的双主轮自行车式起落架，与其他飞机的典型三点式设计（机鼻1个，机翼下2个）不同，U-2的“脚踏车式”起落架只有2个，主翼下方1个，发动机尾下方装有另1个可转向起落架。主轮与尾轮均向前收入机身。为了在滑行时保持平衡，翼下装有一对名为“pogos”的抛弃式辅助轮。“pogos”会于U-2起飞时掉落，并由地勤人员回收再用。可拆卸的机鼻、驾驶舱后的机舱内及机翼下的设备舱内，装有通信、导航、着陆仪表等系统。 机翼下设备舱容积2.55立方米，重544千克。U-2原型机只配备一具重276磅，只能产生10,200磅推力的J57/P31的发动机，所以U-2侦察机的爬升速度比民用客机还要慢，驾驶时也需要更多的耐心。U-2侦察机使用的航空燃料也必须重新研制。普通航空燃料不可能在20000米高空正常使用，新型燃料则是一种特殊的低挥发、低蒸发压力的柴油。机上液压系统压力为207105帕(211千克/平方厘米)。主发动机驱动一台交直流发电机供电，应急时可用液压驱动的交流发电机。机上有液氧系统。 由于要在高高度执行任务，而且U-2驾驶舱只保持大慨29,500英尺的气压，飞行员必须穿着一种类似宇航服的压力衣（由大卫克拉克公司制造）以保护飞行员于飞行和弹射时免受以下的危机威胁。但穿着以塑胶物料制造而又密封压力衣并不舒适，飞行员于飞行途中所产生的热力未能排出，使飞行员时常汗流浃背。在1次8小时的任务中，飞行员体重会下降6磅至8磅左右。压力衣于飞行和弹射时为飞行员提供100%纯氧，在没有供氧的情况下，飞行员会出现视界狭窄、晕眩、反应缓慢等征状，并于30-60秒内失去意识。飞行员会于飞行前1小时前开始呼吸100%纯氧，以排出体内的氮，减低减压症出现的机会。在70,000英尺高空，温度只有零下70，压力衣于弹射和驾驶舱暖气失效时可以防止飞行员出现体温过低、冻伤和眼球结冰。当高度超过63,000英尺时，水的沸点因低压而降低至37，在没有压力衣的保护下，飞行员于弹射和驾驶舱失压时体内的水份会因体温而蒸发，损害肌肉组织和堵塞血液运行。 武器控制与电子系统U-2主要用高分辨率的航空侦察照相机进行侦察。它使用的B型照相机，透镜是由著名的莱卡公司研磨(制造哈勃太空望远镜的公司)制造，解像能力1毫米左右，当时属于超高性能透镜。B型照相机放在狭小的相机舱内，非常轻便，包括胶片仅重230千克。照相机的大小为45.745.7厘米，同时以2个胶片以立体摄影方式工作。侦察摄影胶片以柯达公司开发的超薄聚脂树酯(强化聚脂薄膜的一种)为基础，解像度高。能在4小时内、在15000米高空，拍下宽200千米、长4300千米范围内地面景物的清晰图像，并冲印出4000张照片用于情报分析；可以安装合成孔径雷达，穿透遮障侦察浅层的地下设施；还可以安装全景摄影、多光谱分析仪，以及能接收雷达信号、通信信号的电子侦察设备等。U-2侦察机虽然没有配备任何武器系统，但是它能在导弹采袭时撒出干扰金属箔片来干扰导弹、保护自己。 U-2作为一种大型而不强调机动性的飞机，飞行员使用方向盘来操纵U-2飞行。任务规划系统-V(MPS-V)包括一个新型处理器，MPS-V包括一个440MHz处理器，512M随机存储器，以及容量为118G的4个硬盘驱动器。整个系统重约32公斤，可装入一个搬运保护箱。导航员接收的任务信息包括为机载传感器提供飞行路线以及总体计划。然后导航员使用特定软件拟定计划，生成一个数据周转软盘，而后再通过该软盘安装于飞机上。MPS-V可规划何时何地各传感器将按指令收集400-500项典型请求所需的数据。同时该系统还可生成供U-2驾驶员执行任务用的图表和文件。 U-2被公认为空军中最具挑战性的机种，对飞行员的技术要求甚高。其修长的机翼令U-2有跟滑翔机相似的飞行特性，对侧风极之敏感，并倾向于跑道上飘浮，使得着陆非常困难。第2飞行员通常会被指定为任务的后备飞行员和机动员，机动员会坐在1辆高性能追逐车内，并于跑道头等待。着陆的U-2飞越后，追逐车会以高速跟随并由车上的机动员通过无线电向飞行员喊出高度。当主起落架与地面相距2英尺时，飞行员会展开翼上的扰流板以降低升力。着陆后，减速板会于机翼后的机身展开来减慢飞机速度，并以一边翼尖触地。U-2停下后，在附近待命的地勤人员会为U-2装上“pogos”辅助轮。地勤人员会先将“pogos”安装于较“轻”(未有触地)的一边机翼，然后由两名地勤人员以自身重量把安装了“pogos”一边机翼拉下，并由第3位地勤人员于另一边机翼安装“pogos”。完成之后，U-2会以自力滑行到停机坪。 作战使用1956年6月19日，U-2实施了第一次侦察活动。这天因苏联西部地区天气恶劣，没有侵入苏联领空，只对东德、波兰进行了空中侦察，获取情报后返回，第一次间谍侦察飞行取得成功。最早侵入苏联领空是在7月4日美国独立日这天，U-2飞机进行了经过东柏林、波兰北部、从左掠过塔尼、列宁格勒、波罗的海上空，最后回到西德空军基地的飞行，历时8小时以上。 7月5日，U-2又大胆地对苏联的基辅、明斯克、莫斯科等地进行间谍侦察，也获得成功。7月10日苏联驻美大使就美空军侵入苏联领空向美国政府提出严重抗议，对此，美国狡辩说“无论什么样的军用飞机都不能作那样的飞行”。但自此美国总统对这种间谍飞行变得谨慎了，规定每次飞行必须经他批准。如1960年5月1日对苏联的入侵和1962年10月27日对古巴的入侵。 从U-2开始间谍活动近4年的时间中，苏联的导弹、战斗机没有对它构成过威胁，但是因为从开始活动时起，就知道苏联用雷达不停地捕捉U-2，所以洛克希德公司开始针对雷达采取了一些对策。 在U-2飞机上的侦察工具中，起重大作用的是航空侦察照相机。它使用的是B型照相机，照相机透镜是由著名的莱卡公司研磨的(制造哈勃太空望远镜的公司)，是有解像能力1毫米左右的超高性能透镜。B型照相机放在狭小的舱内，制作得很轻便(包括胶片仅230公斤)。胶片是以柯达公司特别开发的极薄的聚脂树酯为基础的高解像度胶片，照相机的大小为45.745.7厘米，2个胶片以立体摄影方式工作。 U-2在数十年的发展中，根据不同的任务出现了很多变种： (l)U-2U-2A是装载J57发动机的原型机，总共生产了55架。开始叫U-2，后来为区别其它的改进型而叫U-2A。现在仅存的一架保存在美国莱托帕库索的空军博物馆内。 (2)U-2B实际是未被采用的洛克希德公司的一种方案。 (3)U-2C是把发动机换成J75-P-1313A(推力7170公斤)的型号，1958年开始试验，升限上升到22860米，鲍尔斯侵苏被俘的U-2就是U-2C。 (4)U-2CT是由两架C型改进而成的双座型。 (5)U-2D是将两架U-2A改造成的双座型，但不是U-2CT那种后座高位。 (6)U-2E是由U-2A改造的空中加油试验矾，只改造了3架。 (7)U-2F是用U-2C改进的空中加油装置的追加型号，共5架，设计了加油伸缩管，伸缩管的长度有几种，其中一种可延长到垂直尾翼的底部。在其前头装了塞孔。 (8)U-2G是把U-2C改造成可在航空母舰着陆的飞机，除增加着舰万向接头外，还在机头下面加了缓冲器、辅助起落架，在襟翼的前边加了扰流片。 (9)U-2H是一架U-2G加了空中加油塞孔的侦察机。因U-2G与U-2H重量增加，飞行高度性能大大降低。 (10)U一2BRT、TR一1AB、ER一3是U-2的发展型。是1965年提出的方案，把翼展延长了49米，机身延长了24米。这个方案空军与中央情报局都感兴趣。起初取名为U-2N，后来变为WU-2C，最后叫U-2R。U-2R的翼展为315米，机翼面积为929平方米，机翼翼型为NACA64A系列，机身长1913米，截面积也扩大，搭载传感器的机头也扩大，水平尾翼也加大。除此之外，在升降舵上追加了角度变换系统，试图使俯仰配平简单容易。 U-2R最大目标是使续航能力提高，机翼的大型化与机身截面积的增大，确保装油达11034公升，燃油使用低挥发的JP-7型航空燃油，发动机使用的是J75-P-13B，它的起飞推力达7710公斤，当飞行高度达18000米时，推力仍可达起飞时推力的90，在以M=056(700公里小时)速度巡航飞行时，耗油率仅l60加仑小时，所以U-2R的续航时间大大超过U-2，可达18小时。 在本世纪东西方冷战的70年代，西方最害怕的是具有强大装甲部队的华沙条约国军队的闪电式作战。为此，西方采取一切手段企图查明东方的军事动态，一但战争开始，好掌握陆战的状况。所以战场监视就成为重要课题。早在70年代初，美国空军提出了一个无人驾驶侦察机的方案计划。方案一出台，即遭到洛克希德公司的反对，并提出U-2R的战场监视机新方案。该方案在搭载传感器能力与巡航高度都比无人驾驶侦察机好，比F-111的滞空能力也强。洛克希德公司的这一计划方案得到了美国参谋长联席会议的赞同。空军为了洗去U-2过去间谍飞机的形象，要求将它改名为TR型，单座型命名为TR-lA，双座型命名为TR-lB。 第一架TR-lA的(编号80-1066)出厂典礼，是1981年7月15日在巴姆代尔进行的，8月1日首飞。TR-1B1号机(80-1064)于1983年1月完成，2月23日首飞，它不是改型，是U-2系列最早作为双座机而制作的型号。 TR-l共生产了37架，其中A型32架，B型3架，ER-2两架。1991年TR-IAB的名称被废止，统称U-2RRT。 (11)U一2SST。这是把U-2RRT