“黑鳥之子”初露端倪

溫杰

20世紀90年代中期，洛克希德公司研制的SR-71“黑鳥”戰略偵察機從美國空軍功成身退。其后近20年時間里，盡管“極光”（Aurora）神秘飛行器的存在傳聞一直不絕于耳，但具有更高飛行速度的SR-71后繼機并未出現。為此，外界對于這種新型平臺何時問世一直保持濃厚興趣。

近日，洛克希德·馬丁公司下屬的臭鼬工廠陸續向外界披露了SR-72無人駕駛偵察機的設計方案，表示已經基本突破了所需關鍵技術，將有可能發展出一種具備情報、監視與偵察（ISR）能力的高超音速平臺，兼具高速打擊角色。一時間，初露端倪的“黑鳥之子”（Son of BlackBird）產生了強烈反響，在各國防務層面引發極大關注。

軍事需求催生

SR-72項目的起源可以追溯到十年前。自從美國遭受9.11恐怖襲擊后，五角大樓提出發展“全球快速打擊”（PGS）能力，目的是能在一個小時內打擊世界上的任何一個目標。2003年6月17日，美國國防部高級研究計劃局（DARPA）正式出臺了“從美國本土發射和實施武力”（FALCON）的計劃，簡稱“獵鷹”計劃。

通過更加務實地考慮各種因素，DARPA和美國空軍將關注點集中到有動力的高超音速飛行器上。與此同時，NASA在2004年決定將研究方向重新集中于太空，為此幾乎取消了全部高超音速研究，包括正在實施的X-43C組合循環推進系統驗證機。

在這一背景下，DARPA考慮將組合循環推進系統的研究內容納入到“獵鷹”計劃下的高超音速技術飛行器（HTV）項目中，研制一架有動力的HTV-3X驗證機。于是，“黑燕”（Blacks-wift）項目應運而生。但該項目生不逢時，不到一年時間就因經費不足被迫中止，使得原本準備突破高速渦輪噴氣發動機技術的美好設想化為烏有。

目前，美國雖然廣泛采用了偵察衛星、亞音速偵察機和無人駕駛偵察機等多種裝備，但在拒止區域或對抗空域內面臨的潛在危險日益增加，因為許多國家部署了更加嚴密的防空系統，掌握了有關衛星的軌道運轉規律。因此，美國國防部的防務規劃人員逐漸意識到當前快速反應情報領域已經暴露出許多問題。

美國空軍對于高速ISR能力存在著迫切的軍事需求，為此出臺了著眼長遠的《高超音速路線圖》，直接推動了洛馬公司自行投入巨資，力求攻克高超音速平臺一直面臨的瓶頸。SR-72項目主要用于填補當前美國國防部在情報偵察方面暴露出的空白，同時，武裝型高速ISR平臺還有能力在敵方目標躲藏起來之前，對其發起迅雷不及掩耳的攻擊。

從作戰使用來看，在高空以馬赫數6高速突破防御的飛行器具備更強的生存能力，甚至超過了隱身的作用。

盡管“黑燕”項目胎死腹中，但臭鼬工廠還是取得了幾項關鍵技術突破，只是此前秘而不宣。研制人員通過大量風洞試驗，優化出一種飛機總體構型，整個飛行過程完全可控，并保持穩定的飛行狀態。更重要的是，臭鼬工廠通過與航空噴氣·羅克達因公司（Aerojet Rocket-dyne）長期合作，找到將渦噴發動機與超燃沖壓發動機整合為一體的方法，可以推動飛行器從靜止狀態加速到馬赫數6。核心技術終獲突破

當前，采用渦輪基組合循環（TBCC）推進系統的高超音速飛行器在發展過程中面臨一個難以逾越的“推力鴻溝”，即現有的渦噴發動機一般在馬赫數2.5以下可以穩定工作，而沖壓發動機/超燃沖壓發動機正常工作的飛行速度至少在馬赫數3.5-4.0范圍內，二者之間存在一個馬赫數3左右的接力速度區，一直困擾著各國研究人員。

此前，美國空軍研究實驗室也在實施一項“高速渦輪發動機驗證”（HiSTED）計劃，希望研制出一種以TBCC方式工作、能使飛行器速度達到馬赫數4的小型渦噴發動機，但一直難以達到預期目標。可見，在馬赫數4下正常工作的渦噴發動機成為亟待解決的技術難點。

雖然面對媒體，臭鼬工廠對于跨越“推力鴻溝”的具體方法三緘其口，但是近年來，臭鼬工廠與一些推進技術領域的知名公司之間的密切合作，還是透露出一些有價值的信息。十年前，臭鼬工廠根據“時敏目標遠程打擊創新方法”（RATTLRS）項目的需要，曾與羅羅公司剛剛創建的北美先進技術公司聯手，力求發展出一種彈用渦噴發動機，無需加力燃燒室就可以將導彈的巡航速度推進到馬赫數3.0以上。從數年前公開展出的樣機來看，這種新型發動機性能出眾、使用靈活。

七年前，臭鼬工廠又與羅克達因公司攜手，深入研究TBCC推進系統正常工作所需解決的一些關鍵問題。特別值得關注的是，航空噴氣公司在2013年初正式收購羅克達因公司后，開始參與相關研究工作。此前，航空噴氣公司曾提出過一種增強型火箭引射式沖壓發動機方案，將其作為第三臺發動機，起到銜接超燃沖壓發動機接力速度的作用。

最終，兩家公司合作實現了突破，通過修改沖壓發動機的局部設計來降低起動速度，以適應一個更低的接力速度，這樣就可以直接利用類似F100/F110一級的現役戰斗機發動機作為初始動力。這是讓高超音速飛行器能夠在近期投入實際使用的關鍵措施，并具備可接受的成本。

截至目前，臭鼬工廠并未發明任何新技術，而是充分利用了現有技術加以整合。最新報道表明，臭鼬工廠還通過各種措施來提高現役渦噴發動機的推力。其中包括各種預冷卻方法，即向壓氣機內噴射大量冷卻液來提高性能。其它增加發動機推力的思路包括“超級燃燒室”（hyperburner）——在推進系統起動時作為加力燃燒室，隨著馬赫數的逐漸增加，在過渡階段則作為沖壓發動機。

雖然推力增加原理的相關細節仍處于保密狀態，但成功地實現模式轉換的大部分設計集中于進氣道。近年來，研制人員在“獵鷹組合循環發動機技術”（Facet）計劃實施過程中，通過采用一體化設計，讓小型高馬赫數渦噴發動機與雙模式沖壓/超燃沖壓發動機共享一個軸對稱進氣道和一個尾噴管，通過調整進口面積和出口面積來滿足兩種發動機的熱力循環要求，保持二者的增壓系統都能穩定工作，從而讓TBCC推進系統步入實用化。endprint

總體設計強調高速

在第五代戰斗機力求將各種隱身技術集于一身的時候，臭鼬工廠副總裁阿爾·羅米格則強調“速度是新的隱身手段”。SR-72更多地考慮了空氣動力和推進系統的要求，并未過多突出外形隱身。

SR-72在氣動設計上采用了脊狀機身，與大后掠三角翼融為一體，向后延伸到大約一半時形成了駝背式機身。脊狀構型和三角翼均用于增加方向穩定性，以及在較高巡航速度下獲得更大的升力。在發動機進氣道的外側，機翼前緣突然彎折，然后延伸到梯形機翼，構成了曲柄狀機翼前緣，由此形成了類似鋸齒的前緣角，可以提供渦升力，有助于實現低速飛行。

SR-72的前體形狀設計為在高速狀態下實現進氣道預壓縮，但是沒有采用X-51A驗證機的乘波構型。臭鼬工廠并不熱衷采用乘波構型，因為研究發現，使用乘波構型需要付出的代價是必須始終處于巡航狀態，只能攜帶很少的燃料，卻具有較高的跨音速阻力，并且難以正常起飛和著陸。

SR-72安裝在機身內部的發動機艙顯示其承襲了HTV-3X的組合循環發動機構型，集成了內彎式渦噴一沖壓發動機的進氣道。與HTV-3X方案相比，該機的一個不同之處在于，只能使用小型渦噴發動機，以實現低阻設計。這樣，利用戰斗機的發動機，可以更容易地實現加速。同樣重要的是，通過一個共同的進氣道和尾噴管，顯著降低了進氣道溢流阻力和噴管底部阻力。

據報道，洛馬公司已經準備不久后啟動SR-72項目，預計在2030年投入使用。SR-72采用雙發設計，長度超過30，48米，以馬赫數6巡航飛行。與SR-71相比，該機在尺寸上基本相當，具有同樣的航程，但是最大速度增加了一倍，并且具有攻擊目標的能力。

穩妥起見，臭鼬工廠考慮首先研制一種可選有人駕駛的飛行研究機（FRV），長約18.29米，與F-22戰斗機大致相當，采用一臺全尺寸發動機，可以在馬赫數6的速度下持續飛行數分鐘。一旦完成其基本的驗證角色，FRV將成為發展各項高速ISR技術的一個試驗平臺，并用于測試SR-72的機載武器、航電設備和數據鏈系統。根據計劃，FRV將在2018年開始研制，2023年實現首飛。這個時間表取決于DARPA/美國空軍啟動的高速打擊武器（HSSW）的研制進度，同時還與美國空軍高超音速路線圖相吻合。

目前來看，SR-72項目還處于關鍵技術驗證階段，距離型號項目發展尚需時日，還不足以構成現實威脅。僅從波音公司X-51A驗證機在幾年試飛過程中遭遇的一波三折就可以預測，FRV驗證機的飛行試驗絕對不會一帆風順。

項目公開耐人尋味

令外界頗感意外的是，臭鼬工廠突然公開了秘密實施多年的SR-72項目，通過媒體賺足了眼球，與以往百般遮掩“黑項目”的行事作風大相徑庭。這樣做的背后到底存在何種目的？按照洛馬的說法，“考慮到HSSW項目正在穩步向前推進，現在是承認存在SR-72項目的時候了”。然而，這一官方說辭的背后很可能隱藏著其它動機。

首先，臭鼬工廠正在極力爭取獲得美國政府的預算支持。SR-72項目的首要任務是突破高馬赫數渦噴發動機的技術瓶頸，下一步工作將推進到關鍵技術測試與驗證階段，預計需要三年時間，期間所需費用可能會是一個天文數字，洛馬公司急需獲得美國國會的大力支持，如能將其列入到政府投資計劃中，便可從DARPA或美國空軍獲得更多的研制經費。

令洛馬公司略感失望的是，美國空軍參謀長馬克，威爾士上將在11月13日接受媒體采訪時，對SR-72概念不置可否。他承認，高超音速能力對空軍而言大有裨益，但是并未對洛馬公司官員談及SR-72項目的任何內容，也未評論美國空軍是否對這種高超音速平臺感興趣。外界推測，如果美國空軍決定發展這種能力，可能會集中力量研制高超音速導彈一類的武器系統，而不是高超音速飛機。

其次，洛馬公司臭鼬工廠不遺余力地凸顯SR-72的獨特性能，契合了美國戰略重心轉向太平洋的需要，在一定程度上起到了戰略威懾的作用。

近年來，美國國防部一直在尋求全新的戰略威懾手段，準備以常規武器取代核武器，在一小時內對全球目標實施打擊。如果美國國防部能在10年左右將超燃沖壓發動機應用到武器型號項目中，那么，稍瞬即至的高超音速巡航導彈一旦發起迅雷不及掩耳的攻擊，其所具有的威力和震撼絕對不亞于核武器，將給未來戰場帶來新的威懾，不容小視。

冷戰時期，美國就通過秘密研制和裝備SR-71偵察機，迫使蘇聯不得不陷入疲于應對的局面，一方面積極研制和部署更大射程的地空導彈，另一方面加快生產和裝備米格-31高空截擊機。

時至今日，美國國防部似乎故伎重演，在面對俄羅斯這一強硬對手和中國不斷增強軍事實力的情況下，默許SR-72項目公之于眾，意在借助臭鼬工廠在高超音速關鍵技術上的突破，炫耀技術優勢，挑起軍備競賽，迫使對手被動地采取各種應對措施，消耗掉大量經費，達到牽制對手的目的。

因此，“黑鳥之子”無論是真的如期降生并在各國上空來去自如，還是依然無法掙脫高超音速桎梏的“襁褓”，最后夭折，目前都還是一個未知數。但是，美國鍥而不舍地研究和發展高超音速武器的努力已經令世界矚目，勢必對未來產生深遠的影響。endprint