GE航空双模冲压发动机将助力美国第二代SR-71黑鸟高超音速继任者
快速阅读: 2024年，GE Aerospace展示双模冲压发动机，采用旋转爆震燃烧技术，提高燃料效率和推力，速度超10马赫，适用于多种航空航天应用，有望开发SR-71后续机型。
2024年，GE Aerospace展示了其双模冲压发动机，标志着高超音速推进技术的重大突破。该发动机采用旋转爆震燃烧技术，提高了燃料效率和推力生成。旋转爆震燃烧通过持续的爆震波点燃燃料，比传统燃烧方法更高效。这款双模冲压发动机能够达到超过10马赫的速度，远超传统喷气发动机。这种设计可在亚音速到高超音速的广泛速度范围内有效运行，适用于多种航空航天应用。这项新技术使GE更接近于开发一种可能的SR-71后续机型，其速度和操作范围将超越SR-71。
SR-71“黑鸟”由洛克希德·马丁公司的臭鼬工厂在1960年代开发，设计用于高速侦察，最高时速超过3.2马赫，飞行高度超过85,000英尺。该飞机装备了普惠J58涡轮喷气发动机，能够在高速下切换到冲压模式，提供必要的推力以维持其卓越的速度。SR-71的机身采用钛合金制造，以耐高温和高速度下的强度。这一设计使飞机能够承受长时间高速飞行产生的极端热量。SR-71的速度、高度和生存能力使其在侦察任务中极为有效，几乎无法被导弹或拦截机击中，因为它可以轻松逃逸。尽管性能出色，SR-71最终退役，此后没有其他飞机完全复制其速度和多功能性。
自SR-71退役以来，各国一直在努力开发能够匹敌或超越其性能的飞机。冷战期间，苏联开发了米格-25“狐蝠”，这是一种最高时速可达3.2马赫的高速截击机。然而，米格-25的雷达信号大，航程短，不如SR-71的设计精细。苏联还试验了茨宾RSR，一种速度达3马赫的侦察机，但该项目于1961年因设计目标过于雄心勃勃而取消。1980年代，苏联推出了米格-31“猎狐犬”，一种更先进的截击机，但仍无法匹配SR-71的高速性能。虽然苏联的努力接近成功，但没有一款飞机能同时具备SR-71的速度、高度和续航能力。
中国也在努力开发高速飞机，重点放在无人驾驶系统上。2019年，中国展示了WZ-8，一种火箭推进的侦察无人机，最高时速可达3马赫。WZ-8由轰炸机发射，可飞至100,000英尺的高度。中国的高超音速技术研究不仅限于无人机，还包括DF-ZF和GDF-600等高超音速滑翔飞行器。2024年，中国展示了“云翔”高超音速客机，设计与SR-71相似。尽管这些进展展示了中国在航空航天领域的实力，但其高速平台的性能和多功能性仍不及SR-71。
在美国，寻找SR-71的继任者的工作在20世纪90年代飞机退役后仍在继续。最著名的一项尝试是传闻中的“极光”计划，据称这是一款由洛克希德·马丁公司开发的时速超过5马赫的飞机。然而，从未有证据证实该计划的存在，普遍认为极光从未超出概念研究阶段。美国还在1980年代探索了国家航空航天飞机（NASP），一种能够达到25马赫的高超音速飞行器，但由于技术和预算问题，该计划被取消。此后，美国转向卫星侦察和RQ-4“全球鹰”等无人航空平台。虽然这些平台有效，但它们的速度和高度能力无法与SR-71相比，突显了替代黑鸟的难度。
目前，洛克希德·马丁公司臭鼬工厂正在开发的SR-72“黑鸟之子”是最先进的SR-71继任者项目。设计时速超过6马赫，SR-72将显著快于SR-71。与前身不同，SR-72将是无人驾驶的，提供操作灵活性并降低飞行员风险。SR-72将采用涡轮基组合循环（TBCC）发动机，结合涡扇发动机用于亚音速和超音速飞行，以及超燃冲压发动机用于高超音速飞行。这种组合使SR-72能够在不同的速度区间内无缝转换，这是未来高速飞机的关键设计特征。预计SR-72将在2030年代服役，提供侦察和打击能力，可能彻底改变高超音速航空领域。
开发SR-71的继任者面临巨大的工程挑战。主要障碍之一是设计一个能够在亚音速、超音速和高超音速之间平滑过渡的推进系统。SR-71的推进系统结合了涡轮喷气和冲压模式，但在更高速度下实现类似功能需要新的推进技术。为SR-72开发的涡轮基组合循环（TBCC）发动机提供了一种潜在解决方案，但确保在不同发动机模式之间高效过渡仍然是一个重大的技术难题。另一个挑战是高超音速飞行产生的极端热量。在6马赫以上的速度下，温度可超过1,000摄氏度，需要新材料和热管理技术。SR-71的钛合金机身适合3马赫的速度，但高超音速飞行的热量要求使用碳-碳复合材料等新型材料，以耐高温并降低结构失效的风险。
一个有趣的SR-71开发历史趣闻显示了美国为获取建造飞机所需材料所采取的措施。钛是SR-71机身的重要组成部分，但在1960年代美国国内供应稀缺。为了获得必要的钛矿石，中央情报局安排通过第三方公司从苏联购买。向苏联提供的掩护理由是钛用于制作比萨烤箱。这一秘密行动使美国能够获得足够的钛来建造SR-71，这架飞机后来飞越苏联领空未被发现。这种讽刺之处在于，美国依靠苏联的钛建造了一架旨在在苏联领空内操作的间谍飞机，展示了即使是美国，也必须从敌人那里秘密采购关键材料，以建造能够承受长时间高超音速飞行的极端热量的飞机。
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