飞行员报告:试飞SR-71
原著Robert Ropelewski1981年初,《航空周刊》洛杉矶分部主任罗伯特·罗培陆斯基成为第371名飞行SR-71的人,以及第一位飞该机的新闻记者,以下是他的深度飞行报告。
SR-71试飞报告
加州比尔空军基地。
SR-71已经服役了16年,在经过飞机系统和侦察/电子战子系统的持续改进后,现在仍然是一种可靠和生存力高的战略侦察平台。
尽管该机的子系统已经老化,机组工作量也非常繁重,但3马赫的SR-71仍然具有无可比拟的持续飞行速度和高度性能。美国空军正在用新技术升级SR-71的飞控和显示系统,这将能进一步提高飞机的可靠性并降低机组人员的工作负荷。
我作为《航空周刊》的记者,最近在比尔空军基地第9战略侦察联队第1战略侦察中队亲自飞行了SR-71,对该机令人印象深刻的性能和恐怖的工作负荷获得了第一手体验。为了这次飞行,我花了两天时间听取简报并做准备,其中一整天花在了SR-71模拟器的前后座舱学习上。
本文作者罗伯特·罗培陆斯基(右)和飞行员B·C·托马斯少校
但这种准备工作还是远远不够的。
由于SR-71的特殊高速、高空、高温环境,该机的飞行前、飞行中和飞行后操作程序远比美国空军的任何飞机都冗长和复杂。在整个飞行期间,机组都要依赖特殊的生命维持系统。SR-71飞行员和侦察系统操作员(RSO)的正常和紧急程序检查清单比我见过的任何飞机的都厚。
但SR-71能够轻易在24000米高空进行3马赫飞行。事实上,在SR-71服役10年后的1976年,第9战略侦察联队仍然创造了一项世界绝对速度和高度纪录,他们从比尔空军基地起飞,在平飞中达到了3522.85公里/时的速度和26212.8米的高度,这一纪录保持至今。
在这次《航空周刊》演示飞行正式开始前的3个多小时,机组就开始了准备工作。我在专为满足SR-71和U-2任务特殊要求而设立的生理支持分部餐厅里吃了高蛋白的牛排和鸡蛋早餐。
SR-71飞行员的早餐决不能导致肠胃胀气
任务模拟
飞行前一天,我在SR-71模拟器的前后座中都进行了典型任务训练。指导我在模拟器和SR-71上学习的飞行员教官和RSO教官分别是B·C·托马斯少校和威廉·凯勒少校。
SR-71A标准型的后座舱没有飞行控制系统,不过RSO可以通过天文惯性导航系统控制飞机的水平飞行轨迹。
SR-71的座舱布局和仪表都有着独特的风格,充满了圆形指针仪表。唯一的例外可能就是后座的导航系统控制面板,以及前座监测和控制飞机重心以及发动机进气和排气系统的面板了。SR-71的进气道能够产生很大的巡航推力。
SR-71的前后座舱仪表面板
为我进行模拟器前座指导的托马斯少校是这次飞行的飞行员,我作为RSO坐在了后座。
起飞前约1.5小时,我们进行了一次简单的体检,查了下体温和血压(这也是每次SR-71任务的标准程序),然后开始穿上全压服。
穿全压服需要两个人的帮助,他们都来自第9战略侦察联队生理支持分部。整个穿衣过程耗时约30分钟,其中包括了对加压、呼吸、冷却和面板加热功能的最后检查。
S1034全压力服可被视为飞行员的后备座舱,在飞行中或不得不高空跳伞时保护飞行员,避免减压病。压力服自动充气到3 1/2PSI,并在座舱失压时向飞行员提供纯氧
当飞行员准备飞行时,他们必须先穿上白色长内衣,长内衣的袖子上有一个特殊的袢可以固定在压力服上,防止在飞行时袖子卷起来。内衣裆部还开有尿液收集装置——UCD的孔洞
飞行员穿好长内衣后,就要在技术人员的协助下穿上看起来像宇航服的多层压力服了。压力服的内层是牛津尼龙布的,中间第一层是Gore-Tex充气层,中间第二层是Nomex纤维网面制造的约束层,这层额外的中间层用于保持Gore-Tex充气层不会过分鼓胀,最外层是Nomex防火层
技术员拉上压力服拉链后,再调整束带确保压力服贴身,然后把头盔固定在压力服的脖环上
然后我们乘坐厢式车来到飞机旁,车厢里有一根空气冷却软管接到飞行服上以防止我们被热坏。下车后,我们就使用手提式制冷装置进行冷却了。
SR-71飞行员和他的手提式制冷装置 在比尔空军基地,每架SR-71都有自己的独立机棚,所有飞行前检查和和发动机启动工作都将在这里完成。
在比尔空军基地,每架SR-71都有自己的独立机棚,每个机棚地面都有一滩燃油
飞机下方的地面上全是燃油,有些还流到了机棚地面的其他地方。SR-71的机身和机翼里有6个油箱,但不是软式油箱,直接用飞机蒙皮作油箱外壁。
SR-71在高马赫飞行时由于气动加热机身会变长,降落后因为停机冷却,机身又会收缩,所以这种油箱不可能保持密封。托马斯说其结果就是:“飞机在地面会大量漏油,在下方和周围形成一个燃油池。这足以让第一次看见这种情景的安全官心脏病发作。”我们边说边走近飞机。
SR-71在以3马赫速度飞行时,由于气动加热,机身会伸长些许。为了防止机身结构出现问题,黑鸟的蒙皮采用伸缩缝设计,所以在地面,油箱漏油是不可避免的
标准燃油在这种情况时会有发生火灾的危险,但SR-71所用的JP-7燃油燃点很高。
JP-7不会蒸发,把点着的火柴直接丢进去也不会点燃燃油。
我穿着全压服坐进SR-71的座舱,系好安全带。这一过程很麻烦,好在有生理支持部的伙计们一路的帮助。被绑好后,我们就密封好头盔,开始呼吸纯氧。
SR-71的标准程序是在起飞前至少呼吸30分钟纯氧以消除体内氮气,降低高空减压病发作的可能性。SR-71机组一般会在起飞前50-55分钟坐进飞机,在起飞前约40分钟启动发动机。
作者在第9战略侦察联队生理支持分部的伙计们的帮助下被被绑在了座椅上
进入座舱
把我们绑在弹射座椅上只是起飞前准备工作的最后步骤之一。起飞前准备早在几小时前就已经开始了,各部门技术支持人员们围着飞机忙碌着。而对于典型的作战任务,起飞前准备工作甚至要提前一天开始,一般来说这个时间是18-24小时,用于确定、准备和安装任务要使用的侦察传感器。此外还要在机载天文惯导系统中安装任务磁带,磁带记录有自动驾驶仪导航指令,并且能在SR-71抵达指定侦察地点时自动启停侦察传感器以及它们的记录仪。
装好传感器并对导航系统完成编程后,任务载荷专家会在起飞前约2.5小时进行系统检查。此后不久,生理支持部的人开始对环境控制和生命保障系统进行检查。
由于SR-71在飞行中遭遇的极端环境,所以普惠J58发动机使用了特别研制的粘稠润滑油。在温度低于30度时,这种润滑油几乎就是固体,所以必须被预热到30度才能启动发动机。润滑油加热需要用到特制的地面拖车。一般来说温度每提高10度就要花上约1小时。当天气温只有15度,当我们爬上飞机时,这种拖车正在忙碌着。
前后座舱的启动前检查花了15分钟。
JP-7燃油的燃点很高,无法被正常点火器点燃。所以启动发动机时需要先依靠插入发动机舱底部的两台空气涡轮启动车把发动机驱动到一定转速,然后在发动机燃烧室喷入少量三乙基硼烷(TEB)。三乙基硼烷在常温下会自燃,能很好地点燃JP-7燃油。三乙基硼烷也被用于SR-71开加力和发动机空中重启。
J58发动机启动车 第一台发动机启动后,必须先等待2分钟,以确保发动机的液压泵工作正常,然后才能驱动任何液压致动系统和飞行控制系统。在检查了操纵正常后,第二台发动机也被启动。我们准备滑出前又进行了15分钟的额外项目检查。
刹车故障
飞机滑出时,托马斯踩了一下刹车发现把踏板踩到底也没有反应,他立即扭动前座舱的液压系统选择开关,终于获得了刹车,于是我们继续向跑道滑行。
我们的飞行计划是一次无空中加油飞行,从加州中部飞越内华达和爱达荷州,然后掉头再次飞越爱达荷经过俄勒冈回到比尔空军基地。
尽管天空有云,我还是在天文惯导系统面板上选择了天文导航功能。几秒钟内,模式选择按钮上的一个白色星星图案亮了起来,表示系统已经找到并跟踪了预设52颗星星中的至少三颗。
天文导航系统有个能根据某一时刻进行编程的计时器,精度到5毫秒,所以导航系统知道在任何给定时间该向哪个位置寻找星星。安装在万向支架上的星象跟踪仪在飞行中定期观测星星位置,测得的数据送入数字计算机以纠正惯性基准装置的误差。
SR-71的圆形星象跟踪仪窗口
体积硕大的天文惯导系统
这套导航系统安装在RSO座舱后面的机身上部空间中,使侦察机具备了不向外部发出任何无线电辐射的精确导航能力。我们在地面滑跑时,云层阻碍了星象跟踪仪进行精确修正,惯性系统继续导航,直到我们飞到云层上方,星象跟踪仪能正常工作时为止。
我们在跑道旁的试车区完成了起飞检查清单上的剩余项目。托马斯踩住刹车,先把一台发动机的油门推至军推(不加力时的最大推力)并持续一段时间进行发动机振动配平检查。普惠J58与大多数涡轮发动机都不同,可以在驾驶舱进行自动或手动配平。
托马斯在试车中把配平微调开关放在了自动位置,并监测每台发动机的排气温度和转速,确保与清单上的数字一致。他还要在整个飞行中持续监测排气温度,确保两台发动机的状态没有显著差异。
在左右发动机检查项目都完成后,我们滑入跑道准备起飞。托马斯把发动机油门都推到军推,仍踩住刹车,直到J58可动进气口导向叶片从轴向位置(完全打开)偏转到弧面位置(部分关闭,把进气气流偏转向压气机正面)。然后他释放刹车,把油门推进加力范围。左发加力燃烧室大约比右发提前半秒钟点燃,我在座舱中能感觉到飞机突然向右偏。SR-71的加力燃烧室点火滞后只要控制在5秒内都是可以接受的。
J58可动进气口导向叶片
叶片并不是整体可动,而是偏转副叶片