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军事知识------U-2高空侦察机

时间:2022-11-19 06:16:57

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军事知识------U-2高空侦察机

洛克希德U-2侦察机(英文:Lockheed U-2,外号“蛟龙夫人Dragon Lady),是美国洛克希德公司为空军研制的一种单座单发动机的高空侦察机。U-2能不分昼夜于70,000英尺(21,336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。虽然首飞至今已经五十多年,但U-2仍然活跃于前线。

U-2生产线曾于20世纪80年代重新启动生产。12月23日由美国国防部核准的预算文件中要求U-2最晚于全部退役,并于年初将部分U-2退役。U-2的使命将会由诺斯罗普·格鲁曼公司制造的“全球鹰”无人机和侦察卫星取代。但由于“全球鹰”至今还未能全部完善,U-2退役计划被再度推迟 。

U-2于1955年8月秘密完成首飞。1956年开始装备美空军。美国空军和CIA用来侦察敌后方战略目标,如今仍可作为战术侦察机。几十年来曾征战全球,侦察过苏联、古巴、朝鲜、中国、越南等国家,但是也有15架在敌国的领空被击落。

研发背景

20世纪50年代初,东西方之间的对抗不声不响地开始了。由于传统的情报收集手段不能满足要求,苏联人的远程轰炸机、弹道导弹、潜艇和核武器等重点研制计划从西方世界的视野中彻底消失了。美国迫切需要获得苏联重点国防建设方面的情报,所以,美国军方准备着手研制一种新型高空侦察机。

这时,理查德·莱亨出现了。作为美国麻省理工学院的毕业生,他在第二次世界大战中受雇于柯达公司,在欧洲负责美国空军侦察部队照相器材的管理与维护。战争结束后,莱亨回到美国潜心研究照相侦察技术。1946年和1948年,他两次向美国军方提交报告,认为美国需要研制一种携带高分辨率照相机的高空侦察机。在他看来,高度是成功进行越境空中侦察的关键。当时苏联最好的歼击机“米格-17”最多只能达到13000米的高度,如果设计的新型侦察机能在20000米高空飞行,“米格-17”就奈何不了它,而地面防空火炮就更不用提了。

最初,莱亨的建议没有受到重视,但随后爆发的朝鲜战争让美国军方想到了用莱亨的“新型高空侦察飞机”来监视苏联军队在远东地区的部署情况。

美国军方一开始使用的侦察飞机是波音公司的RB-47,但随着苏联防空力量的逐渐强大,RB一47侦察机已经失去了进入苏联领空遂行侦察任务的优势。这时,美国军方才不得不考虑研制一种飞得更高的飞机来执行这种“高空走钢丝式”的危险任务[4] 。

1954年4月,位于)加福尼亚州的洛克希德公司高级研发中心著名的“臭鼬工厂”向美国国防部递交了研制新型高空侦察机的报告,极力推荐其总工程师凯利·约翰逊提出的CL-282项目方案。它就是U-2侦察机的前身。约翰逊以喷气滑翔机为设计原型,用XF一104原型机的机身和尾翼为基础,加上翼展长达21.54米、展弦比为10的机翼,作为新型高空侦察机的主要机体结构。其飞行高度可达22250米,足以避开当时苏联各种高射炮、导弹和战斗机的截击;任务半径为3200千米,有效载荷为270千克;发动机采用通用公司刚刚研制出来的J73发动机。

CL-282项目得到了美国中央情报局和总统智囊团的注意。该智囊团的任务是向当时的艾森豪威尔总统提出战略建议,如何采取有效手段来对付苏联的核突袭。在充分了解CL一282项目的设计理念和可能扮演的角色后,智囊团极力向总统推荐这个项目:发展高空侦察力量,及早探知苏联核武器的发展情况,以谋求战略上的先发制人。经过总统智囊团的游说,艾森豪威尔总统于1954年11月24日批准了该项目,并把计划的主导权交给了美国中央情报局,但空军还是为这个秘密计划提供了巨大的支持——取消了他们原来与贝尔公司签订的订单,并正式将洛克希德的新飞机命名为U-2侦察机(U指多用途) 。

U-2项目的安全保密工作,是自前“曼哈顿”原子弹计划以来最严密的。承包商把合同给了“前台”的公司,这样就可以尽可能地对洛克希德公司起主导作用的身份进行保密。

经过挑选,内华达州沙漠中一个干涸的湖泊被选中作为飞机的试飞地点,并被冠以“大农场”的代号。

1955年7月24日,U-2的001号原型机由一架C-124运输机从伯班克秘密运至“大农场”试验基地。8月4日,托尼·勒维尔驾驶飞机进行了首飞,并打破了由英国人保持的22707米升限的世界记录。虽然U-2的试飞很顺利,但在降落时还是出现了问题。更严重的问题出现在9月22日,U-2在19500米的高空飞行时,J57发动机第一次出现了空中熄火的故障,重新启动后发动机恢复工作,又飞行了2 0千米。但在飞机下降到18000米高度的时候,发动机再次熄火。这次一直下降到1 0000米的时候,发动机才恢复正常。要知道,设计制造一套能够在高空中连续安全运转八九个小时的动力装置并非易事。在新发动机换装之前,在17000~20000米的这段高度内又多次出现了类似的故障,U-2试飞员把这段距离戏称为“不毛之地”。

由于飞越苏联领空的任务是极端危险的,所以美国中央情报局最初想雇佣一些外国飞行员来执行这些任务。这样即使是在敌方上空被击落了,美国也可以把责任推得一干二净。但找不到符合要求的外国飞行员,中情局不得在美国空军寻找飞行员。经过挑选定下的人与中情局签订为期2年的服务合同,从军队退役加入到U-2侦察机项目中。为了保密,这些人对外的身份是洛克希德公司的雇员。所有飞机、情报传感器和生命保障系统的维护工作聘请非军方技术代表完成,高空侦察目标的选择和任务计划则由中央情报局控制下的位于华盛顿的项目司令部下达。

研发运用

1954年4月出台新型高空侦察机研制可行性报告,1954年11月24日报告批准并研究开发。

1955年8月4日001号原型机试验首飞,打破由英国人保持的22707米升限的世界记录。

1956年5月首批4架U-2侦察机开始服役,1956年7月2日开始做侦察任务。

1956年7月4日(美国独立日),飞越苏联领空,7月5日对莫斯科进行侦察。

1958年3月开始对中国进行侦察。

1960年5月1日在苏联首次被击落,并使U-2飞机公布于世。

1962年9月9日U-2侦察机首次在中国被击落,有资料显示在中国共计损失五架。

1962年10月14日U-2侦察机在对古巴进行侦察飞行时发现了苏联的导弹发射基地的建设,古巴导弹危机美苏十三天对抗,以一架U-2的击毁结束,算得上黑色具有幽默味道。U-2侦察机的改进型 U-2R新开发后为TR-1侦察机。U-2R飞机曾参加了1991年的海湾战争,被用作战术侦察机。

2002年4月U-2进一步改进并开始无人驾驶改装。

6月22日,美国空军一架U-2侦察机在返回位于阿拉伯联合酋长国的基地途中在该国坠毁,造成飞行员死亡。

8月,完成了美海军通信数据链系统(CDLS)的关键改装测试,增强战场数据传递能力。

6月,改进型号U-2S"龙女"(Dragon Lady)高空侦察机飞抵韩国乌山空军基地。

3月,有表明至少有3架U-2飞机发现了漏油问题,美国空军停飞了全球范围的U-2侦察机,做集体维修。

3月,美国政府计划将32架的U-2延役至,而奥巴马政府则试图执行一项九千一百万美金的预算案,以维持U-2机队的服役。

6月29日,美国一架U-2S侦察机在中国北方附近外海3万米的高度飞行,我军两架苏-27战斗机立即升空拦截,U-2S侦察机发觉后立刻返航。

U-2已在美国空军中服役超过50年,驾驶该机被认为是一种荣耀,但美空军飞行员认为它是美军所有飞机中着陆最困难的一种,从1955年至今,U-2飞行员的总数未超过850名。

设计特点

U-2在设计上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。由于机身细长,采用了独特的双主轮自行车起落架,主轮与尾轮均向前收入机身。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。由于只装了一台喷气发动机,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。另外,U-2上装有高分辨率摄影组合系统,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,但是它能在导弹来袭时撒出干扰金属箔片来干扰导弹、保护自己。

由于U-2侦察机的飞行高度让人叹为观止,所以也被洛克希德的工程师们起了“天使”的昵称。在总体设计过程中,凯利·约翰逊遇到了难题,即如何在油箱容量和机体重量这两方面找到合适的平衡点。为了能够执行长距离的飞行任务,U-2不得不携带大量的航空燃料,但由此增加的重量却让它不能飞到规定的安全高度。所以在U-2最初型号的设计中,约翰逊不得不对机体进行大规模的减重,一些一时半会还用不上的设备在设计中被去掉,一些设备的功能也被简化。如安装在U-2侦察机上的驾驶员座椅最初没有安装高度调节装置,如果由身材矮的飞行员驾驶飞机,就不得不在座椅上垫羊毛毯来增加高度。

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。由于是在高空中长时间飞行,所以加压服的研制也很重要。早期的MC·2和MC一3型局部加压服,飞行员穿上后会很不舒服,特别是手腕和脚踝处,那里是局部加压服的缝合处。飞行员穿上加压服后,吃饭、喝水也成了大问题。第一代加压服没有考虑到飞行员如何“方便”,后来改为插入导尿管进行排尿,再后来改为用一种外置的水囊来排尿,这样飞行员才稍微舒服了些。为了减少消耗,飞行员往往在飞行任务的前一天吃少量富含高蛋白质的食物,避免在执行任务时内急。另外,无论在何种情况下,飞行员都只从他的头盔中获得氧气。U-2项目在加压服方面所取得的成果,对于后来美国的载人航天计划有着很好的借鉴作用 。

高空侦照

美国空军的U-2侦察机每6年或4000飞行小时就要进行一次定期基地级维修(PDM)。这项维修工程需要拆掉飞机的机翼和尾部,拆掉所有内部设备,用塑料喷丸除掉油漆,检查机身是否腐蚀或存在结构损坏。

U-2高空侦察机最拿手的本领是高空照相,机上装有长焦距航空相机,相机内装有宽20厘米、长2500米的底片,可以持续九小时多角度拍摄地面目标。据说,只要飞12架次,就能拍摄整个美国。U-2高空侦察机照相的清晰度很高,在18000米的高空,地面人员的活动可以清晰地显示出来。此外,U-2高空侦察机还装有先进的电子侦察设备,不仅能侦察到对方陆空联络、空中指挥的无线电信息,还能测出对方的雷达信号。

机体动力

U-2侦察机特征U-2飞机采用正常气动布局,机翼为大展弦比中单翼,其动力装置为一台J57(推力为48.9千牛)或J75-P-B发动机。飞行时高度是25,000m以上的平流层,是普通机的2倍以上。飞机外表为了避免反射阳光涂成黑色,并加大机翼使其具有滑翔机特征,飞机在起飞时机翼两端有补助圈滑器,着陆的时候机翼端做为地面接触先着陆,后补助器滑行移动。在巡航高度(70000英尺)飞行时最高速度与失速速度仅相差18km/h,被认为是最难操纵的军用机。

机体为了减轻重量,机身全金属薄蒙皮结构,机身十分细长,也导致了U-2具有明显缺点。在1969苏联红军使用地对空导弹攻击时,导弹在机体附近爆炸,爆炸产生的气浪导致飞机坠落,在坠落前机体已被严重破坏。飞行员穿有特殊的增压服,根据报道增压服为宇航员用服装,具有生命维持装置。

U-2/U-2R侦察机参考数据:

型号

U-2

U-2R

乘员1人

长度

15.11米

19.20米

翼展

24.38米

31.39米

高度3.86米4.88米

机翼面积57.30平方米

空重

5930千克

7030千克

最大起飞重量13154千克

载油量4350千克

最大飞行速度

810千米/小时

830千米/小时(高度21300米)

巡航速度670千米/小时

爬升率50米/秒

实用升限24384米

最大巡航高度27430米

最大航程

5700千米

8830千米

有效侦察高度

5000~15000米

续航时间8小时左右

侦照设备

8台照相侦察用全自动照相机,胶卷长3.5千米,可将200千米宽5000米范围的景物拍成4000张照片

4部电子侦察雷达信号接收机,无线电通信侦收机 ,辐射源方位测向机和电磁辐射源磁带记录机

衍生型号

U-2A

U-2侦察机首个量产型号,使用J57-P-37A发动机;

U-2B

U-2B是使用J57-P-31发动机的改进型 ;

U-2C

使用J75-P-13发动机的改进型;加大了发动机的推力,使U-2飞机可以飞到22738米,并从1959年以来成为美军的主力侦察飞机 。

U-2D

改以双座,第二名飞行员负责照相舱的工作。

U-2E/F

加装了空中受油设备,使飞机空中停留时间长达14小时 。

U-2G

加固起落架、加装着陆钩及扰流板的舰载改型,后项目取消 ;

U-2EPX

可以从航空母舰起降。

U-2R/TR-1

加大机身、机翼,翼下装有大型侦察吊舱,使用J75-P-13B发动机 ;外形比以前大了约1/3,更换了更新型的发动机,使飞机变得更加平稳和易于操纵,空中不加油可飞行15小时,巡航高度达22555米,高精度相机使其可以分辨地面10厘米的大小物体 。这种U-2的改进型侦察机,曾在海湾和波斯尼亚地区执行过任务。

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