125.1962年:SR-71侦察机
SR-71侦察机能够在时速2200英里(3541千米)的情况下,飞越高度超过85000英尺(25908米),它用于对空气动力学、推进力、结构、热保护材料、大气研究和音爆特征的研究与实验。
涡轮喷气发动机(1737年),钛(1940年)
如果你的工作是设计世界上最令人惊叹的飞机,它将是地球上飞行最快的—―3马赫以上。其飞行高度可以超过80000英尺(24400米)。它可以在一个小时之内,在不需要加油的情况下飞越北美大陆。这种飞机是航空工程学上的一大杰作。
为什么有人会需要这样的飞机呢?四个字:军事侦察。特别是在1962年的冷战期间,飞机需要飞到地球的任何角落而不被击落。以3马赫的速度飞在80000英尺的高空,这样的飞机基本上不可能被碰触到。为了完成这一任务,飞机需要载两个人,一些带有优质镜头的摄像器材和适当的电子产品。
为此任务,需要哪些方面的工程技术呢?其中两个最大的挑战来自于动力和散热。
以3马赫的速度飞行需要很强的动力将空气推开。火箭发动机是一种解决方案,但是还有氧化剂的问题和空中加油的问题。工程师选择了喷气发动机,但是在3马赫的速度下:空气流入发动机的速度太快。
其解决办法是一个在发动机前方的可移动装置,称为进气口。它在发动机吸入空气之前将空气速度下降到亚音速。另外,旁通阀将发动机周边过量的空气排出。
3马赫的动力所产生的热影响着飞机的每个部分。表面温度在500华氏度(260摄氏度)意味着用铝作材料是不可能的,因此几乎整个飞机都是用钛合金做成的。当它温度升高,其表面和框架都会膨胀,所以其表面在地面上的时候是非常松散的。它在起飞前会漏油。一旦加速,所有的东西都会膨胀到一个非常紧绷的状态。SR-71侦察机的燃料也是非常特别的—―
JP-7燃料具有极高的点火温度,能够承受燃料箱的热量。
工程师创造了一架了不起的飞机,SR-71侦察机杰出的职业生涯超过了三十年。■ 工程学之书