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[工业]关于黑鸟漏油的细节 [复制链接]

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离线hongo
 

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只看楼主 倒序阅读 我要置顶 楼主  发表于: 2015-02-17
有关美国SR-71黑鸟侦察机最有名也最有趣的传说是黑鸟在热障速度后机体温度很高明显膨胀,所以它在常温时是有缝隙的,因而会不停地漏油。有些人相信这是真的,有些人则表示怀疑。比如为什么火箭比黑鸟飞得还快,应该比黑鸟还热,但是怎么没有火箭漏油的呢?

解决问题的唯一办法是学习,在网上查了些资料,发现关于黑鸟资料最详细的信息来源之一就是美国前空军上校理查德 格拉汉姆(Richard H. Graham)写的《SR-71揭秘——从未讲述的故事》(SR-71 Revealed : The Untold Story),该书于1996年由美国MBI出版社出版,国际标准书号ISBN 0-7603-0122-0。当时SR-71已经基本退役,有些秘密允许公开了。该书作者格拉汉姆是驾驶SR-71的美国空军飞行员,在书中记述了很多不为人知的细节。其中第47页描述了这个传说中的漏油情况,下图就是这一页的部分扫描(感谢谷歌图书扫描计划),其中第二段就是关于漏油的,粗略翻译一下:








“燃料箱构成了飞机的外部蒙皮,因此,当SR-71在冷却状态下是不停地漏油的。加完油后会在飞机下面放一个浅的滴油盘用来接住滴漏的JP-7燃油。在每架飞机的维护记录中都有一个图标示出该飞机下部所有漏油部位的精确位置和每一处漏油点每分钟滴漏的数量。多年来,曾经尝试过各种不同的密封材料来彻底堵住6个主燃料箱之间的泄露,但是从来没有成功过。极端的冷热循环以及燃料箱中巨大的压力变化使得所有地勤维护能做的仅仅是尽量减少漏油数量。当飞机和燃料随着飞行速度的增加温度升高之后,密封材料就起作用了,燃料箱不再漏油。”


所以这里揭秘了一个关键设计细节,那就是:黑鸟漏油是由于其油箱和机体结构上的特殊设计造成的。为了尽量减少重量增大速度和航程,黑鸟直接用飞机的钛合金蒙皮作为燃料箱的外壳,或者反过来用文中说法燃料箱直接构成了飞机的蒙皮,所以燃料箱是直接接触飞行时的高速空气流产生的热量的,而且燃料箱构成了机体整体受力部件的一部分,所以燃料箱必须得做成有伸缩缝的,以便在高速飞行的高温下不因热膨胀的巨大应力而扭曲变形。那些伸缩缝只能用非刚性的密封材料来填充,而黑鸟的极端温差和压力变化对任何密封材料都是一个巨大的挑战,虽然试过各种密封材料但是都不能完全阻止伸缩缝处的泄露,所以黑鸟一直都是漏油的。漏的是JP-7燃料油,不是润滑油或者其他油。黑鸟用它的JP-7燃料同时兼做整个飞机上各个系统的散热油以及液压油,所以在高速飞行时燃料本身的温度也是很高的。


除了黑鸟之外,没有其他高超音速飞行器是这种燃料箱与蒙皮合二为一的设计,所以也就不存在漏油的问题。虽然火箭比黑鸟飞得更快,但是火箭的外壳和燃料箱是分开的,所以内部的燃料箱不必留伸缩缝,而且火箭的工作时间很短,每级只有几分钟,在外壳和隔热材料的保护下内部燃料箱也不会面临高温的考验,所以完全不用担心黑鸟的那些问题。

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