SR71黑鳥偵察機和它的前身A12牛車、以及馱載D21無人機的M21母機，是人類航空史上的奇蹟，它們雖然在50多年前就面世了，但是外形和性能即使在今天看起來依然非常科幻，以至於很多人認為它們是美國在獲得外星技術之後的產物，而實際上，它們是100%的地球土特產，這一點從SR71的發動機上就可以看出。
SR71安裝了兩臺普惠公司的J58發動機，它有一個特殊的名字，叫做渦噴衝壓變循環發動機，這是SR71之所以能以超過3馬赫的速度持續飛行的關鍵所在。
從外形上看，其實J58挺普通的，但是在它的身上，蘊含了美國航空工業許多天才設計。要知道，J58在1958年第一次試車時，距離人類實踐噴氣飛行只有短短十幾年，那時人類對於超音速流體的理解，對材料的理解，加工能力跟現代科技不可同日而語。而即使是現代，也只有一兩個國家能夠造出和J58同級別的發動機。
我們首先科普一下什麼是渦噴發動機，什麼是衝壓發動機。渦噴發動機是最簡單最基礎的噴氣發動機，工作原理很簡單，就是把空氣先吸進來，再對其加壓，噴油燃燒，用高溫高壓的氣體推動渦輪，再把高速的氣體噴出去形成推力。
而說到簡單，衝壓發動機可能更簡單，因為它連壓氣機都省掉了，當飛機在超音速飛行時，進氣錐會形成激波，空氣被激波劇烈壓縮，導致根本不需要經過壓氣機的壓縮就可以直接點燃，再通過收斂擴張超音速噴嘴把燃燒產生的熱量轉化為動能，形成推力。
因為沒有壓氣機的存在，所以也不需要有渦輪機來推動壓氣機了，這極大幅提高了發動機熱機效率，遠遠超過渦輪噴氣發動機。
J58上密密麻麻的管線。不過，衝壓發動機的工作前提是必須要超音速形成激波，所以要想用衝壓發動機做動力，就必須要有額外的動力來完成靜止到超音速的加速，或者由超音速飛行器帶它到超音速狀態再釋放獨立飛行。
J58發動機最顯眼的是它的三根粗管子，其實另外一側還有三根，一共六根，它們就是變循環的核心。
當黑鳥的飛行速度低於音速時，變循環管道是關閉的，它工作起來就像一個普通的帶加力燃燒室的渦噴發動機。吸氣，壓縮，燃燒，推動渦輪，在加力燃燒室二次燃燒，噴氣。
當黑鳥超音速飛行時，變循環管道會根據飛行速度將核心氣流從渦輪壓氣機中部抽出，在加力燃燒室前部直接注入。
當黑鳥在極速3.2馬赫巡航時，絕大部分的壓氣工作都是由超音速進氣道完成的，絕大部分氣流都是經由變循環管道直接被注入加力燃燒室而不經主燃燒室，這極大幅提高了燃油效率。
這也就是為什麼黑鳥在極速飛行時反而最省油。J58發動機上的一個部件，跟縫紉機上的飛輪一樣，你知道它是什麼嗎？
除了變循環管道以外，普惠的工程師們做了非常複雜又極其高效的氣流管理系統。首先J58的進氣錐可以前後移動66釐米，來配合不同飛行速度。
此外普惠的工程師做了一個極其天才的設計，J58的進氣錐最粗處，開了一圈網狀吸氣孔，在這個位置把超音速流體的附面層吸出，然後再通過內道在進氣道尾部向環境中排出，否則這裡由於氣流太快會形成非常大的分離氣團，這會極大影響此處激波組合，降低進氣道壓縮效率。
而在黑鳥起飛時，由於沒有超音速激波壓縮進氣，導致進氣量非常低，這個神奇的氣道反過來工作，從環境額外吸氣，通過附面層抽吸的網狀孔將額外的空氣注入核心氣流，增大了進氣量！這就是SR71黑鳥偵察機能夠以超過3馬赫的速度持續飛行的秘密所在。
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