在上世紀50年代中期的冷戰高峰時期，出於對蘇監視和戰場的需要，美國研製了一種高空偵察機，也就是洛克希德公司的U-2“蛟龍夫人”（Dragonlady）。U-2在隨後的對蘇飛越戰略偵察任務中收穫頗豐，獲取了大量情報，但1960年隨著一架U-2被擊落，飛行員被俘，對蘇飛越偵察戛然而止。但是這次事件只是U-2職業生涯的開始，經過持續不斷的現代化升級，U-2至今仍是一種重要的偵察機。
高空飛行的NASA ER-2，保持了U-2早期型號的座艙佈局
F-104的長翼兄弟
20世紀50年代初，冷戰已進入第一個高峰。蘇聯氫彈在1953年8月的試驗成功以及先進“野牛”噴氣式戰略轟炸機的服役，將在很大程度上抵消美國的核大棒戰略，為此美國急需一種先進偵察機來執行對蘇戰略偵察的高危任務。這種任務從冷戰之初就已經開始，但隨著蘇聯國土防空軍戰鬥機性能的增強，由轟炸機和運輸機飛越蘇聯領空執行的偵察任務變得越來越危險。
米亞-4“野牛”轟炸機
1953年，美國空軍向貝爾、費爾柴爾德、馬丁公司發佈了新型高空偵察機招標，項目代號“禿鷹”。最後馬丁提出的RB-57D贏得競標，該機是B-57“堪培拉”轟炸機（英國電氣“堪培拉”轟炸機的特許生產型）的加長翼展型，具有低成本優勢。
RB-57D
洛克希德公司雖然被排除在這次競標之外，但總工程師克拉倫斯·A“凱利”約翰遜認為自己能拿出比競爭對手更好東西。約翰遜和他的團隊設計出了CL-282高空偵察機方案，該機基本上是洛克希德F-104“星際戰鬥機”的加長翼展改型，並拆除了所有不必要的東西。CL-282能以925公里/小時的速度飛行在21340米高空，航程為4800公里，一次拍攝320公里寬4000公里長的地面照片，清晰度足以分辨出地面上的每個人。
基於F-104的CL-282方案
約翰遜在1954年5月向美國空軍提交了CL-282方案，但軍方並不感興趣。但是柳暗花明，同月美國總統艾森豪威爾批准成立一個高級別“技術能力小組”，研究包括情報收集在內的國防技術新方向，該小組卻對CL-282表現出異乎尋常的熱情，結果在1954年11月24日，艾森豪威爾授權中央情報局（CIA）主導研發該機，並在1954年12月9日與洛克希德公司簽訂了初步合同。
“感光板”與“理想主義者”
項目獲得了“感光板”（AQUATONE）的保密代號，F-104的長翼兄弟則被稱為“理想主義者”（IDEALIST）。中情局為這種偵察機的未來使用制定了一個掩耳盜鈴的辦法，雖然飛行員都將來自美國空軍，但需要先辦理退役手續才能駕駛該機，這是因為該局認為文職飛行員萬一在蘇聯上空被擊落將不會那麼具有挑釁性。當然這些飛行員完成在中情局的工作後可以返回空軍重新服役，服役時間也會得到積累。此外中情局甚至考慮過招募外國飛行員，這個想法最後被證明不切實際。
美國空軍隨後也對“感光板”項目產生了興趣，試圖奪取主導權，但被艾森豪威爾否決，只是答應以後空軍將獲得自己的U-2中隊。
中情局項目負責人是理查德·比塞爾，是畢業自耶魯大學的一位經濟學家。作為一名管理和組織型人才，比塞爾坦承自己對飛機一無所知，給予洛克希德寬鬆的研發環境。為了保密該項目成立了自己的辦公室。
約翰遜與F-104
在洛克希德公司，出於保密要求，“凱利”約翰遜團隊在獨立的“臭鼬工廠”內進行飛機研發。這個奇怪的名字來自當時美國家喻戶曉的動畫片《Li'l Abner》，裡面有座釀製“基卡普快樂水”（Kickapoo Joy Juice）的有毒“臭鼬工廠”，洛克希德之前已經在秘密飛機項目的研發中使用了“臭鼬工廠”方式。
新機現在正式成為中情局第341號項目，被工程師們稱為“天使”，名義上是國家航空諮詢委員會（NACA）的高空氣象觀測平臺。
1955年7月21日在瑞士日內瓦舉行的首腦會議上，艾森豪威爾提議美蘇兩個超級大國之間採取“開放天空”政策，雙方偵察機可以在對方領土上進行偵察飛行，互相確保不在秘密準備核戰爭。這是一個大膽的提議，但令蘇聯無法接受，於是美國決定單方面對蘇聯實施秘密偵察。
距項目被正式被批准後還不到一年，第341號項目原型機就在1955年7月25日做好了交付準備。該機已經與最初的CL-282大不相同，不再與F-104有太多相似之處，並被賦予了U-2的正式編號，U通常是美軍輕型通用飛機的前綴代碼，用於掩蓋其偵察機身份。U-2原型機被拆解後由兩架C-124運輸機運往內華達州格魯姆湖的一個秘密地點準備試飛。
U-2原型機
這個地點就是格魯姆湖幹湖床，位於內華達沙漠的偏遠部分，屬於核彈測試靶場，遠離民眾實現。這個地方的官方名稱是“51區”，但內部人士更喜歡稱其為“牧場”。1955年7月29日，洛克希德試飛員託尼·萊維爾開始駕駛原型機進行滑行測試，巨大的機翼給測試造成很大困難，因為速度一起來U-2就想飛入空中，結果在第三次滑行測試中該機一下子就跳到空中，並頑固地不肯下降。萊維爾最終設法推杆降落，重觸地導致前起落架爆胎。U-2的正式首飛發生在8月1日，萊維爾駕駛該機爬升到中等高度，飛機仍不想降落，但積累經驗後的萊維爾最終順利完成了降落。
完成試飛後降落格魯姆湖幹湖床的一架U-2
U-2的試飛並不容易，因為該機在前所未有高度上飛行，很難操縱，為普通飛機設計的一些機載系統在這種高度上的工作效果也不佳。U-2在其巡航高度處於其飛行包線的危角，巡航速度非常接近失速速度，此外該機的結構非常輕巧，俯衝之類的激烈機動會撕裂機身，飛行員還必須以機鼻揚起的姿態緩緩降落。由於超長機翼，該機在起降中對側風非常敏感，機翼產生的巨大升力也使降落變得很困難。從好的方面來說，正是這幅機翼使U-2可以爬升到前所未有的高度。
U-2的超長機翼
試飛中暴露的問題一一得到解決，到1956年底該機做好了量產準備，中情局訂購了首批20架U-2A生產型。包括一架原型機在內，洛克希德共製造了45架U-2A，其中半數交付美國空軍。
“蛟龍夫人”的秘密
U-2“蛟龍夫人”這個綽號來自美國空軍的U-2採購項目，該機實際上是一架噴氣推進滑翔機，滑翔比高達25：1，比許多滑翔機還要好。U-2採用大展弦比平直中單翼和傳統尾翼佈局，控制表面佈置也很傳統，具有單塊式襟翼、副翼、升降舵、方向舵和配平片。
U-2A三面圖
U-2的多數控制翼面依靠人力驅動偏轉，除配平片為電動和襟翼為液壓驅動，後機身兩側還有一對液壓驅動俯衝減速板。由於驅動這些大型控制面壓花一些力氣，所以U-2沒有采用單手操縱桿，而是雙手控制的操縱盤，直接沿用自二戰時期的洛克希德P-38戰鬥機。
U-2的駕駛盤
U-2的座艙蓋向左側鉸接打開，沒有拋蓋系統，最初座艙內也沒有彈射座椅，不過洛克希德公司很快為機隊換裝了輕型彈射座椅。座艙增壓僅能保證飛行員體內血液在低壓下不至於沸騰，所以起飛前飛行員需要預先呼吸上一小時純氧以清除血液中的氮氣，避免高空減壓病。飛行員需要身著高空代償服，這種飛行服也被稱為壓力服，但內部沒有增壓，而是一種緊身服。如果座艙失壓，代償服上的側管會自動充氣，拉緊飛行服對人體表面施加壓力，持人體內外壓力平衡。這種代償服非常不舒服，會讓飛行員大汗淋漓。
U-2早期型飛行員的高空代償服，此人就是後來被擊落的鮑爾斯
飛行員配有一個求生包，內有現金和7.62毫米無聲手槍等物品。中情局還暗示U-2飛行員如果被擊落，可以用求生包內一枚內藏劇毒銀針的銀元自殺。
U-2機身限制過載僅為2.5g，無法容忍粗暴操作。該機的翼梁甚至沒有貫穿機身，只用螺栓固定在兩側。“凱利”約翰遜甚至不想為U-2安裝起落架，希望該機能在小車上起飛，然後做機腹擦地降落。但試飛工程師告訴他這樣做將使飛機無法完成試飛，所以最後才配備了自行車式起落架，具有大型雙輪前起落架和小型轉向後雙輪起落架。
U-2飛行員生存套件
該機在翼尖位置還安裝有被稱為“高蹺”的小型輔助輪，飛機升空時會自動脫落。U-2的下垂翼尖採用鈦合金製造，被用於在降落時保持機身平衡。U-2主起落架的位置很不理想，不僅讓降落變得更加複雜，還使飛機容易在跑道上打轉，所以U-2的降落過程必須非常輕柔，才能避免硬著陸損壞飛機。為此洛克希德專門開發降落操作程序，一輛帶無線電的跑車會在U-2降落時沿跑道狂奔抵近觀察，實時向飛行員報告高度，讓其掌握觸地時機。一旦飛機停下來，“高蹺”就會被重新安裝在翼尖下方，允許飛機在地面滑行。
從追逐車角度看U-2降落
U-2A安裝一臺普惠J57-P-37A渦噴發動機，推力5080千克。U-2原型機安裝的是未進行高空優化的J57-P-37，經常會在到達巡航高度之前熄火。燃油在高空也會遇到麻煩，標準的JP-4和JP-5航空煤油會在高空沸騰或凍結。二戰英雄吉米·杜利特（B-25轟炸東京指揮官）此時在殼牌石油公司任職，在瞭解到U-2需求後說服殼牌開發出一種名為JP-7的低揮發性燃料。
U-2的發動機具有長長的尾噴管
U-2A原型機在首飛中沒有塗裝，金屬蒙皮反射的陽光導致報紙公開報道了在內華達州天空中出現神秘亮光。之後U-2被漆成亞光午夜藍色，使其在其太空邊緣飛行時不再那麼顯眼。
鮑爾斯U-2C殘骸，藍黑色塗裝，色號FS25044
照相機系統
U-2照相機系統的研發是另一項重大挑戰。U-2最初採用了傳統的三相機航空攝影系統，一部相機垂直朝下，另兩部拍攝兩側，以此在高空拍下地面全景照片。這種早期的A相機很快就被更先進的B相機取代，該相機是拍立得一次成像照相機發明者愛德溫·蘭德和一位名叫詹姆斯·貝克的天體物理學家合作的產物。
U-2 Q艙中的早期照相機系統
B相機由加州Hycon公司製造，光學玻璃由西德Schott公司提供。相機內置的兩個膠捲共長1600米，寬22.9釐米。在拍攝中兩個膠捲卷軸沿相反方向纏繞，以保持飛機的重心。照相機使用一面旋轉鏡拍攝從地平線到地平線的圖像，這樣照片就能配對成立體圖像以供分析。B相機在U-2巡航高度的最佳分辨率為3米，比當時最好的偵察照相機高出四倍。
集成度更高的B相機
B相機被安裝在U-2A座艙後面的“Q艙”中，上下方都開有大尺寸艙門。為了保證Q艙和其後E艙（電子設備艙）的貫通，所以U-2的機翼翼梁沒有穿過機身。Q艙還可以用於安裝其他有效載荷，例如System-V信號情報（SIGINT）設備，可用於截獲並記錄蘇聯雷達信號。Q艙將使U-2可內置一系列不同的高度專業化載荷。
U-2座艙後的Q艙
閱讀更多 Armstrong空軍之翼 的文章
