美国中央情报局SR-71黑鸟的前身测试了电子枪以躲避雷达

对苏联先进雷达的担忧促使研制了可以在飞机周围产生隐形雷达吸收场的系统。

通过 约瑟夫•特里维西克 | 更新 2020年3月25日下午12:31
美国中央情报局SR-71黑鸟的前身测试了电子枪以躲避雷达
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中央情报局发起的牛车计划这导致了洛克希德公司A-12侦察机美国空军的前身sr - 71黑鸟,特别是因为担心标志性的U-2龙女在苏联和其他敌人的防空面前变得过于脆弱。这种飞机的主要优势在于其飞行高度和速度的能力,但从其开发之初就很明显,这些能力可能不足以防御当时存在的和正在出现的威胁。

因此,a -12本身具有当时最先进的隐形外形,以及大量使用复合材料并涂有雷达吸收材料的雷达躲避结构。中央情报局进一步努力探索更新颖的方法来减少飞机的雷达横截面,包括开发一种含铯的燃料添加剂,旨在用一种叫做“等离子隐身”的概念来保护飞机的后部不受雷达波的影响,你可以在这里读到更详细的内容过去的战区功能.根据CIA记录搜索工具(CREST)上的各种解密文件,同样的原理也导致了A-12可以在机身内携带的强大电子枪的发展,从而在其他方向产生类似的雷达吸收场。

中情局从1956年开始寻找U-2的继任者,两年后,中情局确定洛克希德和康维尔的方案是最可行的设计。隐形功能成为决定因素。

“1959年8月28日,比塞尔先生(理查德·比塞尔博士)让我第19次来东部参加比赛。”克拉伦斯"凯利"约翰逊这位洛克希德公司的著名工程师在1968年的一份机密文件中解释道,他曾多年管理该公司的高级开发计划(ADP)部门,或称臭鼬工厂官方内部历史A-12的。“他告诉我,我们赢得了比赛,前提是我们证明了在这段时间到1960年1月1日之间的雷达横截面很低。”

A-12的比例模型,倒置安装在51区1959年左右对其雷达横截面进行了测试美国中央情报局

比斯尔是中央情报局负责计划和协调的特别助理,负责牛车计划。他曾威胁说,如果竞争公司不能在减少设计的雷达截面方面取得重大进展,就取消整个项目。另一位臭鼬工厂的工程师埃德·洛维克,约翰逊认为是他提出了铯燃料添加剂的想法,在他自己的书中,他说,开发拯救了A-12,雷达的男人:隐身的个人历史

A-12的发动机舱和导管在外缘上也有凹槽,机翼前缘也有凹槽,表面下有锯齿状挡板,以进一步减少飞机的雷达回波。弯曲的机翼延伸在前缘和倾斜的后垂直稳定器,以及尖刺锥体覆盖进口为两个巨大的普惠J58发动机也有助于转移来袭的雷达波。

A-12的一些“反雷达”功能的示意图。美国中央情报局

洛克希德公司在所有这些领域都很好地利用了吸收雷达的复合材料,除了发动机进气道上方的尖刺。从字面上看,在所有这一切之上是一层“铁漆”,也被称为“铁球漆”,因为其中混入了小铁球,这也有助于降低飞机的雷达信号。据报道,这种涂料是特殊的混合涂料,洛克希德公司也在后来的SR-71上使用了这种涂料耗资400美元每夸脱在20世纪60年代。

根据洛克希德公司1968年A-12的内部历史记录,洛克希德公司和中央情报局采取了包括燃料添加剂和电子枪在内的减少雷达横截面的措施。洛克希德

尽管如此,中央情报局仍然担心有人侦察机的潜在脆弱性。1960年5月1日,苏联击落加里·鲍尔斯(Gary Powers)的U-2侦察机,这一臭名昭著的事件进一步加剧了这些担忧,并终止了间谍飞机在该国上空的飞行。

引进了新的苏联雷达,特别是P-14高大的国王也是一个主要的驱动因素。在20世纪50年代和60年代初,当A-12仍在研发阶段时,中央情报局(CIA)与其他美国情报机构和美国军方一起,花费了相当大的努力,通过代号为A-12的项目收集这些雷达的细节旋律与钯.钯尤其涉及复杂的计谋产生虚假的雷达报告,然后观察这些部署在古巴的雷达的反应,让分析人员可以尝试弄清楚雷达操作人员在屏幕上看到了什么,没有看到什么,从而了解A-12自己的雷达截面与这些传感器相比会如何。

约翰逊在1968年的历史中写道:“1963年4月,我们被指示重建飞机,以改变s波段的最佳雷达横截面,以更好地对抗‘高大的国王’。”“这是一个代价高昂且(最终被证明)不受欢迎的改变。”

P-14“高王”雷达。ShinePhantom via Wikimedia

研究铯燃料添加剂,最终被称为A-50,提供了一种可能的方法,以减少雷达横截面的飞机后部。在雷达躲避工作中,这已经是一个有问题的领域,因为喷气式飞机的大量排气和j58在全速加力时以超过3马赫的速度飞行时产生的雷达反射羽流。

最基本的,等离子体隐身的一般概念包括使用一些方法来制造电离粒子云,或等离子体,它能够吸收电磁辐射,如雷达波,这样它们就不会反射回来。在过热的排气流中燃烧铯正好可以在飞机后部实现这一目的。

明显的问题是排气流只是指向后方。a -50无法在飞机正面产生类似的电离云,当飞机在侦察通过开始时接近目标区域时,这种电离云将最容易暴露。这也是飞机最脆弱的时候。

中情局考虑的一个方案代号为“翡翠”(Emerald),是在飞机的其他地方安装装置,产生“种子等离子电弧”,类似于在排气流中添加铯的效果,但方向不同。另一个代号为肯普斯特(Kempster)的想法是安装电子枪,发射带电粒子以产生类似的效果。

1963年牛车计划状况报告的一部分提到了翡翠计划和肯普斯特计划。美国中央情报局

西屋电气公司下属的西屋研究实验室和通用电气公司随后获得了开发这些电子枪的合同。西屋电气最终主导了肯普斯特项目。

肯普斯特项目寻找的设备足够小,可以装进A-12两侧机翼整流罩附近的中国,这样可以帮助隐藏来自发动机进气道尖的雷达反射。根据1964年的一份报告,他们的目标是让电子枪投射出吸收雷达的锥状粒子,从中国向外延伸约300英寸(合25英尺)。

关于1964年提议的肯普斯特装置概念的详细信息。美国中央情报局

电子枪技术在当时已经很成熟了,而且现在仍然被应用在一系列不同的商业产品中,包括电视机和显示器阴极射线管,生产流程.典型的电子枪设计使用容器一端的热阴极来产生电子流,然后通过电极和阳极将它们聚焦成一束并分别加速。

电子束的产生发生在真空区域,这就产生了如何将电子束释放到周围环境的挑战。一种既定方法只是简单地放置一种介质,通常是某种金属箔片,也被称为“窗口”,在一端,电子可以通过。

A-12飞机在格鲁姆湖冲下跑道。,公共领域

西屋用这种方法创造了它所谓的窗户和窗管设计。这种方法的问题是,当光束通过时,金属会剥离能量,可能会降低其功率,而且不能太厚,否则会完全堵塞光束。不幸的是,保持金属屏障足够薄会使其脆弱。在工业或类似环境中,这可能不一定是一个大问题,因为工人们可能更容易迅速更换窗户。在飞行速度超过声速三倍的飞机上可靠工作的系统则完全是另一回事。

研究的重点最终从这些窗口设计转移到另一种方法,即允许光束通过一端的开放孔孔离开枪械,并使用真空泵从内部部分去除气体(如环境空气)。这种类型的泵系统明显比窗口设计更重更笨重。除了电子枪本身,整个系统还需要一个强大的电源和冷却系统,以防止危险的过热。

左边是泵浦电子枪的基本原理图,右边是带窗电子枪的基本原理图。箭头是电子束的路径,南卡罗莱纳大学

在中国的重量和空间限制下让泵送装置工作,当飞机以3马赫的速度飞行时,飞机的这一区域也会经历严重的物理压力和高温,这对西屋电气来说是一个挑战。该公司最初直接从西德哈瑙的W. C. Heraeus购买了一个工业示例,并对其进行了修改,用于肯普斯特项目。

这个系统工作得很好,但是太大了,无法装进A-12的中国。贺利氏火炮在其中一架飞机上进行飞行测试,被称为第126条,要求将其安装在飞机的主有效载荷舱(Q舱),横梁垂直向下。如果这种配置投入使用,它将限制舱内放置摄像机或其他设备的空间。

修改后的贺利氏火炮的低质量扫描,以适应A-12的q舱。威斯汀豪斯

“总之,签字人认为,即使KEMPSTER A成功运行,也几乎没有机会投入实战,因为每门枪的重量都很大,超过250磅,而且潜在的大功率要求,”1963年CIA对该项目的进度记录中写道。中情局还对这份简短报告的作者姓名进行了修改。从现有的CIA消息来源来看,并不完全清楚肯普斯特A阶段开发了哪些系统,以及它们与被称为肯普斯特B的第二阶段所追求的系统有何不同。

1963年中央情报局关于肯普斯特计划的部分进展报告。美国中央情报局

无论如何,在与贺利氏(Heraeus)火炮的设计合作之后,西屋公司随后开发了自己的紧凑型泵浦“c炮”设计,该设计确实适合中国。驾驶舱中安装了一个基本的控制面板,允许飞行员打开或关闭系统,或将其设置为冷却模式,以及选择从右边、左边或两个电子枪投射光束。

西屋电气的C-Gun电子枪设计示意图。威斯汀豪斯
威斯汀豪斯

根据中央情报局的报告,1964年至少进行了两次飞行测试,被称为第131条的A-12携带电子枪。“KEMPSTER设备的百叶窗打开了,但发生了电源故障,”一份关于1964年12月11日试飞的电报称。根据另一份电报,该系统在六天后的另一次试飞中正常工作,但所有进一步的细节都被编辑了。

西屋公司制造了至少四门c -炮原型,足以在任何时候装备两架飞机,但没有迹象表明这些c -炮曾经投入实战。一个现已解密的中央情报局内部历史U-2和A-12项目的发言人说“这个项目被证明是不成功的”,但没有提供进一步的细节。

其中一个问题可能是电子枪在飞行中和飞行前地面检查过程中会产生x射线辐射。关于贺利氏炮,有人担心这会影响q舱相机的胶卷。

当然,对于中国安装的c炮来说,这是一个不那么紧迫的问题,但仍然存在潜在危险的x射线暴露问题,特别是在飞行前检查时对地面人员的暴露。根据西屋电气1965年的一份报告,“采取了各种措施,确保所有相关人员的安全。”

截至1965年10月,西屋电气和通用电气仍在接受中央情报局和国家侦察局的资助,用于肯普斯特A和肯普斯特B的工作。在当时,肯普斯特B的工作被描述为“理论研究”。

1965年关于肯普斯特基金的讨论。美国中央情报局

中央情报局于1992年首次公布了U-2和A-12的历史,并将其归咎于美国空军不愿与“牛车”计划共享电子对抗技术,这是开发肯普斯特的首要原因。根据中央情报局的说法,美国空军担心A-12的行动会给苏联人太多的机会来分析对抗措施。

中央情报局最终确实为A-12研制了电子战套件,这很可能决定了肯普斯特b领导下研制改进电子枪的努力的命运。结合飞机的速度和高空飞行轮廓,它显然提供了足够的保护,中央情报局似乎也从未在实际操作中使用过A-50铯燃料添加剂。

上世纪60年代,美国中央情报局在越南北部执行任务时甚至没有使用A-50,因为在那里,敌方火力的威胁是非常真实的。1967年10月30日,美国中央情报局(CIA)飞行员丹尼斯·沙利文(Dennis Sullivan)驾驶一架a -12在越南上空执行任务,期间北越防空部队至少向其发射了6枚2指导地对空导弹对准他的飞机。沙利文看到至少有三枚火箭在他附近爆炸,在执行任务期间拍摄的一些照片中也出现了发射的尾迹中央情报局的官方说法关于这次出击。导弹飞得很近,留下的碎片卡在了牛车的机身上。

中情局于1968年让a -12退役。没有证据表明,空军利用中情局在肯普斯特项目下所做的工作来帮助保护其sr -71, sr -71也从1966年开始执行飞行任务。这些飞机还使用了先进的电子战对抗套件,除了隐形形状和雷达吸收功能发展自a -12,作为他们保护自己免受敌人防空系统的主要手段。

A-12和SR-71上的电子对抗系统从1960年代中期的当代比较。A-12在这方面的能力完全被修改了。,美国中央情报局

等离子体隐身和使用其他粒子来制造雷达波吸收场的基本概念据说在肯普斯特计划结束和中央情报局永久退役a -12之后的数年里,在美国和苏联都继续存在。就像牛车上的电子枪一样,大多数项目的信息都是有限的。最近,等离子体隐身的话题再次出现未经证实的报道俄国人3锰锆石高超声速巡航导弹可能会用到这个原理,或类似的东西,以帮助隐藏它不被敌方雷达发现。

在不知道中央情报局认为肯普斯特失败的确切原因的情况下,很难说电子枪是否能够提供足够有用的雷达规避能力,与其他隐身和电子战技术相比,电子枪的复杂性更大。无论如何,该项目绝对是A-12历史上另一个有趣而鲜为人知的部分,它直接与SR-71的故事联系在一起仍然未知

联系作者:joe@thedrive.com

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