“曙光女神”高超音速战略侦察机(Aurora),是美国续SR-71“ 黑鸟 ”战略侦察机之后新一代 战略侦察机 。又名“极光”,据称其正式编号为CP-140或SR-91 。
“曙光女神”高超音速侦察机平面是一个有着75度后掠角的巨大三角形升力体。侧面则是形似一鹰喙的巨大流线体。两具组合循环发动机在机腹部沿飞机长度方向一直向后延伸和三角翼紧密融为一体,在机体前下方形成一个庞大的“斜曲面”。这种设计主要是为组合循环发动机的进气所设计的,虽然这样设计无疑会产生相当巨大的阻力,但是却有利于气体在进入进气道前的压缩,并能引导废气膨胀。而且,因为气体在飞机底部受压还可使飞机获得最大的升力。这是传统的飞机所没有的。而且其独特的翼身融合可以储放大量的燃料及降低摩擦阻力。“曙光女神”所独特的三角体本身就是一个升力面,对亚音速、跨音速及高超音速的飞行都比较有利。而且,其尖锐后掠的前缘,也能像边条翼一样使飞机增加涡升力。在三角体的后缘,有两个面积较小的全动式的的双垂尾,起到稳定及操纵飞机的作用。据推测,“曙光女神”侦察机全机长为32米,高为7米,全载重为83吨,其中三分之二以上是燃料。
发动机
神秘的“绳结凝结尾”提供了另一个想象空间。为什么飞行具的凝结尾会是绳结状?这表示该飞行具的喷气并不是持续不变的,而是间歇排出的。什么样的引擎会造成这种效果?在二次大战中,纳粹德国的复仇武器V-1就采用了脉冲引擎。该引擎会周期性压缩与排气,故造成特别的嗡嗡声,而被称之为“ 宋 弹”。这种推进方式如果在凝结尾以上高度运作,是有可能产生所谓的“绳结凝结尾”。
近年来的航天界为极音速飞行研究一种神奇的推进方式:“脉冲爆炸引擎(PDE,Pulse Detonation Engine)”这种引擎的优点在于没有任何风扇叶片、转轴之类的活动零件,故节省了20%以上的成本。故航天界希望能做为导弹、无人飞机、或是有人飞机的廉价推进器。然而,这种推进方式有可能成为极音速推进的解决方式。
据推测,"曙光女神"侦察机的设计最高巡航速度为6马赫左右,而如采用普通的发动机是无法达到这样高的速度的。只能用冲压喷气发动机。在飞行速度达到3马赫以上时,空气的冲压比可达到37,在这种情况下,发动机再用压缩机显然毫无意义,直接喷注燃料即可。所以冲压喷气发动机的结构异常简洁,仅由进气道、燃烧室及喷管组成。冲压喷气发动机虽然有着推力大、结构简单成本较低等优势,但现实中限制其使用的一个根本前提是,除非飞行体在做超过3马赫的高飞运动,否则冲压喷气发动机不起作用。为了解决在低速飞行时的问题。设计师们利用了美国空天飞机X-30的动力研究成果,结合火箭推进等技术,设计出组合循环发动机。目前组合循环发动机的具体情况目前并不清楚,但可以肯定的是这是一种高效的发动机。解决了“曙光女神”在长时间高马赫下的持续飞行和在起降时低速飞行的动力问题
组合循环发动机的原理就是是根据美国航天总署Robert J. Pegg与洛克西德马丁公司的R.D.Couch与L.G.Hunter所发表的“脉冲爆炸引擎的进气系统设计”论文而来,脉冲爆炸引擎的作用方式为:在燃烧室(也就是爆炸导管)中充满爆炸性的燃料与氧化剂的混合气体。 在推力墙(也就 是爆炸导管前端)引爆燃料混合物,则爆炸产生的震波将沿着导管传递。震波在导管中传递时,导管充满了不论 温度或压力都远高于外界的燃烧后气体。当燃烧后气体从喷嘴炸出时,微弱的应力波反而从喷嘴沿着导管往前传递。当燃烧后气体都离开导管后,微弱的应力波从导管前端反弹,从喷嘴冲出。 当应力波也离开导管后,导管内剩下极稀薄的空气,而可以再度充满燃料与氧化剂,重新开始爆炸的循环。 其特别的工作原理类似活塞引擎,差别在于活塞引擎利用活塞吸收气体膨胀的动能来驱动转轴,而脉冲爆炸引擎利用震波来推动。然而脉冲爆炸引擎既没有传统喷射引擎的压缩叶片,也没有活塞引擎的活塞组,这表示脉冲爆炸引擎没有复杂的活动零件,没有额外的零件重量,因此可以得到极高的推重比 。
被称为“曙光女神”的高超音速侦察机是美国航空界和军事界最负盛名的传说之一,尽管英国政府和美国政府都一再否认这种飞机的存在,但大量目击者和其他事实证明,美国进行这项秘而不宣的计划已经行之有年。