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在1960-1970年代的中国国土防空作战中，解放军曾连续击落U-2高空侦察机和“火蜂”无人侦察机。但另一种更先进、更神秘的美军高超音速侦察机也曾秘密进入中国，一般史料上却鲜有记载。近日，位于北京小汤山的中国航空博物馆内，正式展出了一架神秘的飞机残骸
1971年3月20日，一架神秘的美军侦察机坠落在中国云南西双版纳雨林中。该机外表怪异，与曾经被解放军击落过的U-2侦察机、“火蜂”无人机，乃至各种美制军机完全不同。在场军方人员均无法识别该机型号，曾一度动员大批当地民兵和百姓四处搜索“逃亡的美军飞行员”。
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对中国进行战略侦察的D-21无人机，比U-2有人侦察机、“火蜂”无人侦察机更加先进，但世人熟知中国防空部队击落U-2、火蜂的战例，却鲜有人知道D-21进入中国领空窥探并被缴获的故事。
D-21装备了当时世界领先的冲压发动机，因此能够达到3.35倍音速的水平，而A-12/SR-71高速侦察机虽然也达到三倍音速，但仅采用了涡喷发动机。据近年来出版的马杰三将军回忆录记载，1971年美军“高度3万3，速度3千3”的最新型无人驾驶高空侦察机，失控坠落在云南西双版纳森林里。由于热带雨林的缓冲作用，飞机残骸保存相对完好，成为中国方面价值极高的战利品。
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中国方面缴获D-21残骸后，多年对其进行保密，美国方面也未公开相关历史，因此这段历史近年来才真相大白。 该型无人机最大研制技术难点是克服热障：在高空以大M数飞行的主要热源有三，即空气动力加热、太阳光直接加热和发动机工作产生的热量。如不冷却，机翼前缘和进气道内温度可能达到250℃-300℃。机身中后段因有发动机，温度可能高达400℃-500℃，尾喷管将是白热状态。我国专家分析残骸后发现，D-21解决高温问题采用的办法是：机体大部分用钛合金制造，按重量算可能高达90％；采用隔热层保护翼面前缘、机身、燃油箱和进气管道；降温材料用石棉类耐高温材料。此外，机内燃料、氮气和降温后的冲压进气等也都用作降温材料。机内有圆球形液体氮气瓶，容积14升，可保持 33.5大气压，理论气化温度可达－190℃。燃油在投放前温度不高，油箱外有隔热层，到高速后温度仍然不高，因此可用作降温材料。有些特殊部位用局部喷氮气冷却的方法降温。同时飞机外表的黑漆具有高热辐射率，辐射系数超过0.93，使得机体热量能辐射出去(无漆钛合金的表面辐射系数只有0.38)。穿过机身的进气道外壳是双层的，两层之间有石棉填充层和可通燃油的降温管道及氮气冷却管道。设备舱位置以后的机身外表隔热层是变厚度的，最厚约20毫米，向后变薄，平均12～15毫米，最后在尾喷口前减为0。为了隔热，已泡在燃料中的操纵机构、液压系统等管道及零件，有的外面包有隔热袋，有的用陶瓷橡胶，厚度从3-50毫米不等。对外面的机构如操纵舵机则喷液氮冷却。为了各种散热需要，机内有很多个热交换器，例如冲压空气／燃料散热器、液压油，燃料散热器、燃料／氮气散热器等。燃料先经过多个散热器，充分发挥其冷却剂功能，才到达高压涡轮泵向发动机喷油。在B-52带飞状态，无人机各冷却系统不工作，估计要由母机提供设备舱空调空气和电源。无人机身上有相应管道接口和很大的电源插头。
D-21B服役后的实际投入使用，前后总共只有4次，行到代号“高级投球手”。这4次任务都是在1969年11月9日到1971年3月20之间执行的，目标都是一个地方——中国新疆罗布泊地区，任务是探测和搜集中国的核试验信息。在第一次任务中，中国军方根本没有觉察到D-21B的入侵，但是该机在执行任务过程中神秘失踪。任务之后，洛克希德的工程人员又对载机和无人机进行了设计审查和测试，并在1970年2月20日进行了一次成功的试射。D-21B的第二次实战任务是在1970年12月16日，D-21B在完成侦察任务后成功返回回收点，但是存有所有情报信息的“气密舱”虽然弹射成功，但是在降落的过程中没有打开降落伞，导致整个任务舱全部损毁，信息无法回收。
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1971年3月4日，D-21B开始执行第三次实战任务，同样遭遇失败。在这次任务中，D-21B成功完成了实现设定的所有侦察任务，并且在返回的过程中成功抛掉了任务舱，任务舱的降落伞也成功打开并最终降落在海上。但是万千计算终有疏忽，这次问题出现在海军，当海军的一艘驱逐舰终于确定任务舱的落点，匆忙赶去打捞时，由于时间太久任务舱已经沉入海底，海军多次派人潜水搜寻也没有找到。D-21B的第四次也是最后一次实战应用是在1971年3月20日，不行的是在飞行过程中突然失踪。根据最近在中国航空博物馆展出的残骸来看，也证明了美国方面多年前的猜测，即该机在执行任务时电气系统出现故障，坠毁在森林里，最后被中国军方获得。
1971年7月，鉴于D-21B的成功率太低，并且军方已经开始部署性能更先进的新一代侦察卫星，所以D-21B研制计划被取消了。1990年，苏联解体后，解体凯利·约翰逊出任臭鼬工厂新掌门的本·理克访问了俄罗斯，当时俄罗斯方面向其展示了一个装满飞机残骸的包装箱，里面就是第一次执行实战任务时神秘失踪的那架D-21B的残骸。原来该机在执行任务中因机身故障坠毁在了西伯利亚，苏联方面得到飞机残骸之后进行研究，并将其交与了图波列夫设计局。之后，图波列夫设计局按照苏联军方的要求展开了反向设计，计划名为“大乌鸦”，但是一直没有造出时机。D-21B计划被取消后，总计制造的38架无人机中，有21架已经在测试和任务中消耗掉了，其余的17架被送往戴维斯-蒙森空军基地，并被重新命名为GTD-21B。不过，由于美国空军的各项研制计划本来就非常之多，加之许多计划都是见不得光的，所以当D-21B以GTD-21B的名字对外公开展出时，很多人都认为这个怪物只是A-12/SR-71研制过程中的技术验证模型。后来，NASA从戴维斯-蒙森基地获得了4架D-21B，用于“火箭用复合循环发动机”（RBCC）的空中测试，该发动机可以用于火箭和未来高速飞行平台。后来，NASA有了X-43A高超声速平台，就放弃了D-21B。至此，D-21B的归宿就只有遍布美国各地的博物馆了。
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洛克希德公司的D-21是一种最大速度超过3马赫的无人侦察机。该侦察机最初设计是用来由A-12（M-21研制计划）背载发射，深入敌方纵深空域执行战略侦察任务的，该项研制计划开始与1962年，计划最初代号为Q-12。在洛克希德的研制计划中，D-21在执行侦察任务时通常携带一架高分辨率的照相机，在事前计划好的飞行线路上执行侦察任务。侦察任务结束后，D-21会在空中抛掉照相机模块（照相机模块落地后，由美国特工负责回收），然后启动自毁程序，以免飞机落入对手的手中，由此看来，D-21的任务过程还颇为悲壮。20世纪60年代初，洛克希德公司旗下的臭鼬工厂为了满足美国中央情报局全球侦察的需要，研制了速度可以达到3马赫的A-12侦察机。然而，1960年5月1日，美国飞行员加里·鲍威尔驾驶U-2战略侦察机在苏联上空被苏联防空部队击落，使美国军方认识到有人驾驶侦察机已经越来越不安全，研制无人侦察机迫在眉睫，更重要的是军方和工业界很快就此达成了共识。
凯利·约翰逊，臭鼬工厂的教父级人物，当时主要全面负责洛克希德公司A-12侦察机的研制和生产工作。虽然以当时的技术标准衡量，A-12的各项设计和综合性能已经非常先进，但是凯利·约翰逊已经感觉到，A-12的机体太大，内部结构太复杂，所以它根本不适合用作无人侦察机。不过，使用A-12已经成熟的技术，制造一种机体更小但性能与A-12相当的飞机，专门用作无人侦察机则是可行的。1962年10月，美国中央情报局联合美国空军向洛克希德公司下达了一份秘密指令，要求后者尽快完成高速、高空无人机的概念论证，随后立即投入研制。洛克希德将这项研制计划命名为Q-12无人侦察机计划，Q-12采用与A-12外翼段类似的双三角翼设计，执行任务时，Q-12固定在A-12的机背运载，导弹指定空域后将前者投放。研制过程中，Q-12的许多技术都是从A-12项目中直接拿来的，包括钛合金机体结构方面的技术。
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毫不意外，Q-12研制计划的总负责人还是凯利·约翰逊。在研制过程中，凯利·约翰逊希望未来的Q-12无人机能够使用Marquardt公司为波音的“波马克”（Bomarc）远程防空导弹研制的冲压发动机。Marquardt公司当时的制造工厂与洛克希德的工厂距离非常近，两者很快就冲压发动机问题达成了协议。Marquardt公司，他们为“波马克”远程防空导弹研制的RJ43-MA-11冲压发动机可以给Q-12使用，但是由于Q-12执行的是侦察任务，发动机的燃烧时间要更长，所以还有一些技术问题需要解决。与“波马克”导弹相比，Q-12的航程要达到数千公里，所以发动机的燃烧时间至少要达到1.5个小时，并且能够在更高的空域正常工作，除此之外，改进后的发动机还必须能够使用JP-7航空燃料。后来，经过多次改进与测试，RJ43-MA-20SA冲压发动机终于达到了设计要求。
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1962年12月7日，臭鼬工厂完成了一架Q-12缩比模型，该模型的雷达反射测试证明其雷达反射截面非常小，而风洞测试结果也显示，其飞行性能和可操纵性同样也很优秀。然而尽管如此，中央情报局对Q-12项目并不是很热心，主要原因就是当时其装备的U-2侦察机的任务范围已经大大扩展，加上速度更快的A-12，完全可以满足他们在东南亚执行秘密侦察任务的需要，所以Q-12对其来讲可有可无。与中情局相反，美国空军对Q-12非常感兴趣，认为其不但可以用作无人侦察平台，还可以用作战略巡航导弹。最终，美国空军说服中情局，在1963年3月联合授予洛克希德公司一份合同：研制全尺寸Q-12样机。Q-12的侦察设备及其导航系统都安装在一个长1.9米的“Q舱”中，侦察设备和导航系统都采用模块化设计，设备和“Q舱”结合的非常密，使之看上去相似一个完整的“气密舱”。按照最初的设计，“气密舱”在侦察任务结束后自动弹出抛向空中，而无人侦察机则按照之前设计后程序自毁爆炸。“气密舱”在空中会被特殊改进的C-130运输机探测到，并最终回收，这项技术据说是美国空军从人造侦察卫星回收舱的回收过程中得到的启发。
1963年末，该项研制计划被重新命名为“机上标签”（Tagboard），Q-12也被重新命名为D-12，用于该计划的A-12也改称M-12（D代表英文daughter，意为女儿，M代表英文mother，意为母亲），美国空军从18架A-12中抽出2架改装成M-21，机身编号分别为60-6940和60-6941。M-21，即双座型的A-12，在机身背部中线、两个垂尾之间的位置安装了一个支架，用于执行任务的D-21就安装在这个支架上，机头稍微上抬。此外，M-21后驾驶舱里还设计了一个潜望镜，便于后座的飞行员（也称“发射控制员”）更好地观察D-21及更好的操纵发射。与2架M-21相配套的是，美国空军首批订购了7架D-21用于测试飞行。
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1966年7月，M-21/D-21计划在一次事故之后被取消。此后，D-21改进之后发展出了D-21B，后者加装了火箭助推器，并由B-52H翼下挂载发射。经过一系列的飞行测试以及4次的实际应用之后，B-52H/D-21B计划也于1971年7月寿终正寝。M-21与D-21的结合飞行测试开始于1964年12月22日，1965年持续了一年。第一次结合飞行测试之后，为了保证整体的气动布局性能，D-21的安装位置进行了改动，否则的话M-21的最大飞行速度无法达到3马赫，并且在飞行过程中会损害D-21。但是，由于背载D-21导致气动阻力的增加，所以结合飞行试验中不得不打开D-21的冲压发动机，这才能能使最大速度达到3马赫，而D-21的发动机则直接从母机获得燃料，直到分开脱离。
1966年3月5日，D-21无人机第一次成功于M-21脱离，实现自主飞行。总的来说，这次母机和子机的脱离非常成功，但是脱离过程中子机在母机背上停留了数秒，而在机组成员看来，“这数秒比两个小时都要漫长”，后来凯利·约翰逊指出，这种情况是非常危险的，也是他经历过的最惊心动魄的“空中机动”，因为稍有不慎就会两机俱毁。不过，这架成功脱离的D-21在飞行了数百公里之后就坠毁了，这次事件的直接后果就是中情局和美国空军对该计划的兴趣渐淡。在这种情况下，凯利·约翰逊展开危机公关，并向美国空军保证他设计的产品一定能达到服役要求。此外，凯利·约翰逊还提出了建议，希望由更大的飞机做为D-21的发射载机，并为D-21安装助推器，提高其飞行速度。第二次飞行测试在1966年4月27进行，D-21在脱离之后一度爬升到了27400米，接近设计数据，跟重要的是其飞行速度突破了3.3马赫，尽管在飞行了2200千米之后，由于部分系统故障导致D-21最终坠毁，但是这次飞行测试还是非常成功。这次飞行测试的成功，使美国空军再次转变态度，对D-21项目兴趣大增，所以在4月底，美国空军就同洛克希德签订合同又订购了15架D-21无人机。D-21的第三次飞行测试是在1966年6月进行的，D-21按照试飞前的任务规划，飞完了整个航程，美中不足的是其任务“气密舱”在最后时刻由于电气系统故障没有弹射成功，同无人机一起自毁了。
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然而，一个月之后，于7月31日进行的D-21的第四次飞行测试却是一场大灾难。在这次飞行测试中，D-21从载机机背脱离后直接撞向了载机垂尾，导致两者全毁。在这次事故中，载机的两名飞行员虽然成功弹射脱离，但是最后落在了海面上，飞行员比尔·帕克被海军直升机救起，而后座的发射控制员雷·特里克由于救生服泄气而沉入海中。这次事件之后，凯利·约翰逊迅速叫停了从M-21机背发射D-21的飞行试验，但是他认为这对整个计划的影响不大，B-52可以成为更好的载机平台。D-21计划也因此进入了新的阶段。选定了B-52作为载机后，D-21为了能在其机翼挂载而进行了改进，改进之后称为D-21B（没有D-21A这个型号），而之前空军在1966年订购的所有D-21也都改进到了D-21B的标准。空军选出了2架B-52H进行改进，取消了两侧机翼下原本挂载AGM-28“猎狗”巡航导弹的挂架，代之以一个大型挂架，每架载机可以挂载2架D-21B。为了配合D-21B的空中发射，B-52H的驾驶舱了安排了2名发射控制员，每名控制员独立负责无人机的发射，此外载机上还增加了一套恒星导航系统，以确定无人机的空中投放位置，降低投放后无人机的飞行导航误差；机舱内新增加的温度控制系统可以使无人机在投放前的机体温度保持稳定。除了这些，B-52H还增加了一套遥控系统，在D-21B执行任务前10分钟内都可以对其进行遥控操纵。
与D-21相比，D-21B的机身下增加了一个大型火箭助推器，助推器长13.5米，重6025公斤，比D-21B还要重。为了保证投放后的飞行稳定性，助推下设计了一个腹鳍，停在地面上的时候，腹鳍可以折叠以保证不会蹭触地面。该火箭助推器的工作时间约为90秒，推力121千牛。B-52H和D-21B的联合测试从1967年9月开始，一直持续到1969年7月。第一次空中发射D-21B的测试是在1967年9月28日，不想测试过程中出现了戏剧性的一幕，D-21B意外从翼下挂架脱离，其火箭助推器在空中着火，无人机坠毁在地面上，凯利·约翰逊称此次事故“简直匪夷所思”。之后从1967年11月到1968年1月，连续进行的3次空中发射试验都取得了成功，尽管如此，凯利·约翰逊还是要求他的团队对即将进行的第四次测试做好充分准备。也许是求胜心切，D-21B的第四次发射试验失败了。之后洛克希德公司对整个计划进行了梳理，对试验过程和实验室设备进行了详细的检测和地面测试，终于在1968年6月16日进行的测试中，取得了完全成功，在这次试验中，D-21B都按照任务前的设定飞完了全程，并且携带任务载荷的“气密舱”也成功弹射。然而事情并没有就此顺利结束，此后的两次发射试验连续遭到失败，1968年底的一次试验倒是取得了成功。1969年2月，空军在夏威夷进行了一次模拟实战的D-21B发射试验，但是试验失败了，不过之后5月和6月的发射试验取得了成功。此事的美国空军已经急不可耐，他们决定让D-21B一展身手。
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J-58JT11D-20发动机测试时，几乎烧红发亮的发动机机体，美国60年前的技术仍然让人叹为观止。
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