砺道智库2025年11月18日

图：一架波音KC-135Q同温层加油机正在为洛克希德SR-71黑鸟侦察机进行空中加油（图片来源：维基共享资源）

美军的黑鸟系列飞机以当时喷气式飞机闻所未闻的高度和速度飞行，因此需要一种具有独特性能的燃料才能在极端条件下飞行。

历史上，洛克希德的A-12、M-21、YF-12A和SR-71的飞行速度都超过3马赫，会将燃油温度加热到350度。由于没有隔热油箱，这些飞机需要一种闪点极高的燃油，这种燃油在极高的温度和压力下不会汽化或爆炸。当时的喷气燃料无法在这种环境下使用，因此必须研制出一种新型燃油。除了作为飞机燃料外，这种新型燃油还需被用作内部冷却剂，冷却飞机的关键部件。

飞行燃料箱

耗油量巨大的洛克希德SR-71侦察机共有六个油箱，燃油容量超过8万磅。这些油箱位于机身和机翼内，总容量为12219加仑。SR-71的两个座舱内均设有大型燃油量表。

除了为两台普惠JP-58发动机供油外，这些燃料还用于冷却飞机及其部件。SR-71的温度控制阀确保将温度最高的燃料输送至发动机，而温度最低的燃料则用于维持收起式起落架、液压系统、航空电子设备和其他系统的适宜温度，包括保持客舱内的温度舒适。

SR-71的自动燃油输送系统确保燃油以维持飞机在超音速飞行时的重心的方式消耗。当飞机返回亚音速飞行时，SR-71的飞行员可以手动控制前向输送燃油。总体上讲，一套由16台离心式、燃油冷却式、交流电驱动的电动燃油增压泵组成的系统，将SR-71的燃油输送到发动机，并通过左右歧管流经热交换器。

图：在美国加利福尼亚州帕姆代尔的黑鸟航空公园，一台普惠J58喷气式发动机与洛克希德SR-71A SN 17973一同展出（图片来源：维基共享资源）

SR-71的发动机驱动泵提供1800磅/平方英寸（psi）的循环燃油，用于驱动多个发动机部件，之后燃油返回飞机燃油系统燃烧。其部分部件用于控制加力燃烧室喷嘴和控制双位进气导叶的位置。

SR-71的液氮储存在位于飞机前起落架舱内的三个杜瓦瓶中。所有燃料箱都充入氮气，压力比环境压力高出1.5磅/平方英寸（psi），迫使环境空气排出。SR-71的燃料箱内燃料上方的空隙会被气态氮占据，从而防止自燃。此外，当SR-71下降到高气压高度时，氮气还能防止压力挤压空燃料箱。

一种新型燃料

SR-71的的燃料，喷气推进剂7号（Jet Propellant 7，简称JP-7）由化学家克拉伦斯·布朗·艾希曼（Clarence Brown Eichman）于1955年为普惠公司J58发动机研制，并由壳牌石油公司按照普惠公司PWA-535规范和美国政府MIL-DTL-38219规范生产。J58发动机最初是为海军飞机开发的，后来被用于美国中央情报局（CIA）的洛克希德A-12侦察机以及之后洛克希德系列的其他飞机。一些资料还将J58与XB-70“瓦尔基里”轰炸机项目联系起来。

美军的MIL-DTL-38219规范，规定了一种在室温下不引起恶心且“水白色、洁净明亮”的燃料。此外，该燃料还需具备高闪点和高热稳定性。该燃料还被用于发动机液压系统，并作为飞机各种部件的散热器。其他要求还包括该燃料不得分解并在燃油系统中沉积焦炭和清漆。为了最大限度地减少传递到燃烧器部件的热量，该燃料还需具有高亮度值（火焰指数亮度）。

图：洛克希德SR-71侦察机使用的J58发动机正在进行发动机试车。发动机固定在地面上，处于全加力燃烧状态，部分部件炽热发光（图片来源：维基共享资源）

JP-7的独特之处在于它并非馏分燃料，而是由极低浓度的苯或甲苯等高挥发性成分与少量氧、硫或氮杂质混合而成。它可在极宽的温度范围内使用，从高海拔的极寒环境，到黑鸟侦察机超音速飞行时未隔热油箱内产生的高温环境均可适用。JP-7主要成分为碳氢化合物，并添加了氟碳化合物以增强润滑性能。此外，它还含有一种名为A-50的化合物，有助于掩盖尾焰的雷达信号。

这种燃料的熔点为零下22华氏度，沸点约为550华氏度。闪点为140华氏度，据说即使点燃的火柴掉落在此种泄漏的燃料上也不会被点燃。燃料专家会使用带有本生灯（以煤气为燃料的加热器具）的专用工具包来确保JP-7的闪点符合标准。

图：绿光表明三乙基硼烷（TEB）在JP-7燃油点燃前发生爆炸。TEB储罐中储存的化学品足以支持主发动机或加力燃烧室部分多达16次的启动/重启（图片来源：美国空军）

为了点燃该燃料，黑鸟侦察机在J58发动机顶部安装了装有三乙基硼烷（TEB）的小型气瓶。TEB即使在氧气含量极低的空气中也能燃烧，用于点燃主发动机和加力燃烧室。TEB爆炸后，会引燃JP-7燃料。气瓶容量为一品脱四分之一，足以启动/重启发动机或加力燃烧室16次。TEB爆炸启动发动机时会产生明显的绿色闪光。

除了难以点燃外，JP-7还会腐蚀油罐车软管和油箱的内衬。因此，需要采用特殊工艺，用JP-7反复冲洗这些部件，以溶解内衬，确保黑鸟飞机使用的燃料不受污染。

飞行加油站

由于JP-7燃油的特殊性，以及黑鸟侦察机需要空中加油，因此美军需要一架加油机来负责运输燃油和加油作业。波音的KC-135同温层加油机经过改装，在油箱之间加装了特殊的管道，使得JP-7和JP-4燃油可以在不同的油箱之间调配。这使得KC-135的JP-4与JP-7燃油完全隔离。美国空军几乎所有飞机都使用JP-4燃油。总共有56架KC-135被改装成KC-135Q型，用于加油JP-7燃油，其中一些后来又改装成KC-135T型。

图：1994年，一架SR-71B“黑鸟”侦察机（教练机版，双座驾驶舱设计）飞越加利福尼亚州南部的内华达山脉。（图片来源：维基共享资源）

KC-135Q的机组人员接受过无线电静默通信的专门训练。加油机和黑鸟侦察机上都安装了一种名为ARC-50的专用无线电，它允许使用可变功率发射机进行编码通信。一旦两架飞机设置到相同的频率并输入正确的代码，彼此之间的距离和方位就会显示在对方飞机上。空中加油操作员必须持有相关证书才能为SR-71进行空中加油。此后，一些麦克唐纳·道格拉斯KC-10也被用于相关的空中加油。

如果没有加油机的支援，SR-71的航程将非常有限；其大多数任务至少需要一次空中加油，而且往往需要多次加油。必要时，加油机甚至可以在地面上使用输油软管为“黑鸟”进行空中加油。

图：一架SR-71侦察机接近KC-135Q加油机进行空中加油（图片来源：维基共享资源）

JP-7的最后一次亮相

除了A-12、M-12、YF-12A和SR-71系列飞机之外，JP-7燃料仅用于另一种飞机，即配备普惠SJY61超燃冲压发动机的波音X-51A“乘波者”实验飞机。X-51A是美国空军的无人测试验证机，共制造了四架。

图：美国空军发布的波音X-51A乘波者飞机飞行图（图片来源：美国空军）

由波音B-52轰炸机携带升空的“乘波者”飞行器，首先依靠固体火箭助推器加速至4.5马赫，随后被抛弃。之后，超燃冲压发动机接管动力，燃烧乙烯点燃的JP-7燃料。在2013年5月1日的最后一次飞行中，该飞行器加速至5.1马赫，飞行距离超过230海里。

这是JP-7燃料的最后一次亮相。至此，JP-7消失在历史的舞台上。