CP-140“曙光女神”高超音速侦察机,又名“极光”是美国继SR-71“黑鸟”战略侦察机之后新一代战略侦察机。尽管美国官方一再否认该机的存在,但有越来越多的证据表明该机已存在多年。
20世纪80年代中期,美国空军和太空总署已经开始了曙光女神的一些研究计划,尽管这些研究并没有产生实际的结果,但是他们为曙光女神提供了一种有潜力的外形和能力。
1985年2月,美国向国会提出的1986年预算报告中,包含了一份非机密的武器采购文件。其中“战略侦察”分类中,正好在U-2侦察机改良型:TR-1的项目之下,有一个名为“曙光女神”的项目引起外界的兴趣。
资料表明,曙光女神计划1987年开始进行,1989年首飞,1995年开始投入使用。
据现有的资料表明,“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。
“绳结凝结尾”的出现表示飞行具的喷气并不是持续不变的,而是间歇排出的。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,那就有可能产生“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”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。
组合循环发动机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。
曙光女神所使用的燃料为液态甲烷。作为F-111战斗轰炸机专门涂成黑色以密集队形进行起降和飞行,来迷惑民用雷达以掩盖曙光女神的踪迹。