因32架SR-71的總3馬赫任務飛行時間尚低於平均墜機間隔時間，其中12架（製造總數的37.5%）的墜機，全部發生在訓練、實戰的準備和熱身階段（為加強效果在大氣較稠密但較不穩定的中空），「正式」執行軍事掠飛任務時（在大氣較穩定的同溫層）「從未」出過大的事故。 1968年春天，U-2偵察機面對蘇聯製造的SAM-2型地對空飛彈的威脅日增，美國決定在日本沖繩嘉手納空軍基地部署4架SR-71，專責偵察東南亞地區，之後在此成立第9戰略偵察聯隊第1分遣隊，1968年4月，SR-71首度執行越南偵察任務，此後每週持續執行3次越南偵察任務。 另外其尾焰和機體熾熱，為此在JP-7燃料中溶入少量的膠體銫，以圖減弱引擎尾焰的紅外特徵。 早期的雷達匿蹤研究認為，平滑且漸縮的外形能將最多的雷達束反射至其它方向。 原先的黑鳥並沒有兩側脊線，看起來就像個放大版的F-104，但雷達工程師說服了空氣動力學專家，增加了一些風洞測試。 他們發現兩側脊線可以產生強力的渦流，在接近機身前段會產生大幅度的額外生力，於是就可以減少三角翼的裝置角，以獲得較高的安定性與較低的高速阻力，還能增加載油量以獲得更遠的航程。
MD-21在一次測試中，發射後不久的D-21撞上母機並導致發射控制官身亡的測試意外後，這個MD-21計劃在1966年被取消。 唯一保留下來的M-21與D-21B原機，在華盛頓州西雅圖的飛行博物館陳列展覽。 sr71 其兩側脊線的外形特徵本是出於3倍音速下的氣動性而設計，有訛傳其傾斜的表面可偏折雷達波，而實際為做蒙皮採用的鈦合金板由海綿鈦加工而來，微觀下有較高的孔隙率，表面非緻密的鏡面，對Ku波段雷達波仍有較強的漫反射。
sr71: 引擎
為避免重蹈U-2被擊落及機師被俘的事件重演，A-12/SR-71不再以中蘇為目標，先後轉戰於越南、中東和朝鮮；但此時並未放棄對中蘇的高空高速偵察計劃，亦專門開發了MD-21母女機（Mother-Daughter-21），試圖以縮小版的無人機延續對中蘇的3馬赫掠過式偵查。 SR71旋即停止了對朝鮮的掠過式偵查，改變戰略，重啟對蘇聯的偵察行動，於1個月後的1982年4月，第9戰略偵察聯隊向英國公尺爾登霍爾皇家空軍基地派駐第4分隊（DET-4），向日本嘉手納基地派駐第1支隊（DET-1），在每個基地常駐2架SR-71。 主要有3條航線，從日本起飛的日本海及北太平洋航線；從英國起飛向南的波羅的海航線，從英國起飛向北的巴倫支海航線。 3條航線均在公海上空飛行，並在公海上空折返；東線的SR-71可隨時進出日本領空，所有航線的SR-71一直未有進入蘇聯領空，蘇聯則會派出Mig-25、Mig-31監視。 「黑盾」行動隨後由美國空軍執行，1968年3月，3架SR-71黑鳥式偵察機「大蛇」和4個機組被派遣到沖繩嘉手納空軍基地，被命名為第9戰略偵察聯隊下屬的「第8作戰地點」（OL-8），這一代號後來又發生了三次改變，最終於1974年8月被定名為「第1分遣隊」（DET-1）。
在通過渦輪段之後（溫度稍微下降），核心與旁通氣流在此會合一同進入後燃器。 sr71 但是當黑鳥於高速飛行時，通過震波錐壓縮的核心氣流溫度會高出許多，而這時候氣流尚未經過壓縮和燃燒段，過高的溫度使得噴入燃燒室的燃料量必須減小，以免接在後面的渦輪葉片會因為高溫而溶化。 洛克希德臭鼬鼠工廠的Kelly sr71 Johnson為CIA設計的A-12牛車式是SR-71的前身。 洛克希德稱它為大天使（Archangel），但Johnson寧可用Article。 在設計案的發展中，洛克希德的內部編號隨著設計變更從A-1依序到A-11共11個構型，A-11是第一個進行測試飛行的，裝上了推力較低的J-75渦輪噴射發動機，因為原本要使用的普惠J-58引擎的開發延誤了。 當J-58終於抵達大牧場（51區），裝上飛機成為第12個構型後，編號也隨之變更為A-12，這個編號便持續使用到製造與運作。
SR71穿越狹窄的北越數十次；北越最寬處僅約200公里，每次穿越少則只有1分鐘，最多3分鐘，其間多次受到北越SA2攻擊；通常以2.65馬赫（2800km/h）較慢速度進入，遇到北越攔截時，加速至3.0馬赫（3200km/h）脫離戰場。 計劃早期的類比式進氣電腦並不總是能跟得上立即的飛行變化，若內壓力過高，且進氣錐處在不正確的位置，震波會突然在進氣口前中斷，稱為「進氣未啟動」（inlet unstart）。 這會使進入壓縮機的氣流立即停止，推力下降且排氣溫度開始上昇。
sr71: 機身
SR-71共建造了32架，其中12架在飛行事故中損失，偵察系統官Jim Zwayer是唯一殉職者，其他飛行員都順利彈射逃生成功。
- 因32架SR-71的總3馬赫任務飛行時間尚低於平均墜機間隔時間，其中12架（製造總數的37.5%）的墜機，全部發生在訓練、實戰的準備和熱身階段（為加強效果在大氣較稠密但較不穩定的中空），「正式」執行軍事掠飛任務時（在大氣較穩定的同溫層）「從未」出過大的事故。
- 而瑞典則在其回程中則毫不掩飾從正面攔截，並以射控雷達鎖定警示自己的存在。
- 利用震波錐的壓縮效果，這時候發動機轉變成為衝壓發動機的型態。
- 計劃早期的類比式進氣電腦並不總是能跟得上立即的飛行變化，若內壓力過高，且進氣錐處在不正確的位置，震波會突然在進氣口前中斷，稱為「進氣未啟動」（inlet unstart）。
- 後來黑鳥換上了新的數位進氣電腦，洛克希德的工程師們開發的引擎進氣控制軟體，能重新捕獲漏失的震波，在飛行員感覺到未啟動的發生之前就重新點燃引擎。
- D-21是全自動的無人高空偵察機，發射後飛越目標區，並在指定地點投出資料包，由C-130回收，而D-21則自爆銷毀，此無人機生產了38架，不過極易失事，還曾墜毀中國境內。
在兩個進氣口前端各有一個圓錐形、可移動的進氣錐，在地面上或次音速飛行下鎖定在最前方的位置。 原始的進氣電腦是類比式的設計，依據皮托管靜壓測量、俯仰、滾轉、偏航、攻角等等的輸入資料，算出進氣錐所需要的前後移動距離。 這麼做可以將進氣錐尖端產生的震波維持在進氣口，使氣流減速到1.0馬赫的震波為止，之後的次音速氣流就可以讓引擎使用。 這個在進氣道內進行震波的捕獲稱為「啟動進氣」（starting the inlet）。 洩氣孔和旁通門設置在進氣道和引擎艙內，以維持進氣壓力，使進氣道能持續地「啟動」。 在3.2馬赫巡航下，進氣壓力的增加估計提供了58%的可用推力，壓縮機提供了17%，而後燃器提供了25%，這時幾乎就是SR-71的最佳設計點。
sr71: 高速性と操縦性
在同樣保持無線電靜默的情況下，6架米格-31升空預伏在預想SR-71航線的低空，當黑鳥接近時，這些米格-31以驚人的爬升速率從各個方向躍起逼近SR-71，並打開射控雷達鎖定SR-71；SR-71儀器板上接收雷達照射以指示各個方向威脅的告警指示燈驟然「像聖誕樹一樣亮了起來」。 但因SR-71仍處於公海，這些米格-31並沒有真的發射飛彈。 美國對蘇聯此次攔截表達的強烈信號表示了解，從此終止了SR-71巴倫支航線的飛行。 SR-71A原型機在1964年12月22日首次試飛，首架SR-71B雙座教練偵察機在1966年1月7日進入加州比爾（Beale）空軍基地的第4200戰略偵察聯隊（後改番號為第9戰略偵察聯隊）服役。 1990年1月26日，由於國防預算降低和操作費用高昂，美國空軍將SR-71退役，但在1995年回役，並於1997年展開偵察任務，1998年SR-71除役。
SR71教練型，機背上的液體痕跡是空中加油後加油管離開加油口時灑出來的燃油，機翼上的則是在非巡航空速下，從黑鳥專用油箱存有的數十個裂縫洩露出來的，高速飛行時的高溫則會封閉，因為是特殊燃油所以不會造成危險。 一種標準的反制之道是讓另一邊的進氣錐移動而造成刻意的未啟動，以停止偏航狀況，讓飛行員能進行再啟動，完成後就可以重新加速並爬昇到計劃的巡航高度。 SR-71的機身大部份都是鈦，而這些鈦還是在冷戰高峰期從最大生產國蘇聯方面得到的，洛克希德用各種可行的偽裝方法防止被蘇聯政府得知這些鈦的用途。 [來源請求]為了降低成本，他們使用的是可在較低溫度軟化而較易加工的鈦合金，完成的飛機會塗上暗藍色（趨近黑色），以加強熱輻射冷卻與高空的偽裝效果。 A-12/SR-71與同期各種高超音速飛機相比，主要採用了2個新技術，鈦合金機身、半衝壓引擎，帶來高空高速特性，也帶來一系列的問題，本節各條目存在相關性。
sr71: 高速性と操縦性
臭鼬鼠工廠的進氣系設計師Ben Rich常說壓縮機「使進氣活躍著」（pumps to keep the inlets alive）。 sr71 由於飛行中的高溫與空氣阻力，機身鑲板可能會掉落，機身也會熱膨脹好幾吋，機身的校準必須以高速狀態為準。 加上燃油密封系統不能承受高溫下的大幅度膨脹，專用的JP-7燃油會在跑道上起飛前，以及進行空中加油時發生洩漏。 飛機降落後會有好一段時間沒有人能靠近，座艙罩會高達攝氏300度以上。 瑞典空軍在冷戰高峰10餘年間，對美蘇在波羅的海上空軍事行動有詳細的雷達監控記錄，面對這種不禮貌的行為，瑞典人並特製了Saab-37攔截戰術；當測得SR-71將不可避免會侵入本國領空時，即出動2架Saab-37戰鬥機，攜帶RB-71天閃飛彈，在地面雷達引導下，躍升至預測的SR-71返程航線附近，在SR71通過時的最接近點，以射控雷達鎖定SR-71，並模擬以RB71進行one shot攻擊以示抗議。
- 60年初期，中蘇防空體系逐步增強，共擊落6架U-2高空偵察機(蘇聯1架/中共5架)，A12/SR-71作為以高速彌補U-2不足的方案，獲得美國政府的全力支持，於60年代中期完成，A12/SR-71服役。
- 主要有3條航線，從日本起飛的日本海及北太平洋航線；從英國起飛向南的波羅的海航線，從英國起飛向北的巴倫支海航線。
- 洛克希德臭鼬鼠工廠的Kelly Johnson為CIA設計的A-12牛車式是SR-71的前身。
- 一種標準的反制之道是讓另一邊的進氣錐移動而造成刻意的未啟動，以停止偏航狀況，讓飛行員能進行再啟動，完成後就可以重新加速並爬昇到計劃的巡航高度。
- 熱膨脹會使平滑的蒙皮撕裂或捲曲，而將蒙皮做出皺摺讓它能向垂直方向伸展，避免應力過強，同時也增強縱向強度。
- 其兩側脊線的外形特徵本是出於3倍音速下的氣動性而設計，有訛傳其傾斜的表面可偏折雷達波，而實際為做蒙皮採用的鈦合金板由海綿鈦加工而來，微觀下有較高的孔隙率，表面非緻密的鏡面，對Ku波段雷達波仍有較強的漫反射。
1973年10月第四次中東戰爭期間，SR71一方面侵入中東多國拍攝地面軍隊部署，另一方面也侵入以色列領空進行空氣塵埃採樣並發現以色列秘密往自製Jericho彈道飛彈安裝了核彈頭，其間以色列以F4發射響尾蛇飛彈攻擊未果。 後來黑鳥換上了新的數位進氣電腦，洛克希德的工程師們開發的引擎進氣控制軟體，能重新捕獲漏失的震波，在飛行員感覺到未啟動的發生之前就重新點燃引擎。 SR-71的機工們有責任精確地調整數以百計的前部空氣旁通門，這對控制震波、防止未啟動與增強性能有一定的幫助。
採用了半衝壓引擎，效率高於早期B-58、同期XB-70轟炸機和米格-25攔截機。 即便如此，在這0.1秒的戲劇性變化中機師經常因劇烈的晃動導致頭盔撞在狹小的座艙蓋上茫然不知所措，甚至因為頭盔在1秒內在座艙蓋內來回反彈，以至於事後生還提交事故報告時，時有無法確定頭盔最先撞在哪側而無法確定是哪側引擎熄火所致。 所以機師須以試飛員標準嚴格選拔，極力避免熄火發生，後期甚至要求「已婚男性」是參選機師的先決條件，性格需沉穩沒有衝動情緒（不過這只是紙面上的約定，實際執行中仍同意未婚機師參加測試，因此當時在機師中流傳著一個笑話，既然空軍指明只要已婚機師卻同意未婚機師參加測試，是否意味著未婚機師在測試通過後空軍會為其指派一名妻子達到規定條款）。 無論如何這表明SR-71的穩定性堪憂，因蘇聯在古巴危機、KAL 007班機等事件中堅守避免在國際空域開火，黑鳥更需擔心的是自家機師在情勢壓力下不按洛克希德根據概率計算制定的程序操作，導致成為驚弓之鳥發生飛行事故，因此要機師在公海上能沉著應對，小心操作避免引擎熄火，導致黑鳥機動性極低，全速飛行時一般迴轉直徑需260公里，被戲稱調頭「可橫跨整個加州」。
瑞典空軍使用Saab-37戰機對SR71總共進行了52次這種警告性正面逼近式攔截，瑞典空軍對此有文件檔案記錄；蘇聯、瑞典均無意擊落SR-71，卻具驅趕意圖。 1966年1月7日，首架SR-71B雙座教練偵察機(編號 )交付給1965年成立的美國空軍第4200戰略偵察聯隊；1966年6月25日，第4200戰略偵察聯隊改稱為第9戰略偵察聯隊，下轄第1戰略偵察中隊及第99戰略偵察中隊。 J-58另外一項特點就是他可以算是混合噴射發動機：他是在一具衝壓發動機內部再加上一具渦輪噴射發動機。 進入發動機的空氣先是被震波錐壓縮（同時氣流溫度也會上升），接下來氣流被分成兩道：一部分進入壓縮風扇（核心氣流），其餘的經由旁通管直接進入後燃器（旁通氣流）。 通過壓縮風扇的氣流會進一部的壓縮（同時溫度也進一步的上升），燃料與壓縮氣流在燃燒室混合燃燒，這時候氣體溫度達到整個階段的最高溫，僅僅略低於渦輪葉片開始軟化的溫度。
A-12/SR-71上使用了大量當時的先進技術，如半衝壓引擎，鈦合金機體，低可偵測性設計，A12/SR-71是美國第一代低雷達反射截面積飛機。 sr71 雖然這些當時尚未成熟的新技術給早期A12/SR-71帶來諸多麻煩，造成38%墜機事故，經大幅改良的SR-71被稱「黑鳥」仍因此困擾多年，如燃料泄漏和引擎易熄火等問題，作戰任務操作不便，也由於時代科技水平限制無法在雷達面前匿蹤，但於60年代中期率先達到同時代領先的高速，能以3馬赫擺脫敵機與防空導彈的追擊，曾深入中國領空，但考慮到可能引發核戰的政治風險，極少進入蘇聯領空。 當年蘇聯任何的戰鬥機包括Mig-25與Mig-31在內的高速攔截機都不能超過A-12/SR-71黑鳥的最高達3.5馬赫的飛行速度與近三萬公尺的飛行高度，2年後，隨著蘇聯5倍音速SA-5地空飛彈和號稱達3.2倍音速高速攔截機Mig-25相繼服役（其後由於叛逃日本的飛機結果發現這只是把引擎燒毀産生的極速），美國覺得A12/SR-71面對新的威脅，隨即停止在蘇聯周邊偵探。 另由於七十年代中後期中美關係改善，中美合作抗蘇、美國對蘇偵察連進駐中國東北及疆蒙，故此即使在攔截機與地對空飛彈均比蘇聯歐洲地區低一級的遠東地區也不再進行偵測，同時A-12也停止進入中國領空。 此外，由於衛星技術的發展，需冒險深入敵國偵測的任務不多，故此進入八十年代已甚少使用。
即使採用了大量的匿蹤技術，但是因為其在高速飛行時候巨大的紅外特徵，因此它實際上不具備完全匿蹤功能，但是依賴它的高速，SR-71成功的擺脫了上千次針對它的攻擊，其中絕大部分都來自前蘇聯的飛機和對空飛彈。 由於先進的設計、性能、與其高度機密性，吸引了不少狂熱者的喜好，某些陰謀論者認為它真正的能力並沒有顯現出來。 大多數航空迷依結構與空氣動力的承受度，推測它最大可以飛到3.3馬赫以上，不會超過3.44馬赫。 特別是他們引證壓縮器最大進氣溫度是427 °C（800.6 °F），這已經超過3.3馬赫，而3.44馬赫則是引擎會產生「未啟動」的速度。
由於突然失去一半動力造成兩邊推力大幅度的不對稱，進氣未啟動會造成向一邊的狂暴的偏航。 SAS、自動飛控和手動控制得與不預期的偏航格鬥，但經常造成另一邊引擎氣流的減少，並造成共振失速（sympathetic stalls），結果是立即地反向偏航，常常也發出巨大的爆聲。 飛行員與偵察系統官偶爾會經歷到他們的壓力服頭盔撞上座艙罩，直到未啟動平息下來的狀況。 SR-71被設計為具有非常小的雷達反射截面（radar cross-section，RCS），這是早期的匿蹤設計。 所以諷刺的是，SR-71在聯邦航空總署（Federal Aviation Administration，FAA）的長程雷達上是最大的目標之一，在幾百哩外就能追蹤。
由於強力渦流在高攻角時可延緩失速，落地速度也可以減低，還可進行高G迴轉直到引擎熄火。 兩側脊線的作用類似近代戰鬥機用以提昇機動力的翼前緣延伸，在風洞測試發現這點後，原本許多早期設計構型中都具有的前翼就不再需要了，這樣的設計仍然出現在許多最新型的匿蹤無人機上，例如黑暗之星、掠食鳥、X-45和X-47等，讓它們允許無尾翼設計而兼具安定性與匿蹤性。 1986年6月3日，蘇聯對仍不時進入巴倫支海公海的SR-71精心策劃了一場伏擊。
A-12共建造了18架，其中3架被轉用為YF-12，也就是F-12攔截機型的原型機。 後期因越南離泰國很近，且最寬只有不到200公里且防空力量不足，後改為以泰國Korat為基地，不灌滿油起飛，穿越寮國及北越後，如必要則在北部灣上空加油並迴轉，從越南南方返回泰國Korat基地，簡化了操作流程。 因以上2個新技術，黑鳥獲得了一次加油後可1小時15分鐘連續3.2倍音速飛行的特性（在油箱止漏並灌滿後，通常需在熱機狀態下以空中加油達成）；同時也存在準備時間長，任務流程複雜，機動能力極低，事故率高的特點。 全系列50架的總共飛行時間53490小時，平均每架每年飛行約36小時，考慮到38%的墜機率，實際要高於這個數字；10萬飛行小時墜機率35.5架，平均墜機間隔2815飛行小時。 45架A-12/SR-71在將近30年的生涯中，總共執行了2752小時的3馬赫任務飛行，略低於平均墜機間隔時間，其它飛行時間均在訓練中或執行任務的路上；壽命最長的黑鳥 號，總共完成了2981飛行小時，略高於平均墜機間隔時間。
部份SR-71在機身中心附近有紅色的警示條，以防止維修人員不慎破壞蒙皮，因為這裡的蒙皮薄而易破，很大一塊區域的下方都沒有結構樑提供額外支撐。 要注意的是J-58在非機密的測試中從未測出超過3.6馬赫以上的測試台數值。 縱觀SR-71的歷史，先進與機密的本質，加上沒有正適航的SR-71，除非實際飛行中曾經達到，否則真正的設計限度可能永遠無法得知，這些條件無疑地使SR-71始終被謠言與謬誤環繞著。 同時因在同溫層飛行，大氣環境穩定，因此拉出的凝結雲遲遲難以散去，尾跡有時長達上百公里，此時很容易被氣象雷達探測到，被航空交管ATC稱為「最明顯的目標」。 黑鳥使用的J-58發動機是可以持續使用後燃器的軍用發動機之一，當飛行速度愈高的時候，發動機的效率也隨之提升。
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