洛克希德U-2侦察机（英文：Lockheed U-2，外号“蛟龙夫人”，Dragon Lady），是美国洛克希德公司为空军研制的一种单座单发高空侦察机。U-2能不分昼夜于70,000英尺（21,336米）高空执行全天候侦察任务，在和平时期、危机、小规模冲突和战争中为决策者提供重要情报。此外亦用于电子感应器研发、确认卫星资料和校准。虽然首飞至今已经五十多年，但U-2仍然活跃于前线 。
U-2生产线曾于20世纪80年代重新启动。2005年12月23日由美国国防部核准的预算文件中要求U-2最晚于2011年全部退役，并于2007年年初将部分U-2退役。U-2的使命将会由诺斯罗普·格鲁曼公司制造的“全球鹰”无人机和侦察卫星取代。但由于“全球鹰”至今还未能全部完善，U-2退役计划被再度推迟 。
U-2于1955年8月秘密完成首飞。1956年开始装备美空军。美国空军和CIA用来侦察敌后方战略目标，如今仍可作为战术侦察机。几十年来曾征战全球，侦察过苏联、古巴、朝鲜、中国、越南等国家，但是也有15架在敌国的领空被击落。
20世纪50年代初，东西方之间的对抗不声不响地开始了。由于传统研制U2的洛克西德-马丁公司“臭鼬工厂”的情报收集手段不能满足要求，苏联人的远程轰炸机、弹道导弹、潜艇和核武器等重点研制计划从西方世界的视野中彻底消失了。美国迫切需要获得苏联重点国防建设方面的情报，所以，美国军方准备着手研制一种新型高空侦察机。
1955年7月24日，U-2的001号原型机由一架C-124运输机从伯班克秘密运至“大农场”试验基地。8月4日，托尼·勒维尔驾驶飞机进行了首飞，并打破了由英国人保持的22707米升限的世界记录。
J57发动机
虽然U-2的试飞很顺利，但在降落时还是出现了问题。更严重的问题出现在9月22日，U-2在19500米的高空飞行时，J57发动机第一次出现了空中熄火的故障，重新启动后发动机恢复工作，又飞行了2 0千米。
J57发动机
但在飞机下降到18000米高度的时候，发动机再次熄火。这次一直下降到1 0000米的时候，发动机才恢复正常。要知道，设计制造一套能够在高空中连续安全运转八九个小时的动力装置并非易事。在新发动机换装之前，在17000～20000米的这段高度内又多次出现了类似的故障，U-2试飞员把这段距离戏称为“不毛之地”。
由于飞越苏联领空的任务是极端危险的，所以美国中央情报局最初想雇佣一些外国飞行员来执行这些任务。这样即使是在敌方上空被击落了，美国也可以把责任推得一干二净。但找不到符合要求的外国飞行员，中情局不得在美国空军寻找飞行员。经过挑选定下的人与中情局签订为期2年的服务合同，从军队退役加入到U-2侦察机项目中。为了保密，这些人对外的身份是洛克希德公司的雇员。所有飞机、情报传感器和生命保障系统的维护工作聘请非军方技术代表完成，高空侦察目标的选择和任务计划则由中央情报局控制下的位于华盛顿的项目司令部下达。
U-2在设计上采用了全金属悬臂中单翼，使用洛克希德公司的专门翼型。机身为细长的圆截面全金属半硬壳薄规格蒙皮结构，后机身两侧有液压操纵阻力板。悬臂全金属结构尾翼为正常布局，平尾可由液压操纵绕前缘改变安装角。由于机身细长，采用了独特的双主轮自行车起落架，主轮与尾轮均向前收入机身。可拆卸的机鼻、驾驶舱后的机舱内及机翼下的设备舱内，装有通信、导航、着陆仪表等系统。由于只装了一台喷气发动机，所以U-2侦察机的爬升速度比民用客机还要慢，驾驶时也需要更多的耐心。
另外，U-2上装有高分辨率摄影组合系统，能在4小时内、在15000米高空，拍下宽200千米、长4300千米范围内地面景物的清晰图像，并冲印出4000张照片用于情报分析；可以安装合成孔径雷达，穿透遮障侦察浅层的地下设施；还可以安装全景摄影、多光谱分析仪，以及能接收雷达信号、通信信号的电子侦察设备等。U-2侦察机虽然没有配备任何武器系统，但是它能在导弹来袭时撒出干扰金属箔片来干扰导弹、保护自己。
由于U-2侦察机的飞行高度让人叹为观止，所以也被洛克希德的工程师们起了“天使”的昵称。在总体设计过程中，凯利·约翰逊遇到了难题，即如何在油箱容量和结构重量这两方面找到合适的平衡点。为了能够执行长距离的飞行任务，U-2不得不携带大量的航空燃料，但由此增加的重量却让它不能飞到规定的安全高度。所以在U-2最初型号的设计中，约翰逊不得不对飞机结构进行大规模的减重，一些一时半会还用不上的设备在设计中被去掉，一些设备的功能也被简化。如安装在U-2侦察机上的驾驶员座椅最初没有安装高度调节装置，如果由身材矮的飞行员驾驶飞机，就不得不在座椅上垫羊毛毯来增加高度。
U-2侦察机使用的航空燃料也必须重新研制。普通航空燃料不可能在20000米高空正常使用，新型燃料则是一种特殊的低挥发、低蒸发压力的柴油。由于是在高空中长时间飞行，所以加压服的研制也很重要。早期的MC·2和MC一3型局部加压服，飞行员穿上后会很不舒服，特别是手腕和脚踝处，那里是局部加压服的缝合处。飞行员穿上加压服后，吃饭、喝水也成了大问题。第一代加压服没有考虑到飞行员如何“方便”，后来改为插入导尿管进行排尿，再后来改为用一种外置的水囊来排尿，这样飞行员才稍微舒服了些。为了减少消耗，飞行员往往在飞行任务的前一天吃少量富含高蛋白质的食物，避免在执行任务时内急。另外，无论在何种情况下，飞行员都只从他的头盔中获得氧气。U-2项目在加压服方面所取得的成果，对于后来美国的载人航天计划有着很好的借鉴作用 。
美国空军的U-2侦察机每6年或4000飞行小时就要进行一次定期基地级维修（PDM）。这项维修工程需要拆掉飞机的机翼和尾部，拆掉所有内部设备，用塑料喷丸除掉油漆，检查机身是否腐蚀或存在结构损坏。
U-2高空侦察机最拿手的本领是高空照相，机上装有长焦距航空相机，相机内装有宽20厘米、长2500米的底片，可以持续九小时多角度拍摄地面目标。据说，只要飞12架次，就能拍摄整个美国。U-2高空侦察机照相的清晰度很高，在18000米的高空，地面人员的活动可以清晰地显示出来。此外，U-2高空侦察机还装有先进的电子侦察设备，不仅能侦察到对方陆空联络、空中指挥的无线电信息，还能测出对方的雷达信号。
U-2飞机采用常规布局，机翼为大展弦比中单翼，其动力装置为一台J57（推力为48.9千牛）或J75-P-B发动机。飞行时高度是25,000m以上的平流层，是普通飞机的2倍以上。飞机外表为了避免反射阳光涂成黑色，并加大机翼使其具有滑翔机特征，飞机在起飞时机翼两端有补助圈滑器，着陆的时候机翼端做为地面接触先着陆，后补助器滑行移动。在巡航高度（70000英尺）飞行时最高速度与失速速度仅相差18km/h，被认为是最难操纵的军用机。
J75发动机
为了减轻结构重量，机身全金属薄蒙皮结构，机身十分细长，也导致了U-2具有明显缺点。在1969苏联红军使用地对空导弹攻击时，导弹在飞机附近爆炸，爆炸产生的气浪导致飞机坠落，在坠落前飞机已被严重破坏。飞行员穿有特殊的增压服，根据报道增压服为宇航员用服装，具有生命维持装置。
8台照相侦察用全自动照相机，胶卷长3.5千米，可将200千米宽5000米范围的景物拍成4000张照片。
4部电子侦察雷达信号接收机，无线电通信侦收机 ，辐射源方位测向机和电磁辐射源磁带记录机。
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