SR71黑鸟侦察机和它的前身A12牛车、以及驮载D21无人机的M21母机，是人类航空史上的奇迹，它们虽然在50多年前就面世了，但是外形和性能即使在今天看起来依然非常科幻，以至于很多人认为它们是美国在获得外星技术之后的产物，而实际上，它们是100%的地球土特产，这一点从SR71的发动机上就可以看出。
SR71安装了两台普惠公司的J58发动机，它有一个特殊的名字，叫做涡喷冲压变循环发动机，这是SR71之所以能以超过3马赫的速度持续飞行的关键所在。
从外形上看，其实J58挺普通的，但是在它的身上，蕴含了美国航空工业许多天才设计。要知道，J58在1958年第一次试车时，距离人类实践喷气飞行只有短短十几年，那时人类对于超音速流体的理解，对材料的理解，加工能力跟现代科技不可同日而语。而即使是现代，也只有一两个国家能够造出和J58同级别的发动机。
我们首先科普一下什么是涡喷发动机，什么是冲压发动机。涡喷发动机是最简单最基础的喷气发动机，工作原理很简单，就是把空气先吸进来，再对其加压，喷油燃烧，用高温高压的气体推动涡轮，再把高速的气体喷出去形成推力。
而说到简单，冲压发动机可能更简单，因为它连压气机都省掉了，当飞机在超音速飞行时，进气锥会形成激波，空气被激波剧烈压缩，导致根本不需要经过压气机的压缩就可以直接点燃，再通过收敛扩张超音速喷嘴把燃烧产生的热量转化为动能，形成推力。
因为没有压气机的存在，所以也不需要有涡轮机来推动压气机了，这极大幅提高了发动机热机效率，远远超过涡轮喷气发动机。
J58上密密麻麻的管线。不过，冲压发动机的工作前提是必须要超音速形成激波，所以要想用冲压发动机做动力，就必须要有额外的动力来完成静止到超音速的加速，或者由超音速飞行器带它到超音速状态再释放独立飞行。
J58发动机最显眼的是它的三根粗管子，其实另外一侧还有三根，一共六根，它们就是变循环的核心。
当黑鸟的飞行速度低于音速时，变循环管道是关闭的，它工作起来就像一个普通的带加力燃烧室的涡喷发动机。吸气，压缩，燃烧，推动涡轮，在加力燃烧室二次燃烧，喷气。
当黑鸟超音速飞行时，变循环管道会根据飞行速度将核心气流从涡轮压气机中部抽出，在加力燃烧室前部直接注入。
当黑鸟在极速3.2马赫巡航时，绝大部分的压气工作都是由超音速进气道完成的，绝大部分气流都是经由变循环管道直接被注入加力燃烧室而不经主燃烧室，这极大幅提高了燃油效率。
这也就是为什么黑鸟在极速飞行时反而最省油。J58发动机上的一个部件，跟缝纫机上的飞轮一样，你知道它是什么吗？
除了变循环管道以外，普惠的工程师们做了非常复杂又极其高效的气流管理系统。首先J58的进气锥可以前后移动66厘米，来配合不同飞行速度。
此外普惠的工程师做了一个极其天才的设计，J58的进气锥最粗处，开了一圈网状吸气孔，在这个位置把超音速流体的附面层吸出，然后再通过内道在进气道尾部向环境中排出，否则这里由于气流太快会形成非常大的分离气团，这会极大影响此处激波组合，降低进气道压缩效率。
而在黑鸟起飞时，由于没有超音速激波压缩进气，导致进气量非常低，这个神奇的气道反过来工作，从环境额外吸气，通过附面层抽吸的网状孔将额外的空气注入核心气流，增大了进气量！这就是SR71黑鸟侦察机能够以超过3马赫的速度持续飞行的秘密所在。