D-21无人侦察机无人侦察机（英文：D-21 Reconnaissance Drone）是美国在20世纪60年代末期研制的一型高空高速无人侦察机。

1960年5月1日，美国U-2高空侦察机在深入苏联腹地进行情报侦察时，被萨姆-2防空导弹击落。飞行员弃机跳伞逃生，落地不久被俘。U-2事件，使得刚刚有所缓和的美苏关系重新恶化，导致了美苏巴黎最高级别会议的破裂，并且使这两个超级大国自戴维营会谈以来关于柏林问题的进展无果而终。

为了避免类似尴尬局面，美国开始探索使用无人驾驶侦察机在极危险空域进行侦察活动的技术。洛克希德公司下属的“臭鼬工厂”正在研制能够以3倍音速飞行的A-12侦察机。军方提出了用A-12改装成高空高速无人侦察机的建议。A-12的总设计师认为，A-12高空高速侦察机本身太大太复杂并不适合改装成一种无人侦察机，但是通过其设计思路和应用的技术可以制造一种同样适合此类任务的小型无人侦察机，它可以通过A-12携带和发射。

1962年10月，高空高速无人机研制项目正式启动，初期编号为Q-12，整个项目为绝密级别。与当时其它的绝密项目一样，其资金不通过公开渠道提供，由美国空军的一个绝密项目基金资助。

Q-12项目启动，面临发动机选择问题。A-12侦察机所使用的J58-P-4变循环发动机性能优异，但过大过重，并不适合Q-12使用。研制方选择了马夸特公司为波音公司CIM-10“波马克”远程防空导弹生产的冲压喷气发动机作为Q-12的动力。但CIM-10“波马克”远程防空导弹只需要飞行几分钟，但是Q-12无人侦察机至少要在空中飞行1.5小时，比当时任何冲压喷气发动机的运行时间都要长。工程师对发动机做了一系列改进，改进后的发动机被命名为RJ43-MA-11。

1962年12月7日，“臭鼬工厂”的工程人员开始对Q-12的模型进行整体测试，雷达测试表明它有很小的雷达横截面，风洞测试也显示其符合空气动力学要求，其设计思路基本正确。但是当时美国侦察机的主要使用者--中央情报局对Q-12并不重视，而更关注U-2侦察机和A-12侦察机，认为A-12比Q-12更适合在东南亚的秘密行动。美国空军则对Q-12可以作为侦察平台和巡航导弹载体的飞行器认可。最后，空军和中央情报局决定一同开发这种全新的无人侦察机。

1963年3月，洛克希德公司被授命设计Q-12的全尺寸模型。最终设计方案于1963年10月确定，项目代号“标签”。无人侦察机的编号也由Q-12改为了D-21（D除含有遥控无人驾驶飞机Drone之意外，还含有子机Daughter之意）。而由A-12改装成的母机则被命名为M-21（M含有运载母机Mother之意）。

洛克希德公司将A-12系列飞机的最后两架按“标签”计划改装成双座型机M-21，绰号“鹅大妈”。具体改动是在A-12的后机身两个尾翼之间设置了发射无人机的支架，并在原侦察舱（Q舱）的位置设置无人机发射控制官（LCO）座舱，坐在母机后排座上的发射控制官可以通过一个类似潜望镜的设备观察和控制D-21无人侦察机。

D-21无人侦察机生产型的绰号为“袖珍黑鸟”，官方称其是在生产A-12之前作为概念验证用途的实验机。在发射前D-21是架在M-21的机背上，机首的进气口和机尾的排气口均用整流罩封闭。M-21在高速飞行时以弹道弹射的方式将D-21发射出去，然后D-21抛掉机首和机尾的整流罩，发动机点火工作并开始加速，通过事先设定的飞行路线进行侦察活动。为了减轻重量和降低费用，同时也为了保密，D-21没有设计回收功能，侦察设备和昂贵的制导系统都按照模块化设计，装在机头下面侦察设备舱中的可回容器内，在飞机完成侦察任务后，该容器可按预设程序或据遥控指令抛投在一定范围内，然后由经过特殊改装后的JC-130B飞机从空中回收，与美国空军回收间谍卫星胶卷舱的方法一样。D-21在投下可回收容器后便自动爆炸销毁。

D-21无人侦察机的RJ43-MA-11冲压式喷气发动机需要高速下启动，M-21必须在高速飞行时才能发射D-21。D-21在分离瞬间要避开M-21的垂直尾翼抛掉机首和机尾整流罩，同时M-21也要防止可能的碰撞，整个分离过程稍有不慎就可能造成灾难性的后果。

首批D-21无人侦察机共制造了6架，用于进行各项测试。

1964年12月22日，M-21搭载D-21首飞，主要研究空气动力学和其它系统问题，并没有进行发射实验。在后续试验过程中D-21问题不断，其中一次飞行中D-21的机首整流罩意外破碎脱落，碎片砸坏了D-21的部分机翼，险些酿成事故。设计人员不断修改设计方案，原定在1965年3月发射子机的实验也被迫推迟一年。

1966年3月5日，D-21无人侦察机的首次发射实验，D-21在发射之后仍在M-21母机的背上停留了几秒钟才飞出去。发射后的D-21在飞行了几百千米后坠毁。总体而言实验成功，但是空军和中央情报局却并不满意。随后D-21改为由B-52轰炸机挂载发射的方案，并捆绑固体火箭助推器将D-21加速到其冲压喷气发动机能够工作的速度。

1966年4月27日，D-21无人侦察机第二次发射成功，虽然在飞行了4000千米后因为系统故障而失踪，但是D-21达到了27400米的作战高度和飞行速度3.3倍音速的预定目标。飞行测试增强了政府对该计划的支持，并在月底与洛克希德公司签署了再生产15架D-21的合同。

1966年6月16日进行的第三次飞行测试，也是首次全程飞行测试取得了成功，问题是侦察设备舱因为电子元件故障未能正常弹射。

1966年7月30日，在第四次的发射测试中，M-21发射D-21无人侦察机后，D-21却不正常地向下飞行，把M-21母机撞成两截。飞行员和发射控制官均弹射成功并降落在海面上，但一人溺水死亡。

“标签”计划因该次严重事故而被迫中止，取而代之的是B-52H轰炸机两翼下挂载2架D-21的“高级碗”计划。为从低速飞行的B-52H上发射，需要将D-21加速到冲压喷气发动机启动速度，研制方在D-21机体下部加装了一台固体火箭助推器。改装后的无人侦察机被称为D-21无人侦察机B型（简称：D-21B，B指的是助推火箭型booster）。固体火箭助推器长13.5米，重6.025吨，比D-21本身还大还重。推进器底部的小型尾翼可保持水平并可折叠，以防止挂装时擦碰到地面。固体推进剂的燃烧时间为87秒，推力121千牛。美军改装2架B-52H轰炸机，在机翼增加大型外挂架。B-52H轰炸机的驾驶舱后部增加两个发射控制工作站和指挥、测控系统。

1967年9月28日，B-52H携带着D-21B进行了首次发射实验，助推器顺利点火，但是D-21B却从B-52H的外挂架上掉了下来坠毁。接下来从1967年11月到1968年1月进行的三次实验没有一次取得完全成功。

1968年4月30日的发射实验再一次以失败告终之后，洛克希德公司的工程师们被迫返回到设计图纸阶段，查找失败原因。

1968年6月16日，D-21无人侦察机B型的飞行实验完全成功，在飞行中D-21B按照预定的高度和路线完成了飞行任务，侦察设备舱也被成功回收，但由于是测试飞行，侦察设备舱内未装备相机。但紧接着的两次飞行实验又都失败了。仅在1968年12月的一次飞行实验取得了成功。1969年2月在夏威夷附近的发射实验又失败，但1969年5月、7月进行的两次飞行实验又相继取得成功。

D-21无人侦察机共制造38架，其中6架为D-21无人机A型（另有有两架改装成D-21无人机B型），32架D-21无人机B型。

1969年11月到1971年3月，D-21无人侦察机四次实战飞行，全部针对中国罗布泊核试验场，但四次飞行全部失败。其中前三次成功拍摄到情报照片，但均未能正常回收。而第四次则在进入中国领空后失踪。

D-21无人侦察机最终只制造了6架，制造编号为501至506，其中4架进行了试验发射。其余两架制造编号为501和502的飞机，被改装成D-21B进行了B-52H的地面和空中运载发射试验。

D-21无人侦察机B型共生产了32架，工厂生产编号为507至538，从1967年11月到1971年3月共发射了16架。剩下的16架和改装的D-21B，由驻扎在亚利桑那州戴维斯-蒙塞空军基地的军用飞机保管处理中心封存，编号也变为GTD-21B，“GT”的含义是“永久保存。

1977年这种无人侦察机才公开其身份，人们从《美军导弹和火箭目录》、西雅图飞行博物馆的展品简介等资料的只言片语中了解到了D-21的真正用途。但是直到1993年杰伊.米勒的《洛克希德“臭鼬工厂”最初的50年》一书出版后，D-21的前世今生才最终为世人所知。

D-21无人侦察机外形为箭头状，三角形机翼，前缘后掠角75°，并有加宽的椭圆形前缘边条。整机身翼融合，没有水平尾翼，没有起落架，采取机头进气。进气锥采用复杂的双折角形状。前锥角很尖以适应M3.5左右的激波特点。锥体很大，好像把进气口都堵住一样，只留周边一小缝进气，而且略向下垂。该锥体不能前后移动，是为特定飞行M数设计的。整个进气道与机身之间基本上充填燃料，起降温作用。尾喷口也不可调节。尾喷管用高压涡轮泵排出的气体通过夹层进行冷却。机体大部分为钛合金制成，机翼外侧边缘部分包括前端突出弧形部分和活动翼面（升降副翼）是用像硬纸板一样的材料制成的蜂窝结构。全机表面涂有黑色涂层。在机身中段周围和中翼部分，整体油箱蒙皮外表面先涂有一层厚约8毫米的灰色涂层，外面再刷一层黑漆，同时油箱内充填氮气。

D-21无人侦察机翼展5.80米，机长13.06米，机高2.14米；最大重量4990千克，最大速度3.35倍音速，续航距离5550千米。机首两侧有两条天线用来接收控制信号。由于飞机机体小，再加上机首和机翼前缘采用可减少电磁波反射的特殊塑胶制造，因此雷达探测困难，被称为隐形飞机。

D-21无人侦察机动力装置在机身后部，采用了美国一种防空导弹用的RJ43-MA-11冲压发动机的修改型，并备有点火用特种燃料，熄火后能重新点火。有一个喷射系统用来冷却发动机，因此可以连续工作1.5小时以上。在高空巡航时发动机最大推力约为9千牛。

D-21无人侦察机B型的助推火箭长13.5米，重约5000～6000千克，外挂在无人机腹部。火箭头部伸出到无人机机头前。为了使飞机亚音速时安定飞行，火箭尾部下有腹鳍，在地面可折起。火箭工作时间87~90秒。

D-21无人侦察机的燃油装在机身进气道四周和机翼中段的整体油箱内。发动机重约200千克，最大直径710毫米。因发动机没有旋转部分，故只用一个冲压涡轮带动，还有设备舱的增压冷却涡轮。机内有一般飞机都必须的工作系统。电源有无刷交直流发电机，由涡轮动力装置带动，还有银锌电池组和镍镉电池组。涡轮动力装置由冲压空气带动，还带动液压泵、滑油泵。排气口在机尾左侧后缘。液压系统有两套，主系统用于操纵无人机。另一套靠独立的储压瓶供压，专门用来控制主系统，保证操纵舵面不超过充许偏度，防止无人机过猛动作而损坏。该机机体设计强度很低。

D-21无人侦察机上装备自动控制系统（AFCS）、惯性导航系统（INS）、航行程序系统（ADC）及其它系统。

D-21无人侦察机的机身前下部有设备舱，舱内安装有照相机和胶片盒。照相机通过一个嵌有3块玻璃的窗口向下拍照。舱内还装有惯性导航系统（INS）、自动飞行控制系统（AFCS）和用计算机存储的航行程序系统（ADC）等主要航空电子设备。三轴速率陀螺位于无人机重心附近。设备舱连同降落伞等全重不大于360千克，其中仅照相机设备及外壳重275千克。

D-21无人侦察机约在高度8000米从B-52投下，同时D-21B的自动程序启动。投下后约1~3秒，助推火箭点火，使无人机速度能在约10秒后达到M3.2左右，随即冲压发动机点火。

D-21无人侦察机中的飞行自动控制系统（AFCS）、惯性导航系统（INS）、航行程序系统（ADC）及其它系统将按顺序起动。无人机迅速上升到24000米或更高一些，速度保持在预定M3.4。到达巡航高度后，抛弃助推火箭，D-21由点燃的冲压发动机推动保持平飞。D-21无人侦察机速度可用发动机喷油量调节推力来控制。航行程序系统ADC可预先设定航迹并以预定M数飞行。一旦到达目标区上空，照相机开始工作，到预定时间关机，然后返航至预定空域，抛投相机胶卷舱供回收。

D-21无人侦察机12次发射实验却有8次失败，成功率远小于50%，表明D-21B还远未成熟。但是美国空军和中央情报局急于将其投入实用，为了深入中国侦察核武器研制情况。

1969年11月9日，一架B-52H携带着D-21无人侦察机B型从美国阿拉斯加的艾尔森空军基地起飞，对位于中国西北部罗布泊附近的核武器基地执行侦察任务，也是D-21B首次侦察飞行。

B-52H飞到预定发射空域后发射控制官按下发射按纽，D-21B由助推火箭推送飞出。但随后D-21B却失踪了。虽然美国人坚信中国没有发现这架无人侦察机，但也无法解释为何D-21B失踪。“臭鼬工厂”的技术人员又重新检查了设计方案，并在1970年2月20日进行了一次额外的飞行测试并取得成功。

1970年12月16日，D-21B第二次飞临罗布泊上空执行对中国核武器基地的侦察任务，侦察飞行顺利，D-21B成功返航，并在太平洋上空将侦察设备舱弹出，但是降落伞出现故障无法打开，侦察设备舱被摔成碎片。

1971年3月4日进行的D-21B第三次侦察飞行完成了侦察任务，并按预定程序返回，侦察设备舱被弹出，降落伞也成功打开，但是JC-130B“大力神”飞机空中回收失败。美国海军的一艘驱逐舰试图将落在海面上的侦察设备舱捞起，也未能成功，最终设备舱沉入海中。

1971年3月20日，D-21B的第四次侦察飞行途中因电气系统出现故障，失控坠落在云南西双版纳森林里。由于热带雨林的缓冲作用，飞机残骸保存相对完好，中国军队和当地群众发现并运走飞机残骸。北京小汤山中国航空博物馆内，展出的D-21高空高速无人机的的飞机残骸，正是1971年失踪的最后一架D-21B。

1971年7月，美国尼克松政府希望通过外交努力与中国建立正常关系，终止了所有针对中国的越境侦察飞行，D-21无人侦察机B型的“高级碗”计划也宣布取消。

D-21无人侦察机B型被封存后，有四架被送到了美国国家航空航天局，在20世纪90年代末期航空航天局曾考虑用其测试混合循环动力系统（RBCC），不过很快国家航空航天局就选择了更为合适的X-43A高超音速飞机的改进型来进行类似实验，D-21B又一次被抛弃了。还有一些D-21B被送到了各地的博物馆中，其中西雅图飞行博物馆也接收了一架，而该馆还收藏着仅有的一架60-6940号M-21“鹅大妈”。于是博物馆在对D-21B做了适当修改后将它放在了M-21机背的支架上，恢复了当年“标签”计划的原貌。

D-21无人侦察机研制克服的最大技术难点是突破热障，机体采用钛合金制造，同时对多个机体部位采取降温措施，保证了该机的高速飞行。但与D-21无人侦察机机体和推进系统的先进性对比，其电气和电子设备的硬件水平与任务要求明显不适应，该机的电气和电子设备常常出现故障，其采用的计算机和电路连接器如多针插头和电线等造成了很多难以预料的故障。D-21无人侦察机的可靠性差，导致了其实际完成任务的比例太低。（《兵器知识》 评）