Pada pertengahan tahun enam puluhan, CIA dan Angkatan Udara AS menerima pesawat pengintai A-12 dan SR-71 terbaru. Mesin-mesin ini, yang disatukan dari segi bahagian utama unit, dibezakan oleh ciri-ciri penerbangan dan teknikal yang sangat tinggi, yang memungkinkan untuk menyelesaikan tugas-tugas utama dengan berkesan. Namun, mencapai kelajuan maksimum pada tingkat M = 3, 3 dan ketinggian penerbangan lebih dari 25 km ternyata menjadi tugas yang sangat sukar, yang memerlukan penyelesaian dan teknologi reka bentuk baru.
Lingkaran masalah
Pembangunan projek A-12 dan SR-71 dilakukan di bahagian Lockheed dengan nama tidak rasmi Skunk Works. Penciptaan pesawat baru dimulakan dengan penyelidikan dan pengembangan dan mencari penyelesaian teknikal yang optimum. Pada tahap ini, ditetapkan apa masalah yang dihadapi oleh pesawat "tiga terbang". Kemudian pencarian teknologi yang sesuai dimulakan.
Aerodinamik menjadi salah satu perhatian utama. Terbang dengan kelajuan lebih kurang. M = 3 mempunyai ciri tersendiri yang mesti diambil kira semasa membentuk penampilan pesawat. Namun, mencapai kelajuan seperti itu juga sukar. Ini memerlukan enjin khas yang dapat berfungsi sama efektif pada semua mod kelajuan.
Pada kelajuan penerbangan yang diperlukan, masalah beban terma semestinya terserlah sepenuhnya. Ia diperlukan untuk melindungi glider daripada terlalu panas, ubah bentuk dan kemungkinan kemusnahan. Dengan semua ini, pesawat harus dibezakan dengan kekuatan tinggi, kerana pada kelajuan operasi bahkan manuver paling sederhana dikaitkan dengan kelebihan beban.
Keperluan yang berasingan berkaitan dengan penglihatan pesawat kepada musuh. Pada waktu itu, negara-negara terkemuka telah berhasil membangun jaringan radar yang dikembangkan untuk pengendalian ruang udara, yang membuat masalah pengurangan tanda tangan radar menjadi mendesak. Masalah ini harus dipertimbangkan ketika mengembangkan kerangka udara.
Mencari penyelesaian untuk masalah yang dijangkakan telah terbukti sukar dan lambat. Kerja di pesawat A-12 untuk CIA bermula pada tahun 1957 dan berterusan selama beberapa tahun. Selama ini, konsep dan pendekatan umum terhadap reka bentuk telah berubah beberapa kali. Penerbangan pertama pesawat prototaip itu disiapkan hanya pada tahun 1962. Pesawat pengintai SR-71 untuk Angkatan Udara dikembangkan berdasarkan kenderaan yang sudah siap, yang memungkinkan untuk mempercepat kerja dengan ketara.
Peluncur khas
Penyelesaian untuk bahagian utama dari masalah yang diharapkan berkaitan langsung dengan reka bentuk sistem pesawat udara dan pesawat umum. Setelah pencarian yang panjang, mungkin untuk mendapatkan versi penampilan aerodinamik yang optimum. Skema "tanpa tautan" dianggap yang terbaik dengan aliran masuk yang berkembang di busur dan bahagian tengah badan pesawat dan sepasang keel. Skema yang digunakan memungkinkan untuk memperoleh daya angkat tinggi dan meningkatkan aliran pada semua kecepatan. Di samping itu, momen lenturan di busur menurun tajam.
Kontur khas rangka udara memungkinkan sebahagiannya menyebarkan isyarat dari radar. Di beberapa bahagian kerangka udara, di mana reka bentuknya memungkinkan, ada bahagian yang terbuat dari bahan penyerap radio. Walau bagaimanapun, mengurangkan penglihatan bukanlah tugas utama projek ini, dan ada faktor lain yang sebahagiannya meneutralkan semua pencapaian reka bentuk di kawasan ini.
Masalah perlindungan termal, berat dan kekuatan diselesaikan dengan bantuan titanium dan aloi-aloinya. Glider terdiri daripada 85% daripadanya. Bahagian lain dibuat dari keluli tahan panas, seramik, dll. Lapisan kaca kokpit terbuat dari kaca kuarza. Untuk kekuatan mekanikal dan haba, ia disambungkan ke kerangka udara menggunakan kimpalan ultrasonik.
Menurut perhitungan, semasa penerbangan, suhu rata-rata kulit seharusnya mencapai 260 ° C, maksimum di tepi depan - hingga 400 ° C. Dalam hal ini, banyak saluran paip disediakan di kerangka udara untuk mengedar bahan bakar, menghilangkan panas yang berlebihan dan memanaskan bahan bakar.
Struktur titanium mengekalkan kekuatannya ketika dipanaskan - tetapi dimensi berubah. Pada kelajuan pelayaran, A-12 dan SR-71 memanjang beberapa inci. Masalah ini dipertimbangkan semasa reka bentuk dan disediakan untuk jurang khas pada kulit, struktur dalaman dan bahkan dalam sistem bahan bakar. Akibatnya, bahan bakar benar-benar keluar dari pesawat di tanah, tetapi setelah percepatan kebocoran berhenti. Juga, sebahagian pelapisan dibuat dari kepingan beralun.
Enjin rakaman
Pesawat A-12 dan SR-71 menggunakan enjin hibrid unik keluarga JT11D / J58 dari Pratt & Whitney. Reka bentuk mereka menggabungkan enjin turbojet dan ramjet dengan kemungkinan operasi bersama atau bergantian. Teras maksimum, bergantung pada pengubahsuaian, 20-25 ribu paun; afterburner - 32.5 ribu paun.
Inti mesin J58 adalah unit turbojet yang terletak di dalam unit ramjet dengan kipas dibantu. Pengambilan udara dilengkapi dengan badan pusat yang bergerak, dan ada juga satu set palka dan penutup untuk mengawal aliran masuk. Pengambilan udara dikendalikan sesuai dengan mod penerbangan menggunakan komputer yang berasingan.
Pada kecepatan sub dan supersonik, kerucut pengambilan udara berada di posisi ke depan dan mengoptimumkan aliran di saluran masuk mesin. Dengan peningkatan tinggi dan kecepatan, mereka dipindahkan ke belakang. Pada kelajuan di atas M = 3, aliran udara dibahagikan antara mesin ramjet dan turbojet, yang menghasilkan 80 dan 20 persen. tujahan, masing-masing.
Enjin J58 menggunakan bahan bakar jet khas JP-7 berdasarkan minyak tanah. Dalam keadaan normal, ia dibezakan dengan peningkatan kelikatan, tetapi apabila dipanaskan, ia tidak berbeza dengan komposisi standard. Bahan bakar juga digunakan sebagai bagian dari sistem penyejukan untuk kulit, kokpit, ruang instrumen, dll. Ia digunakan sebagai cecair kerja dalam hidraulik kawalan muncung. Cecair yang dipanaskan segera memasuki mesin dan terbakar.
Mesin dimulakan dengan cara suntikan yang disebut. Bahan bakar permulaan adalah triethylborane cair (TEB), yang menyala apabila bersentuhan dengan udara. Setiap J58 mempunyai tangki TEB sendiri untuk 16 enjin / afterburner dimulakan. Motor menggunakan gris silikon khas yang dioptimumkan untuk suhu tinggi. Pada suhu di bawah sifar Celsius, komposisi ini mengeras, yang menyukarkan operasi peralatan.
Harga besar
Bahagian Skunk Works dan syarikat berkaitan berjaya menyelesaikan semua tugas yang diberikan dan membuat pesawat dengan ciri penerbangan tinggi yang unik. Namun, ini memerlukan beberapa tahun dan perbelanjaan kewangan yang besar, dan pesawat yang dihasilkan dibezakan oleh kos pengeluaran yang tinggi dan kerumitan operasi.
Pembangunan projek dan pencarian semua teknologi yang diperlukan mengambil masa beberapa tahun. Pelancaran pengeluaran juga dikaitkan dengan masalah tertentu. Sebagai contoh, dalam memoir oleh ketua Skunk Works Ben Rich menyebutkan kesukaran mendapatkan titanium. Amerika Syarikat tidak mempunyai bahan mentah seperti itu, oleh sebab itu ia harus mengatur keseluruhan operasi untuk membelinya dari USSR melalui syarikat shell.
Untuk kepentingan CIA, 15 pesawat pengubahsuaian utama dibina. Tentera Udara menerima 32 unit. Kontrak dengan Angkatan Udara memperuntukkan biaya satu SR-71 pada tahap 34 juta dolar (lebih dari 270 juta pada harga semasa), dan program produksi ternyata menjadi rekod mahal untuk waktunya.
Operasi juga ternyata sukar dan mahal. Persiapan untuk penerbangan mengambil masa beberapa hari. Selepas setiap penerbangan, pesawat memerlukan 650 pemeriksaan dan prosedur berbeza yang memakan masa beberapa jam. Selepas penerbangan selama 25, 100 dan 200 jam, diperlukan pemeriksaan menyeluruh dengan pembongkaran separa, yang diperuntukkan selama beberapa hari bekerja. Enjin dihantar ke sekat setelah 200 jam beroperasi, dan setelah 600 jam - untuk baik pulih.
Tidak lama sebelum penutupan SR-71, secara terbuka dilaporkan bahawa jam penerbangan pesawat tersebut berharga lebih kurang. 85 ribu dolar. Pengoperasian satu mesin setiap tahun menelan belanja sekurang-kurangnya 300-400 juta.
Walaupun begitu, CIA dan Angkatan Udara menerima alat khas dengan prestasi tertinggi. A-12 dan SR-71 dapat beroperasi pada ketinggian sekurang-kurangnya 25-26 km dan mengembangkan kecepatan hingga M = 3, 3, yang selama bertahun-tahun menyelamatkan mereka dari pertahanan udara musuh yang berpotensi. Semasa operasi, CIA kehilangan 6 dari A-12nya, Tentera Udara - 12 unit SR-71. Pada masa yang sama, tidak ada kerugian pertempuran.
Terobosan teknologi
Pengoperasian pesawat A-12 hanya berlangsung beberapa tahun - sehingga tahun 1968, Tentera Udara menggunakan SR-71nya hingga 1998, dan NASA melupuskan peralatan itu setahun kemudian. Pesawat dua model dan beberapa modifikasi, yang mempunyai reka bentuk khas berdasarkan teknologi canggih, dapat menunjukkan ciri-ciri taktikal dan teknikal yang luar biasa. Namun, untuk alasan yang sama, harganya mahal dan kompleks. Pada saat mereka ditinggalkan, cara pengintaian yang lebih mudah dan berkesan telah muncul.
Penggantian langsung untuk A-12 / SR-71 tidak pernah muncul - ceruk pesawat pengintai sudah lama dan ditempati dengan kuat oleh kapal angkasa. Hasilnya, model baru teknologi penerbangan dengan ciri yang sebanding belum muncul di Amerika Syarikat. Walau bagaimanapun, projek pesawat berkelajuan tinggi dari Skunk Works telah mewujudkan asas saintifik, teknikal dan teknologi yang serius untuk pengembangan penerbangan ketenteraan dan awam yang lebih jauh. Beberapa penyelesaian yang dicadangkan pada masa lalu masih digunakan secara aktif.
