La mijlocul anilor șaizeci, CIA și Forțele Aeriene ale SUA au primit cele mai recente avioane de recunoaștere A-12 și SR-71. Aceste mașini, unificate în ceea ce privește partea principală a unităților, s-au remarcat prin caracteristici tehnice și de zbor extrem de ridicate, care au făcut posibilă rezolvarea eficientă a principalelor sarcini. Cu toate acestea, atingerea vitezei maxime la nivelul M = 3, 3 și o altitudine de zbor mai mare de 25 km s-a dovedit a fi o sarcină extrem de dificilă, care a necesitat soluții și tehnologii de proiectare fundamental noi.
Cerc de probleme
Dezvoltarea proiectelor A-12 și SR-71 a fost realizată în divizia Lockheed cu numele neoficial Skunk Works. Crearea de noi avioane a început cu cercetarea și dezvoltarea și căutarea soluțiilor tehnice optime. În această etapă, s-a stabilit cu ce probleme se confruntă aeronava „cu trei zboruri”. Apoi a început căutarea tehnologiilor adecvate.
Aerodinamica a devenit una dintre preocupările centrale. Zburând cu o viteză de aprox. M = 3 are propriile sale caracteristici care trebuie luate în considerare la formarea aspectului aeronavei. Cu toate acestea, atingerea unor astfel de viteze a fost, de asemenea, dificilă. Pentru aceasta erau necesare motoare speciale care să funcționeze la fel de eficient la toate modurile de viteză.
La viteza de zbor necesară, problema sarcinilor termice ar fi trebuit să se manifeste pe deplin. A fost necesară protejarea planorului de supraîncălzire, deformare și posibilă distrugere. Cu toate acestea, aeronava trebuia să se distingă prin rezistență ridicată, deoarece la viteze de operare chiar și cele mai simple manevre erau asociate cu suprasarcini.
O cerință separată se referea la vizibilitatea aeronavei față de inamic. În acel moment, țările de frunte reușiseră să construiască o rețea radar dezvoltată pentru controlul spațiului aerian, ceea ce a făcut urgentă problema reducerii semnăturii radarului. Această problemă a trebuit să fie luată în considerare la dezvoltarea aeronavei.
Găsirea soluțiilor la problemele așteptate s-a dovedit dificilă și lentă. Lucrările la aeronava A-12 pentru CIA au început în 1957 și au continuat câțiva ani. În acest timp, conceptele și abordările generale ale proiectării s-au schimbat de mai multe ori. Primul zbor al prototipului de aeronavă a fost finalizat abia în 1962. Avionul de recunoaștere SR-71 pentru Forțele Aeriene a fost dezvoltat pe baza unui vehicul deja terminat, care a făcut posibilă accelerarea semnificativă a lucrărilor.
Planor special
Soluția la partea principală a problemelor așteptate a fost direct legată de proiectarea aeronavei și a sistemelor generale de aeronave. După o lungă căutare, a fost posibil să găsim versiunea optimă a aspectului aerodinamic. Schema „fără coadă” a fost considerată cea mai bună cu intrări dezvoltate în arc și partea centrală a fuselajului și o pereche de chile. Schema aplicată a făcut posibilă obținerea unei ridicări ridicate și îmbunătățirea debitului la toate turațiile. În plus, momentul de încovoiere în arc a scăzut brusc.
Contururile speciale ale cadrului aerian au făcut posibilă împrăștierea parțială a semnalelor din radar. În unele părți ale cadrului de aeronave, unde designul a permis acest lucru, au existat părți din materiale absorbante radio. Cu toate acestea, reducerea vizibilității nu a fost sarcina principală a proiectului și au existat alți factori care au neutralizat parțial toate realizările de proiectare în acest domeniu.
Problemele de protecție termică, greutate și rezistență au fost rezolvate cu ajutorul titanului și aliajelor sale. Planorul a fost format din 85% din ele. Alte piese au fost realizate din oțeluri rezistente la căldură, ceramică etc. Vitrarea baldachinului cabinei de pilotaj era din sticlă de cuarț. Pentru rezistența mecanică și termică, a fost conectat la celulă folosind sudarea cu ultrasunete.
Conform calculelor, în timpul zborului, temperatura medie a pielii ar fi trebuit să ajungă la 260 ° C, maximul la marginile de frunte - până la 400 ° C. În acest sens, au fost prevăzute numeroase conducte în aeronavă pentru circulația combustibilului, îndepărtarea excesului de căldură și preîncălzirea combustibilului.
Structura din titan și-a păstrat rezistența la încălzire - dar a schimbat dimensiunile. La viteza de croazieră, A-12 și SR-71 s-au lungit cu câțiva centimetri. Această problemă a fost luată în considerare în timpul proiectării și a prevăzut lacune speciale în piele, structurile interne și chiar în sistemul de alimentare cu combustibil. Ca rezultat, combustibilul a ieșit literalmente din avion, la sol, dar după accelerare scurgerea s-a oprit. De asemenea, o parte din placare a fost realizată din foi ondulate.
Motor de înregistrare
Aeronavele A-12 și SR-71 foloseau motoarele hibride unice ale familiei JT11D / J58 de la Pratt & Whitney. Proiectarea lor combina motoarele turbojet și ramjet cu posibilitatea de funcționare în comun sau alternativă. Impuls maxim, în funcție de modificare, 20-25 mii de lire sterline; afterburner - 32,5 mii de lire sterline.
Nucleul motorului J58 era o unitate turbojet adăpostită într-o unitate ramjet cu ventilator asistat. Admisia de aer a fost echipată cu un corp central mobil și a existat, de asemenea, un set de trape și clapete pentru a controla fluxul de intrare. Presele de aer au fost controlate în conformitate cu modurile de zbor folosind un computer separat.
La turații sub și supersonice, conurile de admisie a aerului erau în poziția înainte și au optimizat debitul la intrarea motorului. Cu o creștere a înălțimii și vitezei, au fost deplasați înapoi. La viteze peste M = 3, debitul de aer a fost împărțit între motoarele ramjet și turbojet, care au creat 80 și 20 la sută. respectiv împingere.
Motorul J58 a folosit combustibil special pentru avioane JP-7 pe bază de kerosen. În condiții normale, s-a remarcat printr-o vâscozitate crescută, dar când a fost încălzită, nu s-a deosebit de compozițiile standard. Combustibilul a fost, de asemenea, utilizat ca parte a sistemelor de răcire pentru piele, cabină, compartimente pentru instrumente etc. A fost folosit ca fluid de lucru în sistemul hidraulic de control al duzelor. Lichidul încălzit a intrat imediat în motor și a ars.
Motorul a fost pornit prin injecția așa-numitului. Combustibilul de pornire este trietilboranul lichid (TEB), care se aprinde la contactul cu aerul. Fiecare J58 avea propriul său rezervor TEB pentru 16 porniri motor / post-arzător. Motoarele foloseau o grăsime specială din silicon optimizată pentru temperaturi ridicate. La temperaturi sub zero Celsius, această compoziție s-a întărit, ceea ce a făcut dificilă funcționarea echipamentului.
Preț mare
Departamentul Skunk Works și întreprinderile conexe au rezolvat cu succes toate sarcinile atribuite și au creat avioane cu caracteristici unice de zbor ridicat. Cu toate acestea, acest lucru a durat câțiva ani și cheltuieli financiare semnificative, iar aeronavele rezultate s-au remarcat prin costuri ridicate de producție și complexitatea operațiunii.
Dezvoltarea proiectului și căutarea tuturor tehnologiilor necesare au durat câțiva ani. Lansarea producției a fost, de asemenea, asociată cu anumite probleme. De exemplu, într-un memoriu al șefului Skunk Works, Ben Rich menționează dificultatea de a obține titan. Statele Unite nu dispuneau de astfel de materii prime, motiv pentru care a trebuit să organizeze o întreagă operațiune pentru a o achiziționa de la URSS prin intermediul companiilor de tip shell.
În interesul CIA, au fost construite 15 avioane din principalele modificări. Forțele aeriene au primit 32 de unități. Contractul cu Forțele Aeriene prevedea costul unui SR-71 la nivelul de 34 de milioane de dolari (mai mult de 270 de milioane la prețurile actuale), iar programul de producție s-a dovedit a fi un record scump pentru timpul său.
Operațiunea s-a dovedit, de asemenea, dificilă și costisitoare. Pregătirea pentru zbor a durat câteva zile. După fiecare zbor, aeronava a necesitat 650 de verificări și proceduri diferite care au durat câteva ore. După 25, 100 și 200 de ore de zbor, a fost necesară o inspecție amănunțită cu demontare parțială, pentru care au fost alocate câteva zile lucrătoare. Motoarele au fost trimise la perete după 200 de ore de funcționare și după 600 de ore - pentru revizie.
Cu puțin timp înainte de dezafectarea SR-71, s-a raportat deschis că ora de zbor a unei astfel de aeronave costă aprox. 85 de mii de dolari. Funcționarea unei mașini costă anual cel puțin 300-400 de milioane.
Cu toate acestea, CIA și Forțele Aeriene au primit un instrument special cu cele mai bune performanțe. A-12 și SR-71 ar putea funcționa la altitudini de cel puțin 25-26 km și pot dezvolta viteze de până la M = 3, 3, ceea ce pentru mulți ani i-a salvat de apărarea aeriană a unui potențial inamic. În timpul operațiunii, CIA a pierdut 6 dintre A-12, Forțele Aeriene - 12 unități SR-71. În același timp, nu au existat pierderi de luptă.
Descoperire tehnologică
Operarea aeronavei A-12 a durat doar câțiva ani - până în 1968, Forțele Aeriene și-au folosit SR-71 până în 1998, iar NASA a anulat echipamentul un an mai târziu. Avioanele din două modele și mai multe modificări, având un design special bazat pe tehnologii avansate, ar putea prezenta caracteristici tactice și tehnice remarcabile. Totuși, din același motiv, erau prohibitiv de costisitoare și complexe. Când au fost abandonați, au apărut mijloace de recunoaștere mai convenabile și mai eficiente.
Nu a apărut niciodată un înlocuitor direct pentru A-12 / SR-71 - nișa aeronavelor de recunoaștere a fost lungă și ferm ocupată de nave spațiale. Drept urmare, noi modele de tehnologie a aviației cu caracteristici comparabile nu au apărut încă în Statele Unite. Cu toate acestea, proiectele avioanelor de mare viteză de la Skunk Works au creat o bază științifică, tehnică și tehnologică serioasă pentru dezvoltarea în continuare a aviației militare și civile. Unele soluții propuse în trecut sunt încă utilizate în mod activ.
