A metà degli anni Sessanta, la CIA e l'aeronautica statunitense ricevettero gli ultimi aerei da ricognizione A-12 e SR-71. Queste macchine, unificate nella parte principale delle unità, si distinguevano per caratteristiche tecniche e di volo estremamente elevate, che consentivano di risolvere efficacemente i compiti principali. Tuttavia, raggiungere la velocità massima a livello di M = 3, 3 e un'altitudine di volo di oltre 25 km si è rivelato un compito estremamente difficile, che ha richiesto soluzioni e tecnologie progettuali fondamentalmente nuove.
Circolo di problemi
Lo sviluppo dei progetti A-12 e SR-71 è stato effettuato nella divisione Lockheed con il nome non ufficiale Skunk Works. La creazione di nuovi velivoli è iniziata con la ricerca e sviluppo e la ricerca di soluzioni tecniche ottimali. In questa fase, è stato stabilito quali problemi sta affrontando l'aereo "a tre voli". Quindi è iniziata la ricerca di tecnologie adeguate.
L'aerodinamica è diventata una delle preoccupazioni centrali. Volare a una velocità di ca. M = 3 ha le sue caratteristiche che devono essere prese in considerazione quando si forma l'aspetto dell'aeromobile. Tuttavia, anche raggiungere tali velocità era difficile. Ciò richiedeva motori speciali che potessero funzionare ugualmente efficacemente a tutte le modalità di velocità.
Alle velocità di volo richieste, il problema dei carichi termici avrebbe dovuto manifestarsi pienamente. Era necessario per proteggere l'aliante dal surriscaldamento, dalla deformazione e dalla possibile distruzione. Con tutto ciò, l'aereo doveva essere caratterizzato da un'elevata resistenza, poiché a velocità operative anche le manovre più semplici erano associate a sovraccarichi.
Un requisito separato riguardava la visibilità dell'aereo al nemico. A quel tempo, i principali paesi erano riusciti a costruire una rete radar sviluppata per il controllo dello spazio aereo, il che rendeva urgente la questione della riduzione della firma radar. Questo problema doveva essere preso in considerazione durante lo sviluppo della cellula.
Trovare soluzioni ai problemi previsti si è dimostrato difficile e lento. I lavori sull'aereo A-12 per la CIA iniziarono nel 1957 e continuarono per diversi anni. Durante questo periodo, i concetti generali e gli approcci al design sono cambiati più volte. Il primo volo del velivolo prototipo fu completato solo nel 1962. L'aereo da ricognizione SR-71 per l'Air Force è stato sviluppato sulla base di un veicolo già finito, che ha permesso di accelerare notevolmente il lavoro.
Aliante speciale
La soluzione alla parte principale dei problemi previsti era direttamente correlata alla progettazione della cellula e dei sistemi generali dell'aeromobile. Dopo una lunga ricerca, è stato possibile trovare la versione ottimale dell'aspetto aerodinamico. Lo schema "senza coda" era considerato il migliore con afflussi sviluppati a prua e parte centrale della fusoliera e un paio di chiglie. Lo schema applicato ha permesso di ottenere un'elevata portanza e migliorare il flusso a tutte le velocità. Inoltre, il momento flettente a prua è nettamente diminuito.
I contorni speciali della cellula hanno permesso di disperdere parzialmente i segnali dal radar. In alcune parti della cellula, dove il progetto lo consentiva, c'erano parti realizzate con materiali radioassorbenti. Tuttavia, ridurre la visibilità non era il compito principale del progetto e c'erano altri fattori che neutralizzavano parzialmente tutti i risultati progettuali in quest'area.
I problemi di protezione termica, peso e resistenza sono stati risolti con l'aiuto del titanio e delle sue leghe. L'aliante consisteva di 85% di loro. Altre parti sono state realizzate con acciai resistenti al calore, ceramiche, ecc. La vetratura del tettuccio del pozzetto è stata realizzata in vetro di quarzo. Per resistenza meccanica e termica, è stato collegato alla cellula mediante saldatura ad ultrasuoni.
Secondo i calcoli, durante il volo, la temperatura media della pelle dovrebbe aver raggiunto i 260 ° C, il massimo ai bordi d'attacco - fino a 400 ° C. A questo proposito, sono state fornite numerose tubazioni nella cellula per la circolazione del carburante, la rimozione del calore in eccesso e il preriscaldamento del carburante.
La struttura in titanio ha mantenuto la sua forza quando riscaldata, ma ha cambiato dimensioni. A velocità di crociera, l'A-12 e l'SR-71 si allungavano di diversi pollici. Questo problema è stato preso in considerazione durante la progettazione e ha previsto spazi speciali nella pelle, nelle strutture interne e persino nel sistema di alimentazione. Di conseguenza, il carburante è letteralmente fuoriuscito dall'aereo a terra, ma dopo l'accelerazione la perdita si è fermata. Inoltre, parte del rivestimento era in lamiera grecata.
Motore di registrazione
Gli aerei A-12 e SR-71 utilizzavano gli esclusivi motori ibridi della famiglia JT11D / J58 di Pratt & Whitney. Il loro design combinava motori turbojet e ramjet con possibilità di funzionamento congiunto o alternato. Spinta massima, a seconda della modifica, 20-25 mila libbre; postcombustore - 32,5 mila sterline.
Il nucleo del motore J58 era un'unità turboreattore alloggiata all'interno di un'unità ramjet con un ventilatore assistito. La presa d'aria era dotata di un corpo centrale mobile, e c'era anche una serie di portelli e alette per controllare il flusso in ingresso. Le prese d'aria sono state controllate secondo le modalità di volo utilizzando un computer separato.
A velocità sub e supersoniche, i coni di aspirazione dell'aria erano in posizione avanzata e ottimizzavano il flusso all'ingresso del motore. Con un aumento di altezza e velocità, furono spostati all'indietro. A velocità superiori a M = 3, il flusso d'aria è stato diviso tra i motori ramjet e turbojet, che hanno creato l'80 e il 20 percento. spinta, rispettivamente.
Il motore J58 utilizzava carburante speciale per jet JP-7 a base di cherosene. In condizioni normali, si distingueva per una maggiore viscosità, ma quando riscaldato non differiva dalle composizioni standard. Il carburante veniva utilizzato anche come parte dei sistemi di raffreddamento per la pelle, l'abitacolo, i vani strumenti, ecc. È stato utilizzato come fluido di lavoro nell'idraulica di controllo degli ugelli. Il liquido riscaldato è entrato immediatamente nel motore e si è bruciato.
Il motore è stato avviato mediante l'iniezione del cosiddetto. Il carburante di partenza è il trietilborano liquido (TEB), che si accende a contatto con l'aria. Ogni J58 aveva il proprio serbatoio TEB per 16 avvii motore / postcombustore. I motori utilizzavano uno speciale grasso al silicone ottimizzato per le alte temperature. A temperature inferiori allo zero Celsius, questa composizione si è indurita, il che ha reso difficile il funzionamento dell'apparecchiatura.
Grande prezzo
Il dipartimento Skunk Works e le relative imprese hanno risolto con successo tutti i compiti assegnati e hanno creato velivoli con caratteristiche di volo elevate uniche. Tuttavia, ciò ha richiesto diversi anni e notevoli spese finanziarie e gli aerei risultanti si sono distinti per gli elevati costi di produzione e la complessità delle operazioni.
Lo sviluppo del progetto e la ricerca di tutte le tecnologie necessarie hanno richiesto diversi anni. L'avvio della produzione è stato anche associato a determinati problemi. Ad esempio, in un libro di memorie del capo della Skunk Works, Ben Rich menziona la difficoltà di ottenere il titanio. Gli Stati Uniti non avevano tali materie prime, motivo per cui hanno dovuto organizzare un'intera operazione per acquistarlo dall'URSS attraverso società di comodo.
Nell'interesse della CIA, sono stati costruiti 15 aerei delle principali modifiche. L'Air Force ha ricevuto 32 unità. Il contratto con l'Air Force prevedeva il costo di un SR-71 a livello di 34 milioni di dollari (più di 270 milioni a prezzi correnti) e il programma di produzione si rivelò un record costoso per l'epoca.
L'operazione si è rivelata anche difficile e costosa. I preparativi per il volo sono durati diversi giorni. Dopo ogni volo, l'aereo ha richiesto 650 diversi controlli e procedure che hanno richiesto diverse ore. Dopo 25, 100 e 200 ore di volo è stato necessario un accurato sopralluogo con smontaggio parziale, per il quale sono stati assegnati diversi giorni lavorativi. I motori sono stati inviati alla paratia dopo 200 ore di funzionamento e dopo 600 ore per la revisione.
Poco prima dello smantellamento dell'SR-71, è stato apertamente riferito che l'ora di volo di un tale aeromobile costa circa. 85 mila dollari L'operazione di una macchina costa annualmente almeno 300-400 milioni.
Tuttavia, la CIA e l'Air Force hanno ricevuto uno strumento speciale con le massime prestazioni. A-12 e SR-71 potrebbero operare ad altitudini di almeno 25-26 km e sviluppare velocità fino a M = 3, 3, che per molti anni li hanno salvati dalla difesa aerea di un potenziale nemico. Durante l'operazione, la CIA ha perso 6 dei suoi A-12, l'Air Force - 12 unità SR-71. Allo stesso tempo, non ci sono state perdite in combattimento.
Rivoluzione tecnologica
L'operazione dell'aereo A-12 è durata solo pochi anni: fino al 1968, l'Air Force ha utilizzato il suo SR-71 fino al 1998 e la NASA ha cancellato l'attrezzatura un anno dopo. Gli aerei di due modelli e diverse modifiche, con un design speciale basato su tecnologie avanzate, potrebbero mostrare eccezionali caratteristiche tattiche e tecniche. Tuttavia, per lo stesso motivo, erano proibitivamente costosi e complessi. Quando furono abbandonati, apparvero mezzi di ricognizione più convenienti ed efficaci.
Un sostituto diretto dell'A-12 / SR-71 non è mai apparso: la nicchia degli aerei da ricognizione era lunga e saldamente occupata da veicoli spaziali. Di conseguenza, negli Stati Uniti non sono ancora comparsi nuovi modelli di tecnologia aeronautica con caratteristiche comparabili. Tuttavia, i progetti di velivoli ad alta velocità di Skunk Works hanno creato una seria base scientifica, tecnica e tecnologica per l'ulteriore sviluppo dell'aviazione militare e civile. Alcune soluzioni proposte in passato sono ancora attivamente utilizzate.
