Sredinom šezdesetih godina CIA i američko zrakoplovstvo primile su najnovije izviđačke zrakoplove A-12 i SR-71. Ovi strojevi, objedinjeni u pogledu glavnog dijela jedinica, odlikovali su se iznimno visokim letačkim i tehničkim karakteristikama, što je omogućilo učinkovito rješavanje glavnih zadataka. Međutim, postizanje maksimalne brzine na razini M = 3, 3 i visina leta više od 25 km pokazalo se iznimno teškim zadatkom koji je zahtijevao bitno nova dizajnerska rješenja i tehnologije.
Krug problema
Razvoj projekata A-12 i SR-71 odvijao se u odjelu Lockheed s neslužbenim nazivom Skunk Works. Stvaranje novih zrakoplova započelo je istraživanjem i razvojem te traženjem optimalnih tehničkih rješenja. U ovoj je fazi utvrđeno s kakvim se problemima suočava zrakoplov "tri muhe". Tada je počela potraga za odgovarajućim tehnologijama.
Aerodinamika je postala jedna od središnjih briga. Leteći brzinom od cca. M = 3 ima svoje karakteristike koje se moraju uzeti u obzir pri oblikovanju izgleda zrakoplova. Međutim, postizanje takve brzine također je bilo teško. Za to su bili potrebni posebni motori koji su mogli raditi jednako učinkovito u svim načinima brzine.
Pri potrebnim brzinama leta problem toplinskih opterećenja trebao se u potpunosti očitovati. Bilo je potrebno zaštititi jedrilicu od pregrijavanja, deformacije i mogućeg uništenja. Uz sve to, zrakoplov se morao odlikovati velikom čvrstoćom, budući da su pri radnim brzinama čak i najjednostavniji manevri bili povezani s preopterećenjima.
Poseban zahtjev odnosio se na vidljivost zrakoplova prema neprijatelju. Do tada su vodeće zemlje uspjele izgraditi razvijenu radarsku mrežu za kontrolu zračnog prostora, što je pitanje smanjenja radarskog potpisa učinilo hitnim. Taj se problem morao uzeti u obzir pri razvoju zrakoplova.
Pronalaženje rješenja za očekivane probleme pokazalo se teškim i sporim. Radovi na zrakoplovu A-12 za CIA-u započeli su 1957. godine i trajali su nekoliko godina. Tijekom tog vremena opći koncepti i pristupi dizajnu nekoliko su se puta mijenjali. Prvi let prototipa zrakoplova dovršen je tek 1962. godine. Izviđački zrakoplov SR-71 za zračne snage razvijen je na temelju već gotovog vozila, što je omogućilo znatno ubrzanje rada.
Specijalni jedrilica
Rješenje glavnog dijela očekivanih problema bilo je izravno povezano s dizajnom zrakoplova i općim zrakoplovnim sustavima. Nakon dugog pretraživanja bilo je moguće pronaći optimalnu verziju aerodinamičkog izgleda. Shema "bez repa" smatrana je najboljom s razvijenim dotocima u pramcu i središnjem dijelu trupa i parom kobilica. Primijenjena shema omogućila je postizanje velikog dizanja i poboljšanje protoka pri svim brzinama. Osim toga, moment savijanja u pramcu naglo se smanjio.
Posebne konture okvira omogućile su djelomično raspršivanje signala s radara. U nekim dijelovima konstrukcije, gdje je to dizajn dopuštao, nalazili su se dijelovi izrađeni od radio-upijajućih materijala. Međutim, smanjenje vidljivosti nije bila glavna zadaća projekta, a postojali su i drugi čimbenici koji su djelomično neutralizirali sva dizajnerska postignuća na ovom području.
Pitanja toplinske zaštite, težine i čvrstoće riješena su uz pomoć titana i njegovih legura. Jedrilica se sastojala od njih 85%. Ostali dijelovi izrađeni su od čelika, keramike itd. Ostakljenje nadstrešnice kokpita izrađeno je od kvarcnog stakla. Zbog mehaničke i toplinske čvrstoće, spojen je sa zračnim okvirom ultrazvučnim zavarivanjem.
Prema proračunima, tijekom leta prosječna temperatura kože trebala je doseći 260 ° C, maksimalna na prednjim rubovima - do 400 ° C. S tim u vezi, brojni cjevovodi bili su osigurani u okviru okvira za cirkulaciju goriva, uklanjanje viška topline i predgrijavanje goriva.
Struktura od titana zadržala je svoju snagu pri zagrijavanju - ali promijenila je dimenzije. Krstarećom brzinom, A-12 i SR-71 produženi su za nekoliko centimetara. Taj je problem uzet u obzir tijekom projektiranja i predvidio je posebne praznine u koži, unutarnjim strukturama, pa čak i u sustavu goriva. Kao rezultat toga, gorivo je doslovno iscurilo iz aviona na tlu, ali nakon ubrzanja curenje je prestalo. Također, dio obloge izrađen je od valovitog lima.
Rekordni motor
Zrakoplovi A-12 i SR-71 koristili su jedinstvene hibridne motore obitelji JT11D / J58 iz tvrtke Pratt & Whitney. Njihov dizajn kombinira turboreaktivne i ramjetne motore s mogućnošću zajedničkog ili izmjeničnog rada. Maksimalni potisak, ovisno o modifikaciji, 20-25 tisuća funti; afterburner - 32,5 tisuća funti.
Jezgra motora J58 bila je turboreaktivna jedinica smještena unutar ramjetne jedinice s ventilatorom. Ulaz za zrak bio je opremljen pomičnim središnjim tijelom, a postojao je i set otvora i zaklopki za kontrolu dolaznog toka. Ulazima zraka upravljalo se u skladu s načinima leta pomoću zasebnog računala.
Pri sub- i nadzvučnim brzinama, stožci za usis zraka bili su u prednjem položaju i optimizirali protok na ulazu u motor. S povećanjem visine i brzine pomaknuti su unatrag. Pri brzinama iznad M = 3, protok zraka bio je podijeljen između ramjet i turboreaktivnih motora, što je stvorilo 80 i 20 posto. potisak, respektivno.
Motor J58 koristio je JP-7 posebno mlazno gorivo na bazi kerozina. U normalnim uvjetima odlikovao se povećanom viskoznošću, ali pri zagrijavanju nije se razlikovao od standardnih sastava. Gorivo se također koristilo kao dio rashladnih sustava za kožu, kokpit, pretince za instrumente itd. Koristila se kao radna tekućina u hidraulici za upravljanje mlaznicama. Zagrijana tekućina odmah je ušla u motor i izgorjela.
Motor je pokrenut pomoću ubrizgavanja tzv. Polazno gorivo je tekući trietilboran (TEB), koji se zapali u dodiru sa zrakom. Svaki J58 imao je vlastiti TEB spremnik za 16 pokretanja motora / dopunskog gorionika. Motori su koristili posebnu silikonsku mast optimiziranu za visoke temperature. Na temperaturama ispod nule Celzijusa ovaj se sastav stvrdnuo, što je otežavalo rad opreme.
Velika cijena
Odjel Skunk Works i povezana poduzeća uspješno su riješili sve postavljene zadatke i stvorili zrakoplove s jedinstvenim visokim letnim karakteristikama. Međutim, za to je bilo potrebno nekoliko godina i značajni financijski troškovi, a nastale zrakoplove odlikovali su visoki proizvodni troškovi i složenost rada.
Razvoj projekta i traženje svih potrebnih tehnologija trajalo je nekoliko godina. Pokretanje proizvodnje također je bilo povezano s određenim problemima. Na primjer, u memoarima šefa Skunk Works -a Ben Rich spominje poteškoće pri dobivanju titana. Sjedinjene Države nisu imale takve sirovine, zbog čega su morale organizirati cijelu operaciju za njihovu kupnju od SSSR -a preko ljuskarskih kompanija.
U interesu CIA -e izgrađeno je 15 zrakoplova glavnih modifikacija. Zračne snage dobile su 32 jedinice. Ugovor s zračnim snagama predviđao je trošak jednog SR-71 na razini od 34 milijuna dolara (više od 270 milijuna po trenutnim cijenama), a proizvodni program se pokazao rekordno skupim za svoje vrijeme.
Operacija se također pokazala teškom i skupom. Pripreme za let trajale su nekoliko dana. Nakon svakog leta zrakoplovu je bilo potrebno 650 različitih provjera i postupaka koji su trajali nekoliko sati. Nakon 25, 100 i 200 sati leta bio je potreban temeljit pregled s djelomičnim rastavljanjem, za što je izdvojeno nekoliko radnih dana. Motori su poslani na pregradu nakon 200 sati rada, a nakon 600 sati - na remont.
Neposredno prije stavljanja van pogona SR-71, otvoreno je objavljeno da sat leta takvog zrakoplova košta cca. 85 tisuća dolara. Rad jednog stroja godišnje koštao je najmanje 300-400 milijuna.
Ipak, CIA i zračne snage dobile su poseban alat s najvećim performansama. A-12 i SR-71 mogli su djelovati na visinama od najmanje 25-26 km i razvijati brzine do M = 3, 3, što ih je dugi niz godina spašavalo od protuzračne obrane potencijalnog neprijatelja. Tijekom operacije CIA je izgubila 6 svojih A-12, zračne snage-12 jedinica SR-71. Istodobno, nije bilo borbenih gubitaka.
Tehnološki iskorak
Rad zrakoplova A-12 trajao je samo nekoliko godina-do 1968. godine, zračne snage koristile su svoj SR-71 do 1998. godine, a NASA je godinu dana kasnije otpisala opremu. Zrakoplovi od dva modela i nekoliko modifikacija, s posebnim dizajnom temeljenim na naprednim tehnologijama, mogli bi pokazati izvanredne taktičke i tehničke karakteristike. Međutim, iz istog razloga bili su previše skupi i složeni. Kad su napušteni, pojavila su se prikladnija i učinkovitija sredstva za izviđanje.
Izravna zamjena za A-12 / SR-71 nikada se nije pojavila-nišu izviđačkih zrakoplova dugo su i čvrsto zauzimale svemirske letjelice. Zbog toga se novi modeli zrakoplovne tehnologije sa usporedivim karakteristikama još uvijek nisu pojavili u Sjedinjenim Državama. Međutim, projekti brzih zrakoplova tvrtke Skunk Works stvorili su ozbiljnu znanstvenu, tehničku i tehnološku osnovu za daljnji razvoj vojnog i civilnog zrakoplovstva. Neka rješenja predložena u prošlosti i dalje se aktivno koriste.
