Sredinom šezdesetih, CIA i američko zrakoplovstvo primile su najnovije izviđačke avione A-12 i SR-71. Ove mašine, objedinjene u pogledu glavnog dijela jedinica, odlikovale su se izuzetno visokim letačkim i tehničkim karakteristikama, što je omogućilo učinkovito rješavanje glavnih zadataka. Međutim, postizanje maksimalne brzine na razini M = 3, 3 i nadmorske visine iznad 25 km pokazalo se kao izuzetno težak zadatak koji je zahtijevao fundamentalno nova dizajnerska rješenja i tehnologije.
Krug problema
Razvoj projekata A-12 i SR-71 odvijao se u odjelu Lockheed pod nezvaničnim nazivom Skunk Works. Stvaranje novih zrakoplova započelo je istraživanjem i razvojem te traženjem optimalnih tehničkih rješenja. U ovoj fazi je utvrđeno s kakvim se problemima suočava avion "trokrilca". Tada je počela potraga za odgovarajućom tehnologijom.
Aerodinamika je postala jedna od centralnih briga. Let brzinom od cca. M = 3 ima svoje karakteristike koje se moraju uzeti u obzir pri oblikovanju izgleda aviona. Međutim, postizanje takve brzine također je bilo teško. Za to su bili potrebni posebni motori koji su mogli raditi jednako efikasno u svim režimima brzine.
Pri potrebnim brzinama leta problem toplinskog opterećenja trebao se u potpunosti manifestirati. Bilo je potrebno za zaštitu jedrilice od pregrijavanja, deformacije i mogućeg uništenja. Uza sve to, zrakoplov se morao odlikovati velikom snagom, jer su pri radnim brzinama čak i najjednostavniji manevri bili povezani s preopterećenjima.
Poseban zahtjev se odnosio na vidljivost aviona prema neprijatelju. Do tada su vodeće zemlje uspjele izgraditi razvijenu radarsku mrežu za kontrolu zračnog prostora, zbog čega je pitanje smanjenja radarskog potpisa hitno. Taj se problem morao uzeti u obzir pri razvoju zrakoplova.
Pronalaženje rješenja za očekivane probleme pokazalo se teškim i sporim. Radovi na avionu A-12 za CIA-u počeli su 1957. godine i trajali su nekoliko godina. Za to vrijeme opći koncepti i pristupi dizajnu nekoliko su se puta mijenjali. Prvi let prototipa aviona završen je tek 1962. godine. Izviđački avion SR-71 za Ratno vazduhoplovstvo razvijen je na osnovu već gotovog vozila, što je omogućilo znatno ubrzanje rada.
Specijalna jedrilica
Rješenje glavnog dijela očekivanih problema bilo je izravno povezano s dizajnom letelice i općenito avionskim sistemima. Nakon dugog pretraživanja bilo je moguće pronaći optimalnu verziju aerodinamičkog izgleda. Shema "bez repa" smatrana je najboljom sa razvijenim prilivima 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, postojali su dijelovi napravljeni od radio-apsorbujućih materijala. Međutim, smanjenje vidljivosti nije bio glavni zadatak projekta, a postojali su i drugi faktori koji su djelomično neutralizirali sva dizajnerska postignuća u ovoj oblasti.
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 otpornog na toplinu, keramike itd. Ostakljenje nadstrešnice kokpita izrađeno je od kvarcnog stakla. Zbog mehaničke i toplinske čvrstoće, spojen je na konstrukciju ultrazvučnim zavarivanjem.
Prema proračunima, tokom leta prosječna temperatura kože trebala je doseći 260 ° C, maksimalna na prednjim rubovima - do 400 ° C. S tim u vezi, u okviru kućišta osigurani su brojni cjevovodi 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 su se produžili za nekoliko centimetara. Ovaj je problem uzet u obzir prilikom 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.
Record engine
Avioni A-12 i SR-71 koristili su jedinstvene hibridne motore porodice JT11D / J58 iz kompanije Pratt & Whitney. Njihov dizajn kombinira turboreaktivne i ramjetne motore s mogućnošću zajedničkog ili naizmjeničnog rada. Maksimalni potisak, ovisno o modifikaciji, 20-25 hiljada funti; afterburner - 32,5 hiljada funti.
Jezgro motora J58 bila je turboreaktivna jedinica smještena unutar ramjetne jedinice sa ventilatorom. Ulaz za zrak bio je opremljen pomičnim središnjim tijelom, a postojao je i set otvora i zaklopki za kontrolu dolaznog toka. Ulazi zraka kontrolirani su u skladu s načinima leta pomoću zasebnog računara.
Pri sub- i nadzvučnim brzinama, konusi za usisavanje 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 specijalno mlazno gorivo na bazi kerozina. U normalnim uvjetima odlikovao ga je povećani viskozitet, ali pri zagrijavanju nije se razlikovao od standardnih sastava. Gorivo se koristilo i kao dio rashladnih sistema za kožu, kokpit, odjeljke za instrumente itd. Korišten je kao radni fluid u hidraulici za upravljanje mlaznicama. Zagrijana tekućina odmah je ušla u motor i izgorjela.
Motor je startovan ubrizgavanjem tzv. Početno gorivo je tekući trietilboran (TEB), koji se zapali u dodiru sa zrakom. Svaki J58 imao je vlastiti TEB spremnik za 16 motora / motora za izgaranje. Motori su koristili specijalnu silikonsku mast optimiziranu za visoke temperature. Na temperaturama ispod nule Celzijusa, ovaj sastav se stvrdnuo, što je otežavalo rad opreme.
Velika cijena
Odeljenje Skunk Works i povezana preduzeća uspešno su rešili sve postavljene zadatke i stvorili avione sa jedinstvenim visokim letnim karakteristikama. Međutim, za to je bilo potrebno nekoliko godina i značajni financijski troškovi, a nastale zrakoplove odlikovali su visoki troškovi proizvodnje 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 nabavci titana. Sjedinjene Države nisu imale takve sirovine, zbog čega su morale organizirati cijelu operaciju kako bi ih kupile od SSSR -a preko kompanija koje se bave zaštitom.
U interesu CIA -e izgrađeno je 15 aviona glavnih modifikacija. Vazduhoplovstvo je primilo 32 jedinice. Ugovor sa Vazduhoplovstvom predviđao je cenu jednog SR-71 na nivou od 34 miliona dolara (više od 270 miliona po trenutnim cenama), a proizvodni program se pokazao rekordno skupim za svoje vreme.
Operacija se također pokazala teškom i skupom. Pripreme za let trajale su nekoliko dana. Nakon svakog leta, avionu je bilo potrebno 650 različitih provjera i procedura koje su trajale 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 poslati 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 aviona košta cca. 85 hiljada dolara. Rad jedne mašine godišnje košta najmanje 300-400 miliona.
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, a zračne snage-12 jedinica SR-71. U isto vrijeme nije bilo borbenih gubitaka.
Tehnološki iskorak
Rad aviona A-12 trajao je samo nekoliko godina-do 1968. godine, vazduhoplovstvo je koristilo svoj SR-71 do 1998. godine, a NASA je godinu dana kasnije otpisala opremu. Avioni dva modela i nekoliko modifikacija, posebnog dizajna zasnovanog na naprednim tehnologijama, mogli bi pokazati izvanredne taktičke i tehničke karakteristike. Međutim, iz istog razloga bili su izuzetno skupi i složeni. Kad su napušteni, pojavila su se prikladnija i efikasnija sredstva izviđanja.
Direktna zamjena za A-12 / SR-71 nikada se nije pojavila-nišu izviđačkih aviona dugo su i čvrsto zauzimale svemirske letjelice. Kao rezultat toga, novi modeli zrakoplovne tehnologije sa sličnim karakteristikama još se nisu pojavili u Sjedinjenim Državama. Međutim, projekti brzih aviona kompanije Skunk Works stvorili su ozbiljnu naučno-tehničku i tehnološku osnovu za dalji razvoj vojnog i civilnog vazduhoplovstva. Neka rješenja predložena u prošlosti i dalje se aktivno koriste.
