Lockheed SR-71 Blackbird (Čeština)

OverviewEdit

SR-71 byl zkonstruován pro let nad Mach 3 s letovou posádkou dvou v tandemových kokpitech, přičemž pilot v kokpitu vpředu a důstojník průzkumných systémů obsluhující sledovací systémy a vybavení ze zadního kokpitu a řízení navigace po dráze letu mise. SR-71 byl navržen tak, aby minimalizoval svůj radarový průřez, časný pokus o tajný design. Hotová letadla byla natřena tmavě modrou, téměř černou barvou, aby se zvýšila emise vnitřního tepla a působily jako kamufláž proti noční obloze. Tmavá barva vedla k přezdívce letadla „Blackbird“.

Zatímco SR-71 prováděla radarová protiopatření, aby se vyhnula snahám o odposlech, jeho největší ochranou byla kombinace vysoké nadmořské výšky a velmi vysoké rychlosti, která je téměř nezranitelný. Spolu s nízkým průřezem radaru tyto vlastnosti poskytly velmi krátkou dobu pro nepřátelské místo protiraketové rakety země-vzduch (SAM) k získání a sledování letadla na radaru. V době, kdy místo SAM mohlo sledovat spuštění SR-71, na spuštění SAM bylo často příliš pozdě a SR-71 by byl mimo dosah, než by jej SAM mohl dohnat. Pokud by lokalita SAM mohla sledovat SR-71 a vystřelit SAM včas , SAM by vynaložil téměř všechny delta-v svých fází podpory a udržování jen při dosažení nadmořské výšky SR-71; v tomto okamžiku by z tahu nemohl udělat víc než sledovat jeho balistický oblouk. Pouhé zrychlení by obvykle stačilo na to, aby se SR-71 vyhnul SAM; změny piloty v rychlosti, výšce a kurzu SR-71 byly také často dost, aby zkazily jakýkoli radarový zámek v letadle místy SAM nebo nepřátelskými stíhači. Při trvalé rychlosti vyšší než Mach 3,2 bylo letadlo rychlejší než nejrychlejší interceptor Sovětského svazu, Mikojan-Gurevič MiG-25, který také nemohl dosáhnout výšky SR-71. Během své životnosti nebyl nikdy sestřelen žádný SR-71.

Drak, přístřešek a přistávací zařízeníEdit

U většiny letadel bylo použití titanu omezeno souvisejícími náklady; obvykle se používal pouze u součástí vystavených nejvyšším teplotám, jako jsou kapotáže výfuků a náběžné hrany křídla. Na modelu SR-71 byl použit titan na 85% struktury, s velkou část zbytkových polymerních kompozitních materiálů. Pro kontrolu nákladů použil Lockheed snadněji zpracovatelnou titanovou slitinu, která měkla při nižší teplotě. Společnost Lockheed vyvinula nové výrobní metody, které se od té doby používají při výrobě jiných letadla. Lockheed zjistil, že praní svařovaného titanu vyžaduje destilovanou vodu, protože chlor přítomný ve vodě z vodovodu je korozivní; nebylo možné použít nástroje pokovené kadmiem, protože také způsobovaly korozi. Dalším problémem byla metalurgická kontaminace; v jednom okamžiku bylo z těchto důvodů odmítnuto 80% dodaného titanu pro výrobu.

Vysoké teploty generované za letu vyžadovaly speciální design a operační techniky. Hlavní části kůže vnitřních křídel byly zvlněné, ne hladké. Aerodynamicists zpočátku oponoval koncepci, pohrdavě odkazoval se na letadlo jako Mach 3 varianta 1920 éry Ford Trimotor, který byl známý pro jeho vlnitý hliníkový povrch. Teplo by způsobilo, že by se hladká pokožka rozdělila nebo zvlnila, zatímco zvlněná kůže se mohla rozpínat svisle i vodorovně a měla zvýšenou podélnou pevnost.

Trupové panely byly vyrobeny tak, aby přiléhaly pouze volně k letadlu na zemi. Správného vyrovnání bylo dosaženo, když se drak letadla zahřál a roztáhl se o několik palců. Z tohoto důvodu a kvůli chybějícímu systému těsnění paliva, který by zvládl expanzi draku letadla při extrémních teplotách, uniklo z letadla před vzletem palivo JP-7 na zem.

Vnější čelní sklo kokpit byl vyroben z křemene a byl ultrazvukem spojen s titanovým rámem. Teplota vnějšku čelního skla během mise dosáhla 600 ° F (316 ° C). Chlazení bylo prováděno cyklováním paliva za titanovými povrchy v hřbetech . Při přistání byla teplota vrchlíku přes 572 ° F (300 ° C).

Červené pruhy na některých SR-71 měly zabránit pracovníkům údržby v poškození kůže. Blízko středu trupu , zakřivená kůže byla tenká a jemná, bez podpory ze strukturálních žeber, která byla od sebe vzdálena několik stop.

Pneumatiky Blackbird, vyrobené společností BF Goodrich, obsahovaly hliník a byly naplněny dusíkem. Stáli 2 300 $ a obecně by vyžadovali výměnu do 20 misí. Blackbird přistál na více než 170 uzlech (200 mph; 310 km / h) a nasadil tažný padák, aby zastavil; skluz také působil na snížení namáhání pneumatik.

Akvizice titaniumEdit

Titanu bylo ve Spojených státech nedostatek, takže tým Skunk Works byl nucen hledat kov jinde. Velká část potřebného materiálu pocházela ze Sovětského svazu. Plukovník Rich Graham, pilot SR-71, popsal proces akvizice:

Letoun je zevnitř i zvenčí z 92% titanu. V době, kdy stavěli letadlo, Spojené státy neměly zásoby rudy – rudu zvanou rutilová ruda. Je to velmi písčitá půda a nachází se jen ve velmi málo částech světa. Hlavní dodavatel rudy byl SSSR. Prostřednictvím zemí třetího světa a falešných operací dokázali získat rutilovou rudu přepravenou do Spojených států za účelem výroby SR-71.

Zamezení tvaru a ohrožení Upravit

Druhý operační letoun navržený kolem tajného tvaru a materiálů letadla, po Lockheed A-12, měl SR-71 několik funkcí určených ke snížení jeho radarový podpis. SR-71 měl radarový průřez (RCS) kolem 110 čtverečních stop (10 m2). Čerpání z raných studií v technologii stealth radaru, které naznačovaly, že tvar se zploštělou zužující se stranou Odrazilo by většinu energie od místa původu radarového paprsku, inženýři přidali hřbety a naklonili vertikální ovládací plochy dovnitř. Speciální části pohlcující radar byly začleněny do sekcí kůže letadla ve tvaru pilovitých zubů. Přísady do paliva na bázi cesia byly použity k určitému snížení viditelnosti výfuků na radar, i když výfukové proudy zůstaly zcela zjevné. Kelly Johnson později připustil, že sovětská radarová technologie postupoval rychleji než stealth technologie použitá proti němu.

Model SR-71 obsahoval hřbety, pár ostrých hran vedoucích na zádi z obou stran nosu podél trupu. Na počátku A to nebylo -3 design; Frank Rodgers, lékař Vědeckého inženýrského institutu, přední organizace CIA, zjistil, že průřez koule měl výrazně snížený radarový odraz, a přizpůsobil trup válcového tvaru natažením po stranách trup. Poté, co poradní panel dočasně vybral design FISH společnosti Convair nad A-3 na základě RCS, společnost Lockheed přijala doporučení pro své návrhy A-4 až A-6.

Aerodynamici zjistili, že rýče generovaly silné víry a vytvářely další vztlak, což vedlo k neočekávanému zlepšení aerodynamického výkonu. Úhel dopadu delta křídel lze zmenšit pro větší stabilitu a menší odpor při vysokých rychlostech a větší nosnost, jako je palivo. Rychlost přistání byla také snížena, protože víry „čínských“ vytvářely turbulentní tok po křídlech ve vysokých úhlech náběhu, což znesnadňovalo zastavení. Čínské hřbety také fungovaly jako náběžné hrany, které zvyšují hbitost bojovníků, jako je F 5, F-16, F / A-18, MiG-29 a Su-27. Přidání hřbetů také umožnilo odstranění plánovaných předních větví kachny.

Přívody vzduchuEdit

přívody vzduchu umožňovaly SR-71 plavat rychlostí vyšší než Mach 3,2, přičemž vzduch při vstupu do motoru zpomalil na podzvukovou rychlost. Mach 3,2 byl konstrukčním bodem letadla, což byla jeho nejúčinnější rychlost. V praxi však SR- 71 byla někdy účinnější při ještě vyšších rychlostech – v závislosti na teplotě venkovního vzduchu – měřeno librami paliva spáleného na ujetou námořní míli. Během jedné mise letěl pilot SR-71 Brian Shul rychleji než obvykle vyhnout se více pokusům o odposlech; poté bylo zjištěno, že se tím snížila spotřeba paliva.

Na přední straně každého vstupu byl špičatý pohyblivý kužel zvaný „hrot“ (vstupní kužel) uzamčen v plné přední poloze na zemi a během podzvukového letu. Když letadlo zrychlilo kolem Macha 1,6, vnitřní jackscrew posunul hrot až do 26 in (66 cm) směrem dovnitř, řízený analogovým počítačem sání vzduchu, který zohledňoval pitot-statický systém, sklon, klopení, zatáčení a úhel náběhu . Přesunutím hrotu špičky přitáhli rázovou vlnu, která na ní jela, blíže ke vstupní kapotě, dokud se jen nepatrně nedotkla vnitřku kapoty. Tato poloha opakovaně odrážela rázovou vlnu hrotu mezi středovým tělem hrotu a vstupními vnitřními boky krytu a minimalizovala únik proudu vzduchu, který je příčinou úniku vzduchu. Vzduch nadzvukově zpomalil s konečnou rovinnou rázovou vlnou při vstupu do podzvukového difuzoru.

Za tímto normálním rázem je vzduch podzvukový. V rozbíhajícím se potrubí dále zpomaluje a při vstupu do kompresoru poskytuje požadovanou rychlost. Zachycení rázové vlny letadla ve vstupu se nazývá „spuštění vstupu“.Odvzdušňovací trubky a obtokové dveře byly navrženy do vstupních a motorových gondol, aby zvládly část tohoto tlaku a nastavily konečný ráz, aby umožnily zůstat „spuštěné“.

V prvních letech provozu byly analogové počítače ne vždy držet krok s rychle se měnícími vstupy prostředí pro let. Pokud by se vnitřní tlak stal příliš velkým a hrot by byl nesprávně umístěn, rázová vlna by náhle vyfoukla přední část vstupu, což by se nazývalo „rozběh vstupu“. Během unstartů byly přídavné spalování běžné. Asymetrický tah zbývajícího motoru by způsobil prudké vybočení letadla na jednu stranu. Vstupy SAS, autopilota a ručního ovládání by bojovaly proti stočení, ale extrémní úhel pod úhlem by často snížil proudění vzduchu v opačném motoru a stimuloval „sympatické stánky To generovalo rychlé protisměrné otáčení, často spojené s hlasitým „bouchajícím“ zvukem, a drsnou jízdu, během níž helmy posádky někdy narážely na střechy kokpitu. Jednou z reakcí na jedno spuštění bylo spuštění obou vstupů, aby se zabránilo vybočení, a poté oba restartovat. Po testování v aerodynamickém tunelu a počítačovém modelování testovacím centrem NASA Dryden nainstaloval Lockheed elektronické ovládání, které detekovalo podmínky rozběhu a provedlo tuto akci resetování bez zásahu pilota. Během odstraňování problémů s nezačátkem NASA také zjistila, že víry z nosních hřbetů vstupují do motoru a narušují účinnost motoru. NASA vyvinula počítač pro ovládání obtokových dveří motoru, který zvrátil tento problém a zlepšil účinnost. Počínaje rokem 1980 byl analogový systém řízení vstupu nahrazen digitálním systémem, který omezil počet instancí při spuštění.

EnginesEdit

SR-71 byl poháněn dvěma axiálními motory Pratt & Whitney J58 (označení společnosti JT11D-20) -proudové proudové motory. J58 byla významnou inovací éry, schopnou vyprodukovat statický tah 145 kN (32 500 lbf). Motor byl nejúčinnější kolem Machu 3,2, typické cestovní rychlosti Blackbirdu. Při vzletu poskytoval přídavné spalování 26% tahu. Tento podíl se postupně zvyšoval s rychlostí, dokud přídavné spalování neposkytovalo veškerý přítlak kolem Macha 3.

Vzduch byl zpočátku stlačován (a ohříván) vstupním hrotem a následným konvergenčním kanálem mezi středovým tělem a vstupním krytem. Generované rázové vlny zpomalily vzduch na podzvukovou rychlost vzhledem k motoru. Vzduch poté vstoupil do Část tohoto průtoku kompresoru (20% při jízdě) byla odstraněna po čtvrtém stupni kompresoru a přes šest obtokových trubek šla přímo do přídavného spalování. Vzduch procházející proudovým proudem byl dále stlačován zbývajícími pěti stupni kompresoru a poté bylo palivo ve spalovací komoře. Po průchodu turbínou vstoupil výfuk společně s odváděným vzduchem z kompresoru do přídavného spalování.

Kolem Mach 3 teplota stoupala od sání komprese, přidaná ke zvýšení teploty kompresoru motoru, snížila přípustný průtok paliva, protože teplotní limit turbíny se nezměnil. Rotující strojní zařízení produkovalo méně energie, ale stále dost na to, aby běželo při 100% otáčkách za minutu, čímž udržovalo konstantní průtok vzduchu skrz sání. Z rotujícího stroje se stal tažný předmět a tah motoru při vysokých rychlostech pocházel z nárůstu teploty přídavného spalování. Maximální rychlost letu byla omezena teplotou vzduchu vstupujícího do kompresoru motoru, který nebyl certifikován pro teploty nad 430 ° C.

Původně byly motory Black58 J58 spouštěny asistence dvou spalovacích motorů Buick Wildcat V8, externě namontovaných na vozidle označovaném jako „startovací vozík“ AG330. Startovací vozík byl umístěn pod J58 a dva motory Buick poháněly jeden vertikální hnací hřídel připojený k J58 motor a roztočil jej na více než 3 200 ot / min, kdy se turbojet mohl udržet sám. Jakmile byl spuštěn první motor J58, byl vozík přemístěn, aby nastartoval druhý motor J58 letadla. Pozdější startovací vozíky používaly motory Chevrolet big-block V8. Nakonec byl vyvinut tichší pneumatický startovací systém pro použití na hlavních operačních základnách. Startovací vozy V8 zůstaly na místech odklonu přistání, které nebyly vybaveny pneumatickým systémem.

FuelEdit

Bylo zkoumáno několik exotických paliv pro Kos. Byl zahájen vývoj uhelné elektrárny, ale Johnson zjistil, že částice uhlí poškodily důležité součásti motoru. Výzkum byl prováděn na pohonné jednotce na kapalný vodík, ale nádrže pro skladování kryogenního vodíku nebyly vhodné velikosti ani tvaru. V praxi Blackbird spálil poněkud konvenční JP-7, což bylo obtížné zapálit. Ke spuštění motorů byl vstřikován triethylboran (TEB), který se vznítí při kontaktu se vzduchem, aby vytvořil teploty dostatečně vysoké, aby vznítily JP-7. TEB vyprodukoval charakteristický zelený plamen, který bylo často vidět při zapalování motoru.

Při typické misi SR-71 letoun vzlétl pouze s částečným zatížením palivem, aby se snížilo namáhání brzd a pneumatik během vzletu a také zajistit, aby mohl úspěšně vzlétnout, pokud by selhal jeden motor. Výsledkem bylo, že SR-71 byly obvykle natankovány bezprostředně po vzletu. To vedlo k mylné představě, že letadlo vyžadovalo okamžité doplnění paliva po vzletu kvůli úniku palivových nádrží. Úniky však byly měřeny v kapkách za minutu a nebyly významné ve srovnání s celkovou kapacitou. SR-71 také vyžadoval doplňování paliva během letu za účelem doplnění paliva během dlouhodobých misí. Nadzvukové lety obvykle netrvaly déle než 90 minut, než pilot musel najít tanker.

K doplnění paliva do SR-71 byly zapotřebí speciální tankery KC-135Q. KC-135Q měl upravený vysokorychlostní výložník, který umožňoval tankování Blackbirdu při téměř rychlosti letu tankeru s minimálním třepetáním. Tanker měl také speciální palivové systémy pro pohyb JP-4 (pro samotný KC-135Q ) a JP-7 (pro SR-71) mezi různými nádržemi. Jako pomoc pilotovi při doplňování paliva byl kokpit vybaven displejem horizontu horizontálního vidění. Tento neobvyklý přístroj promítal sotva viditelnou linii umělého horizontu přes horní část celý přístrojový panel, který dal pilotovi podprahové podněty k postoji letadel.

Astro-inerciální navigační systémEdit

Nortronics, divize vývoje elektroniky společnosti Northrop Corporation, vyvinula astro-inerciální naváděcí systém (ANS), který dokázal korigovat chyby inerciálního navigačního systému pomocí nebeských pozorování, pro raketu SM-62 Snark a samostatný systém pro nešťastnou raketu AGM-48 Skybolt, která byla upravena pro SR- 71.

Před startem prima Ry zarovnání přineslo setrvačné součásti ANS na vysokou míru přesnosti. Za letu ANS, která seděla za důstojníkem průzkumných systémů (RSO), sledovala hvězdy kruhovým křemenným oknem na horním trupu. Jeho sledovač zdrojů „modrého světla“, který mohl vidět hvězdy jak ve dne, tak v noci, nepřetržitě sledoval různé hvězdy, protože je zobrazovala měnící se poloha letadla. Efemeridy digitálního počítače systému obsahovaly data na seznamu hvězd používaných pro nebeskou navigaci: seznam nejprve obsahoval 56 hvězd a později byl rozšířen na 61. ANS mohla dodávat nadmořskou výšku a polohu ovládacím prvkům letu a dalším systémům, včetně záznamníku dat mise, automatické navigace k přednastaveným cílovým bodům, automatického ukazování a ovládání kamer a senzorů a optické nebo SLR zaměřování pevných bodů načtených do ANS před vzletem. Podle Richarda Grahama, bývalého pilota SR-71, byl navigační systém dost dobrý na to, aby omezil drift na 300 m mimo směr jízdy na Mach 3.

Senzory a užitečné zatíženíEdit

SR -71 původně zahrnovalo optické / infračervené zobrazovací systémy; boční pohled na palubní radar (SLAR); systémy sběru elektronické inteligence (ELINT); obranné systémy pro boj proti raketovým a vzdušným stíhačům; a zapisovače dat SLAR, ELINT a údržby. SR-71 nesl sledovací kameru Fairchild a infračervenou kameru, obě běžely během celé mise.

Jelikož SR-71 měla za pilotem RSO druhý kokpit, nemohla nést hlavní senzor A-12, jediná optická kamera s velkou ohniskovou vzdáleností, která seděla v „Q-Bay“ za kokpitem A-12. Místo toho mohly být kamerové systémy SR-71 umístěny buď v trupu, nebo v odnímatelné části nosu / hřbetu. Širokoúhlé snímkování poskytovaly dvě kamery Itek s operačními objektivy, které poskytovaly stereofonní snímky po celé šířce letová dráha nebo kamera Itek Optical Bar Camera, která poskytovala nepřetržité pokrytí od obzoru k obzoru. Bližší pohled na cílovou oblast poskytla kamera HYCON Technical Objective Camera (TEOC), kterou bylo možné nasměrovat až do 45 ° vlevo nebo vpravo od středové čáry.Zpočátku se TEOC nemohly shodovat s rozlišením větší kamery A-12, ale tento výkon vylepšila rychlá vylepšení jak kamery, tak filmu.

SLAR, postavený společností Goodyear Aerospace, mohl být přenesen do V pozdějším životě byl radar nahrazen radarovým systémem Advanced Synthetic Aperture Radar System společnosti Loral (ASARS-1). První SLAR i ASARS-1 byly zobrazovací systémy pro mapování země, které sbíraly data buď ve fixních řádcích vlevo nebo vpravo od středové čáry nebo z místního místa pro vyšší rozlišení. Systémy shromažďování ELINT, nazývané Electro Magnetic Reconnaissance System, postavené AIL, mohly být přepravovány v šachtech pro analýzu procházejících elektronických signálních polí a byly naprogramovány tak, aby identifikovaly položky zájmu.

Přes jeho provoz Blackbird provedl různá elektronická protiopatření (ECM), včetně varovných a aktivních elektronických systémů vytvořených několika společnostmi ECM a nazývaných systémy A, A2, A2C, B, C, C2, E, G, H a M. mise, letadlo neslo několik z těchto frekvenčních / účelných užitečných zatížení, aby splnilo očekávané hrozby. Major Jerry Crew, RSO, řekl společnosti Air & Space / Smithsonian, že se pomocí rušičky pokusil zmást raketové střely země-vzduch, když jejich posádky sledovaly jeho letadlo, ale jakmile jeho přijímač varování před hrozbou mu řekl, že byla vystřelena raketa, vypnul rušičku, aby zabránil navádění rakety na její signál. Po přistání byly informace ze SLAR, sběrných systémů ELINT a záznamníku údajů o údržbě podrobeny pozemní analýze po letu. V pozdějších letech své provozní životnosti mohl systém datových linek odesílat data ASARS-1 a ELINT z přibližně 2 000 km (3 700 km) pokrytí trati na vhodně vybavenou pozemní stanici.

Life supportEdit

létání na 80 000 stop (24 000 m) znamenalo, že posádky nemohly používat standardní masky, které nemohly poskytnout dostatek kyslíku nad 43 000 stop (13 000 m). Specializované ochranné přetlakové obleky byly vyrobeny pro členy posádky společností David Clark Company pro A-12, YF-12, M-21 a SR-71. Kromě toho by nouzové vystřelení na Mach 3,2 vystavilo posádky teplotám asi 230 ° C; během scénáře vysunutí z vysoké nadmořské výšky by tedy palubní přívod kyslíku udržoval oblek pod tlakem během sestupu.

V kokpitu bylo možné natlakovat do výšky 10 000 nebo 26 000 stop (3 000 nebo 8 000 m) během let. Kabina potřebovala těžký chladicí systém, protože plavba na Machu 3,2 by zahřála vnější povrch letadla výrazně nad 260 ° C a vnitřek čelního skla na 250 ° F (120 ° C). klimatizace použila tepelný výměník k odvedení tepla z kokpitu do paliva před spalováním. Stejný klimatizační systém byl také použit k udržení chladné pozice předního (nosního) podvozku, což eliminuje potřebu speciálního hliníku impregnovaného pneumatiky podobné těm, které se používají na hlavním podvozku.

Piloti kosů a RSO dostávali jídlo a pití pro dlouhé průzkumné lety. Láhve s vodou měly dlouhé brčka, které členové posádky vedli do otvoru v přilbě pohledem v zrcadle. Potraviny byly obsaženy v zapečetěných nádobách podobných tubám na zubní pasty, které dodávaly jídlo do úst člena posádky otvorem helmy.