Lockheed SR-71 Blackbird (Italiano)

Panoramica Modifica

LSR-71 è stato progettato per il volo a oltre Mach 3 con un equipaggio di due persone in cabina di pilotaggio in tandem, con il pilota nella cabina di pilotaggio anteriore e lufficiale dei sistemi di ricognizione che gestisce i sistemi di sorveglianza e attrezzature dalla cabina di pilotaggio posteriore e dirigere la navigazione sulla traiettoria di volo della missione. LSR-71 è stato progettato per ridurre al minimo la sua sezione trasversale radar, un primo tentativo di progettazione invisibile. Gli aerei finiti sono stati dipinti di un blu scuro, quasi nero, per aumentare lemissione di calore interno e per fungere da mimetismo contro il cielo notturno. Il colore scuro ha portato al soprannome del velivolo “Blackbird”.

Mentre lSR-71 trasportava contromisure radar per eludere gli sforzi di intercettazione, la sua più grande protezione era la sua combinazione di alta quota e altissima velocità, che ha reso è quasi invulnerabile. Insieme alla sua bassa sezione trasversale radar, queste qualità hanno dato un tempo molto breve a un sito missilistico superficie-aria (SAM) nemico per acquisire e tracciare laereo sul radar. Nel momento in cui il sito SAM poteva tracciare lSR-71, era spesso troppo tardi per lanciare un SAM e lSR-71 sarebbe fuori portata prima che il SAM potesse raggiungerlo. Se il sito SAM potesse seguire lSR-71 e attivare un SAM in tempo , il SAM spenderebbe quasi tutto il delta-v delle sue fasi di spinta e sostegno appena raggiungendo laltitudine dellSR-71; a questo punto, fuori spinta, potrebbe fare poco più che seguire il suo arco balistico. La semplice accelerazione sarebbe tipicamente sufficiente per un SR-71 per eludere un SAM; anche le modifiche apportate dai piloti alla velocità, allaltitudine e alla direzione dellSR-71 erano spesso sufficienti a rovinare qualsiasi blocco radar sullaereo da parte di siti SAM o caccia nemici. A velocità sostenute superiori a Mach 3.2, laereo era più veloce di l “intercettore più veloce dellUnione Sovietica, il Mikoyan-Gurevich MiG-25, che non poteva raggiungere laltitudine dellSR-71”. Durante la sua vita di servizio, nessun SR-71 è mai stato abbattuto.

Struttura del velivolo, tettuccio e carrello di atterraggio Modifica

Sulla maggior parte degli aeromobili, luso del titanio era limitato dai costi coinvolti; era generalmente utilizzato solo in componenti esposti alle temperature più elevate, come le carenature degli scarichi e i bordi dattacco ali. SullSR-71, il titanio è stato utilizzato per l85% della struttura, con gran parte del resto dei materiali compositi polimerici. Per controllare i costi, Lockheed ha utilizzato una lega di titanio più facilmente lavorabile che si ammorbidiva a una temperatura più bassa. Lockheed per sviluppare nuovi metodi di fabbricazione, che da allora sono stati utilizzati nella fabbricazione di altri aeromobili. Lockheed ha scoperto che il lavaggio del titanio saldato richiede acqua distillata, poiché il cloro presente nellacqua del rubinetto è corrosivo; Non è stato possibile utilizzare strumenti placcati in cadmio, poiché hanno anche causato corrosione. La contaminazione metallurgica era un altro problema; a un certo punto, l80% del titanio fornito per la produzione è stato rifiutato per questi motivi.

Le alte temperature generate in volo richiedevano tecniche di progettazione e operative speciali. Le sezioni principali della pelle delle ali interne erano ondulate, non lisce. Gli aerodinamici inizialmente si opposero al concetto, riferendosi in modo sprezzante allaereo come una variante Mach 3 del Ford Trimotor degli anni 20, noto per la sua pelle di alluminio ondulato. Il calore avrebbe causato la spaccatura o larricciatura di una pelle liscia, mentre la pelle ondulata poteva espandersi verticalmente e orizzontalmente e aveva una maggiore resistenza longitudinale.

I pannelli della fusoliera sono stati fabbricati per adattarsi solo liberamente al velivolo a terra. Il corretto allineamento è stato ottenuto quando la cellula si è riscaldata e si è espansa di diversi pollici. Per questo motivo, e per la mancanza di un sistema di tenuta del carburante in grado di gestire lespansione della cellula a temperature estreme, laereo ha fatto fuoriuscire carburante JP-7 a terra prima del decollo.

Il parabrezza esterno di labitacolo era in quarzo ed era fuso ad ultrasuoni al telaio in titanio. La temperatura dellesterno del parabrezza ha raggiunto i 600 ° F (316 ° C) durante una missione. Il raffreddamento è stato effettuato facendo circolare il carburante dietro le superfici in titanio nelle sponde . Allatterraggio, la temperatura della vela era superiore a 300 ° C (572 ° F).

Le strisce rosse presenti su alcuni SR-71 avevano lo scopo di impedire agli addetti alla manutenzione di danneggiare la pelle. Vicino al centro della fusoliera , la pelle curva era sottile e delicata, senza supporto dalle nervature strutturali, distanziate di diversi piedi luna dallaltra.

Gli pneumatici del Blackbird, prodotti da BF Goodrich, contenevano alluminio ed erano riempiti di azoto. Costano $ 2.300 e generalmente richiedono la sostituzione entro 20 missioni. Il Blackbird è atterrato a oltre 170 nodi (200 mph; 310 km / h) e ha dispiegato un paracadute di resistenza per fermarsi; lo scivolo ha anche agito per ridurre lo stress sui pneumatici.

Acquisizione di titaniumEdit

Il titanio scarseggiava negli Stati Uniti, quindi il team di Skunk Works è stato costretto a cercare il metallo altrove. Gran parte del materiale necessario proveniva dallUnione Sovietica. Il colonnello Rich Graham, pilota dellSR-71, ha descritto il processo di acquisizione:

Laereo è al 92% di titanio dentro e fuori. Ai tempi in cui stavano costruendo laereo, gli Stati Uniti non avevano le scorte di minerale – un minerale chiamato minerale rutilo. È un terreno molto sabbioso e si trova solo in pochissime parti del mondo. Il principale fornitore del minerale. era lUnione Sovietica. Lavorando attraverso paesi del Terzo Mondo e operazioni fasulle, furono in grado di far spedire il minerale rutilo negli Stati Uniti per costruire lSR-71.

Forma e prevenzione delle minacceModifica

Il secondo velivolo operativo progettato attorno a una forma e ai materiali di un velivolo stealth, dopo il Lockheed A-12, lSR-71 aveva diverse caratteristiche progettate per ridurre la sua firma radar. LSR-71 aveva una sezione trasversale radar (RCS) di circa 110 piedi quadrati (10 m2). Attingendo ai primi studi sulla tecnologia radar stealth, che indicavano che una forma con sid appiattito e affusolato Gli ingegneri avrebbero riflesso la maggior parte dellenergia lontano dal luogo di origine del raggio radar, gli ingegneri hanno aggiunto spigoli e inclinato le superfici di controllo verticali verso linterno. Speciali materiali di assorbimento radar sono stati incorporati nelle sezioni a dente di sega della pelle dellaereo. Additivi per carburante a base di cesio sono stati utilizzati per ridurre in qualche modo la visibilità dei pennacchi di scarico al radar, sebbene i flussi di scarico siano rimasti piuttosto evidenti. Kelly Johnson ha successivamente ammesso che la tecnologia radar sovietica avanzò più velocemente della tecnologia stealth impiegata contro di essa.

LSR-71 presentava spigoli, un paio di spigoli vivi che conducevano a poppa da entrambi i lati del muso lungo la fusoliera. Questi non erano una caratteristica del primo A -3 design; Frank Rodgers, un medico dello Scientific Engineering Institute, unorganizzazione di facciata della CIA, scoprì che una sezione trasversale di una sfera aveva un riflesso radar notevolmente ridotto e adattò una fusoliera di forma cilindrica allungando i lati del fusoliera. Dopo che il comitato consultivo ha provvisoriamente selezionato il design FISH di Convair sullA-3 sulla base di RCS, Lockheed ha adottato le chine per i suoi modelli da A-4 ad A-6.

Gli aerodinamici hanno scoperto che gli spigoli generavano potenti vortici e creavano portanza aggiuntiva, portando a miglioramenti inaspettati delle prestazioni aerodinamiche. Langolo di incidenza delle ali delta potrebbe essere ridotto per una maggiore stabilità e meno resistenza alle alte velocità, e più peso trasportato, come il carburante. Anche le velocità di atterraggio furono ridotte, poiché i vortici degli spigoli creavano un flusso turbolento sulle ali ad angoli di attacco elevati, rendendo più difficile lo stallo. Gli spigoli agivano anche come estensioni del bordo dattacco, che aumentano lagilità di combattenti come gli F- 5, F-16, F / A-18, MiG-29 e Su-27. Laggiunta di spigoli ha anche permesso la rimozione delle piane anteriori del canard previste.

Prese dariaModifica

Il Le prese daria consentivano allSR-71 di navigare a oltre Mach 3.2, con laria che rallentava a velocità subsonica quando entrava nel motore. Mach 3.2 era il punto di progettazione per laereo, la sua velocità più efficiente. Tuttavia, in pratica lSR- 71 a volte era più efficiente a velocità ancora più elevate, a seconda della temperatura dellaria esterna, misurata in libbre di carburante bruciato per miglio nautico percorso. Durante una missione, il pilota dellSR-71 Brian Shul ha volato più velocemente del solito evitare più tentativi di intercettazione; in seguito, si è scoperto che questo aveva ridotto il consumo di carburante.

Nella parte anteriore di ogni ingresso, un cono appuntito e mobile chiamato “spike” (cono di ingresso) era bloccato nella sua posizione completamente avanzata sul terreno e durante il volo subsonico. Quando laereo ha accelerato oltre Mach 1.6, un martinetto interno ha spostato la punta fino a 26 pollici (66 cm) verso linterno, diretta da un computer analogico di ingresso dellaria che ha tenuto conto del sistema pitot-statico, beccheggio, rollio, imbardata e angolo di attacco . Spostando la punta della punta, londa durto che la percorreva si avvicinava alla carenatura di ingresso fino a toccare leggermente linterno della carenatura. Questa posizione rifletteva ripetutamente londa durto del picco tra il corpo centrale del picco e i lati della calandra interna dellingresso e riduceva al minimo la fuoriuscita del flusso daria che è la causa della resistenza della fuoriuscita. Laria ha rallentato in modo supersonico con unonda durto piana finale allingresso del diffusore subsonico.

A valle di questo shock normale, laria è subsonica. Decelera ulteriormente nel condotto divergente per fornire la velocità richiesta allingresso del compressore. La cattura dellonda durto dellaereo allinterno dellingresso è chiamata “avvio dellingresso”.I tubi di spurgo e gli sportelli di bypass sono stati progettati nelle gondole di ingresso e del motore per gestire parte di questa pressione e per posizionare lammortizzatore finale in modo che lingresso rimanga “avviato”.

Nei primi anni di funzionamento, i computer analogici non sarebbe sempre al passo con i rapidi cambiamenti degli input ambientali di volo. Se le pressioni interne diventassero troppo grandi e il picco fosse posizionato in modo errato, londa durto spingerebbe improvvisamente fuori dalla parte anteriore dellingresso, chiamato “inlet unstart”. Durante le partenze, le estinzioni del postbruciatore erano comuni. La spinta asimmetrica del motore rimanente causerebbe unimbardata violenta del velivolo da un lato. SAS, autopilota e input di controllo manuale combatterebbero limbardata, ma spesso lestremo fuori angolo ridurrebbe il flusso daria nel motore opposto e stimolerebbe “stalli simpatici Questo ha generato un rapido contro-imbardata, spesso accoppiato a forti rumori di “colpi”, e una corsa approssimativa durante la quale i caschi degli equipaggi a volte colpivano le tettoie della cabina di pilotaggio. Una risposta a un singolo unstart era sbloccare entrambi gli ingressi per evitare limbardata, quindi riavviarli entrambi. Dopo i test in galleria del vento e la modellazione al computer da parte del centro di test Dryden della NASA, Lockheed ha installato un controllo elettronico per rilevare le condizioni di riavvio ed eseguire questa azione di ripristino senza lintervento del pilota. Durante la risoluzione dei problemi del problema di unstart, la NASA ha anche scoperto che i vortici dalle spigoli del naso stavano entrando nel motore e interferendo con lefficienza del motore. La NASA ha sviluppato un computer per controllare le porte di bypass del motore che ha contrastato questo problema e migliorato lefficienza. A partire dal 1980, il sistema di controllo dellingresso analogico è stato sostituito da un sistema digitale, che ha ridotto le istanze di riavvio.

EnginesEdit

LSR-71 era alimentato da due Pratt & Whitney J58 (designazione azienda JT11D-20) assiali motori a turbogetto a flusso elevato. Il J58 era una notevole innovazione dellepoca, in grado di produrre una spinta statica di 32.500 lbf (145 kN). Il motore era più efficiente intorno a Mach 3.2, la velocità di crociera tipica del Blackbird. Al decollo, il postbruciatore forniva il 26% della spinta. Questa proporzione aumentava progressivamente con la velocità fino a quando il postbruciatore forniva tutta la spinta a circa Mach 3.

Laria è stata inizialmente compressa (e riscaldata) dal picco di ingresso e dal successivo condotto convergente tra il corpo centrale e il camino di ingresso. Le onde durto generate hanno rallentato laria a velocità subsoniche rispetto al motore. Laria è quindi entrata nel compressore del motore. Parte di questo flusso del compressore (20% durante la crociera) è stato rimosso dopo il quarto stadio del compressore ed è andato direttamente al postcombustore attraverso sei tubi di bypass. Laria che passa attraverso il turbogetto è stata ulteriormente compressa dai restanti cinque stadi del compressore e aggiunto nella camera di combustione. Dopo aver attraversato la turbina, lo scarico, insieme allaria di spurgo del compressore, è entrato nel postcombustore.

Intorno a Mach 3, la temperatura sale dallaspirazione la compressione, aggiunta allaumento della temperatura del compressore del motore, riduceva il flusso di carburante consentito perché il limite di temperatura della turbina non cambiava. La macchina rotante produceva meno potenza, ma comunque sufficiente per funzionare al 100% RPM, mantenendo così costante il flusso daria attraverso laspirazione. La macchina rotante era diventata un elemento di trascinamento e la spinta del motore alle alte velocità proveniva dallaumento della temperatura del postcombustore. La velocità massima di volo era limitata dalla temperatura dellaria che entrava nel compressore del motore, che non era certificata per temperature superiori a 800 ° F (430 ° C).

In origine, i motori J58 di Blackbird venivano avviati con lassistenza di due motori a combustione interna Buick Wildcat V8, montati esternamente su un veicolo denominato “carrello di avviamento” AG330. Il carrello di avviamento era posizionato sotto il J58 ei due motori Buick alimentavano un unico albero di trasmissione verticale collegato al J58 motore e facendolo girare a oltre 3.200 giri / min, a quel punto il turbogetto poteva autosostenersi. Una volta avviato il primo motore J58, il carrello è stato riposizionato per avviare laltro motore J58 dellaereo. I carrelli di avvio successivi utilizzavano motori Chevrolet V8 big-block. Alla fine, è stato sviluppato un sistema di avviamento pneumatico più silenzioso da utilizzare nelle principali basi operative. I carrelli di avviamento V8 sono rimasti nei punti di atterraggio di deviazione non dotati del sistema pneumatico.

FuelEdit

Diversi combustibili esotici furono studiati per il Blackbird. Lo sviluppo è iniziato su una centrale elettrica a fanghi di carbone, ma Johnson ha stabilito che le particelle di carbone hanno danneggiato importanti componenti del motore. La ricerca è stata condotta su un propulsore a idrogeno liquido, ma i serbatoi per lo stoccaggio dellidrogeno criogenico non erano di dimensioni o forma adeguate. In pratica, il Blackbird brucerebbe JP-7 un po convenzionale, che era difficile da accendere. Per avviare i motori, è stato iniettato trietilborano (TEB), che si accende a contatto con laria, per produrre temperature sufficientemente elevate da accendere il JP-7. Il TEB produceva una caratteristica fiamma verde, che spesso poteva essere vista durante laccensione del motore.

In una tipica missione SR-71, laereo decollava con un carico di carburante solo parziale per ridurre lo stress su freni e pneumatici durante il decollo e assicurarsi che possa decollare con successo in caso di guasto di un motore. Di conseguenza, gli SR-71 venivano in genere riforniti immediatamente dopo il decollo. Ciò ha portato allidea sbagliata che laereo necessiti di rifornimento immediato dopo il decollo a causa di perdite dai serbatoi di carburante. Tuttavia, le perdite sono state misurate in gocce al minuto e non erano significative rispetto alla capacità complessiva. LSR-71 richiedeva anche il rifornimento in volo per rifornire di carburante durante le missioni di lunga durata. I voli supersonici in genere duravano non più di 90 minuti prima che il pilota dovesse trovare una petroliera.

Per rifornire lSR-71 erano necessari petroliere KC-135Q specializzate. Il KC-135Q aveva un boom ad alta velocità modificato, che avrebbe consentito il rifornimento del Blackbird quasi alla velocità massima della petroliera con il minimo flutter. La petroliera aveva anche sistemi di alimentazione speciali per spostare JP-4 (per lo stesso KC-135Q ) e JP-7 (per lSR-71) tra diversi serbatoi. Per aiutare il pilota durante il rifornimento, labitacolo era dotato di un display dellorizzonte a visione periferica. Questo insolito strumento proiettava una linea dellorizzonte artificiale appena visibile attraverso la parte superiore del lintero cruscotto, che dava al pilota indicazioni subliminali sullassetto del velivolo.

Sistema di navigazione astro-inerzialeModifica

Nortronics, la divisione di sviluppo dellelettronica della Northrop Corporation, aveva sviluppato un astro-inerziale sistema di guida (ANS), che poteva correggere gli errori del sistema di navigazione inerziale con osservazioni celesti, per il missile SM-62 Snark, e un sistema separato per lo sfortunato missile AGM-48 Skybolt, questultimo adattato per lSR- 71.

Prima del decollo, una prima Lallineamento ha portato i componenti inerziali dellANS ad un elevato grado di precisione. In volo, lANS, che sedeva dietro la posizione dellufficiale dei sistemi di ricognizione (RSO), seguiva le stelle attraverso una finestra circolare di vetro al quarzo sulla parte superiore della fusoliera. Il suo inseguitore di stelle sorgente di “luce blu”, che poteva vedere le stelle sia di giorno che di notte, seguiva continuamente una varietà di stelle man mano che la posizione mutevole del velivolo le mostrava. Le effemeridi del computer digitale del sistema contenevano dati in un elenco di stelle utilizzate per la navigazione celeste: lelenco comprendeva prima 56 stelle, poi è stato ampliato a 61. LANS poteva fornire altitudine e posizione ai controlli di volo e ad altri sistemi, incluso il registratore dei dati di missione, navigazione automatica verso punti di destinazione preimpostati, puntamento automatico e controllo di telecamere e sensori e avvistamento ottico o SLR di punti fissi caricati nellANS prima del decollo. Secondo Richard Graham, un ex pilota dellSR-71, il sistema di navigazione era abbastanza buono da limitare la deriva a 300 m dalla direzione di marcia a Mach 3.

Sensori e carichi utiliModifica

SR -71 originariamente includevano sistemi di immagini ottiche / infrarossi; radar aviotrasportato laterale (SLAR); sistemi di raccolta di intelligenza elettronica (ELINT); sistemi difensivi per contrastare missili e caccia aviotrasportati; e registratori per SLAR, ELINT e dati di manutenzione. LSR-71 trasportava una videocamera di localizzazione Fairchild e una videocamera a infrarossi, che funzionavano entrambe durante lintera missione.

Poiché lSR-71 aveva una seconda cabina di pilotaggio dietro il pilota per lRSO, non poteva trasportare Il sensore principale dellA-12 “, una singola telecamera ottica di grande lunghezza focale che si trovava nel” Q-Bay “dietro la cabina di pilotaggio dellA-12”. Invece, i sistemi di telecamere dellSR-71 potrebbero essere posizionati nelle spigoli della fusoliera o nella sezione naso / spigolo rimovibile. Limaging ad ampia area è stato fornito da due delle fotocamere per obiettivi operativi di Itek, che hanno fornito immagini stereo su tutta la larghezza di la traccia di volo, o una fotocamera a barra ottica Itek, che ha fornito una copertura continua da orizzonte a orizzonte. Una visione più ravvicinata dellarea target è stata fornita dalla HYCON Technical Objective Camera (TEOC), che poteva essere diretta fino a 45 ° a sinistra oa destra della linea centrale.Inizialmente, i TEOC non potevano eguagliare la risoluzione della fotocamera più grande dellA-12 “, ma rapidi miglioramenti sia della fotocamera che della pellicola hanno migliorato queste prestazioni.

SLAR, costruito da Goodyear Aerospace, poteva essere trasportato il naso rimovibile. In età avanzata, il radar è stato sostituito dal sistema radar ad apertura sintetica avanzata di Loral (ASARS-1). Sia il primo SLAR che lASARS-1 erano sistemi di imaging di mappatura del suolo, che raccoglievano dati in andane fisse a sinistra oa destra della linea centrale o da una posizione spot per una risoluzione più elevata. I sistemi di raccolta ELINT, chiamati Electro Magnetic Reconnaissance System, costruiti da AIL potevano essere trasportati nelle baie spigolose per analizzare i campi di segnali elettronici attraversati e sono stati programmati per identificare gli elementi di interesse.

vita, il Blackbird trasportava varie contromisure elettroniche (ECM), inclusi sistemi elettronici attivi e di avvertimento costruiti da diverse società ECM e chiamati Sistemi A, A2, A2C, B, C, C2, E, G, H e M. Su un dato missione, un aereo trasportava molti di questi carichi utili di frequenza / scopo per far fronte alle minacce previste. Il maggiore Jerry Crew, un RSO, ha detto ad Air & Space / Smithsonian di aver usato un jammer per cercare di confondere i siti missilistici terra-aria mentre i loro equipaggi seguivano il suo aereo, ma una volta il suo Il ricevitore che avvisa le minacce gli ha detto che era stato lanciato un missile, ha spento il jammer per evitare che il missile raggiungesse il suo segnale. Dopo latterraggio, le informazioni provenienti dallo SLAR, dai sistemi di raccolta ELINT e dal registratore dei dati di manutenzione sono state sottoposte ad analisi a terra post-volo. Negli ultimi anni della sua vita operativa, un sistema di collegamento dati potrebbe inviare dati ASARS-1 ed ELINT da circa 2.000 nmi (3.700 km) di copertura del binario a una stazione di terra adeguatamente attrezzata.

Supporto vitaleEdit

Volo a 80.000 piedi (24.000 m) significava che gli equipaggi non potevano usare maschere standard, che non potevano fornire abbastanza ossigeno al di sopra di 43.000 piedi (13.000 m). Tute protettive pressurizzate specializzate sono state prodotte per i membri dellequipaggio dalla David Clark Company per A-12, YF-12, M-21 e SR-71. Inoltre, unespulsione di emergenza a Mach 3.2 sottoporrebbe gli equipaggi a temperature di circa 450 ° F (230 ° C); quindi, durante uno scenario di espulsione ad alta quota, una fornitura di ossigeno a bordo manterrebbe pressurizzata la tuta durante la discesa.

Labitacolo potrebbe essere pressurizzato a unaltitudine di 10.000 o 26.000 piedi (3.000 o 8.000 m) durante volo. La cabina necessitava di un sistema di raffreddamento per impieghi gravosi, poiché la navigazione a Mach 3.2 avrebbe riscaldato la superficie esterna del velivolo ben oltre i 500 ° F (260 ° C) e linterno del parabrezza a 250 ° F (120 ° C). il condizionatore daria utilizzava uno scambiatore di calore per scaricare il calore dallabitacolo nel carburante prima della combustione. Lo stesso sistema di aria condizionata era utilizzato anche per mantenere fresco il vano del carrello di atterraggio anteriore (muso), eliminando così la necessità dello speciale impregnato di alluminio pneumatici simili a quelli utilizzati sul carrello di atterraggio principale.

Ai piloti Blackbird e agli RSO venivano forniti cibo e bevande per i lunghi voli di ricognizione. Le bottiglie dacqua avevano lunghe cannucce che i membri dellequipaggio guidavano in unapertura nel casco guardando in uno specchio. Il cibo era contenuto in contenitori sigillati simili a tubetti di dentifricio che portavano il cibo alla bocca del membro dellequipaggio attraverso lapertura del casco.