Lockheed SR-71 Blackbird (Español)

OverviewEdit

El SR-71 fue diseñado para volar a más de Mach 3 con una tripulación de vuelo de dos cabinas en tándem, con el piloto en la cabina delantera y el oficial de sistemas de reconocimiento operando los sistemas de vigilancia y equipo de la cabina trasera, y dirección de navegación en la trayectoria de vuelo de la misión. El SR-71 fue diseñado para minimizar la sección transversal de su radar, un primer intento de diseño sigiloso. Los aviones terminados se pintaron de azul oscuro, casi negro, para aumentar la emisión de calor interno y actuar como camuflaje contra el cielo nocturno. El color oscuro llevó al apodo de la aeronave «Blackbird».

Si bien el SR-71 llevaba contramedidas de radar para evadir los esfuerzos de interceptación, su mayor protección era su combinación de gran altitud y muy alta velocidad, lo que hizo Es casi invulnerable. Junto con su baja sección transversal de radar, estas cualidades dieron muy poco tiempo para que un sitio enemigo de misiles tierra-aire (SAM) adquiriera y rastreara la aeronave en el radar. Para cuando el sitio SAM pudiera rastrear SR-71, a menudo era demasiado tarde para lanzar un SAM, y el SR-71 estaría fuera de alcance antes de que el SAM pudiera alcanzarlo. Si el sitio SAM pudiera rastrear el SR-71 y disparar un SAM a tiempo , el SAM gastaría casi todo el delta-v de sus fases de impulso y sostenimiento apenas alcanzando la altitud del SR-71; en este punto, fuera de empuje, podría hacer poco más que seguir su arco balístico. El simple hecho de acelerar normalmente sería suficiente para que un SR-71 evadiera un SAM; Los cambios de los pilotos en la velocidad, altitud y rumbo del SR-71 también eran a menudo suficientes para estropear cualquier bloqueo de radar en el avión por los sitios SAM o los cazas enemigos. A velocidades sostenidas de más de Mach 3.2, el avión era más rápido que El interceptor más rápido de la Unión Soviética, el Mikoyan-Gurevich MiG-25, que tampoco pudo alcanzar la altitud del SR-71. Durante su vida útil, ningún SR-71 fue derribado.

Fuselaje, capota y tren de aterrizajeEditar

En la mayoría de las aeronaves, el uso de titanio estaba limitado por los costos involucrados; generalmente se usaba solo en componentes expuestos a las temperaturas más altas, como carenados de escape y bordes de ataque de En el SR-71, se usó titanio para el 85% de la estructura, con gran parte del resto de materiales compuestos de polímero. Para controlar los costos, Lockheed usó una aleación de titanio más fácil de trabajar que se ablandó a una temperatura más baja. Lockheed para desarrollar nuevos métodos de fabricación, que desde entonces se han utilizado en la fabricación de otros aviones. Lockheed descubrió que el lavado de titanio soldado requiere agua destilada, ya que el cloro presente en el agua del grifo es corrosivo; Las herramientas con baño de cadmio no se pudieron utilizar, ya que también causaron corrosión. La contaminación metalúrgica fue otro problema; en un momento dado, el 80% del titanio entregado para la fabricación se rechazó por estos motivos.

Las altas temperaturas generadas en vuelo requirieron un diseño y técnicas operativas especiales. Las secciones principales de la piel de las alas interiores estaban onduladas, no lisas. Los aerodinámicos inicialmente se opusieron al concepto, refiriéndose despectivamente al avión como una variante Mach 3 del Ford Trimotor de la década de 1920, que era conocido por su piel de aluminio corrugado. El calor habría provocado que una piel lisa se partiera o rizara, mientras que la piel corrugada podría expandirse vertical y horizontalmente y habría aumentado la resistencia longitudinal.

Los paneles del fuselaje se fabricaron para ajustarse solo con holgura al avión en el suelo. Se logró una alineación adecuada a medida que el fuselaje se calentaba y se expandía varias pulgadas. Debido a esto, y a la falta de un sistema de sellado de combustible que pudiera manejar la expansión del fuselaje a temperaturas extremas, la aeronave goteó combustible JP-7 en el suelo antes del despegue.

El parabrisas exterior de la cabina estaba hecha de cuarzo y se fusionó ultrasónicamente al marco de titanio. La temperatura del exterior del parabrisas alcanzó los 600 ° F (316 ° C) durante una misión. El enfriamiento se llevó a cabo mediante un ciclo de combustible detrás de las superficies de titanio en los lomos . Al aterrizar, la temperatura del dosel era superior a 572 ° F (300 ° C).

Las franjas rojas que aparecen en algunos SR-71 eran para evitar que los trabajadores de mantenimiento dañen la piel. Cerca del centro del fuselaje , la piel curva era delgada y delicada, sin apoyo de las nervaduras estructurales, que estaban separadas por varios pies.

Los neumáticos del Blackbird, fabricados por BF Goodrich, contenían aluminio y estaban llenos de nitrógeno. Cuestan $ 2,300 y generalmente requerirían ser reemplazados dentro de 20 misiones. El Blackbird aterrizó a más de 170 nudos (200 mph; 310 km / h) y desplegó un paracaídas de arrastre para detenerse; la rampa también actuó para reducir la tensión en los neumáticos.

Adquisición de titanioEdit

El titanio escaseaba en los Estados Unidos, por lo que el equipo de Skunk Works se vio obligado a buscar el metal en otra parte. Gran parte del material necesario provino de la Unión Soviética. El coronel Rich Graham, piloto del SR-71, describió el proceso de adquisición:

El avión es 92% de titanio por dentro y por fuera. Cuando estaban construyendo el avión, Estados Unidos no tenía los suministros de mineral, un mineral llamado mineral de rutilo. Es un suelo muy arenoso y solo se encuentra en muy pocas partes del mundo. El principal proveedor del mineral era la URSS. Trabajando a través de países del Tercer Mundo y operaciones falsas, pudieron enviar el mineral de rutilo a los Estados Unidos para construir el SR-71.

Evitación de formas y amenazasEditar

El segundo avión operativo diseñado en torno a la forma y los materiales de un avión furtivo, después del Lockheed A-12, el SR-71 tenía varias características diseñadas para reducir su firma de radar. El SR-71 tenía una sección transversal de radar (RCS) de aproximadamente 110 pies cuadrados (10 m2). Basándose en los primeros estudios en tecnología de radar furtivo, que indicaba que una forma con un sid aplanado y ahusado es reflejaría la mayor parte de la energía lejos del lugar de origen de un rayo de radar, los ingenieros agregaron pilares e inclinaron las superficies de control verticales hacia adentro. Se incorporaron materiales especiales que absorben el radar en secciones de la piel de la aeronave en forma de dientes de sierra. Se usaron aditivos de combustible a base de cesio para reducir un poco la visibilidad de las columnas de escape al radar, aunque las corrientes de escape seguían siendo bastante evidentes. Kelly Johnson admitió más tarde que la tecnología de radar soviética Avanzó más rápido que la tecnología sigilosa empleada en su contra.

El SR-71 presentaba lomos, un par de bordes afilados que iban hacia atrás desde ambos lados del morro a lo largo del fuselaje. Estos no eran una característica de los primeros A -3 diseño; Frank Rodgers, un médico del Instituto de Ingeniería Científica, una organización fachada de la CIA, descubrió que una sección transversal de una esfera tenía una reflexión de radar muy reducida, y adaptó un fuselaje de forma cilíndrica estirando los lados del Después de que el panel asesor seleccionó provisionalmente el diseño FISH de Convair sobre el A-3 sobre la base de RCS, Lockheed adoptó lomos para sus diseños A-4 a A-6.

Los aerodinámicos descubrieron que los lomos generaron poderosos vórtices y crearon una elevación adicional, lo que condujo a mejoras inesperadas en el rendimiento aerodinámico. El ángulo de incidencia de las alas delta podría reducirse para una mayor estabilidad y menos resistencia a altas velocidades, y más peso transportado, como combustible. Las velocidades de aterrizaje también se redujeron, ya que los vórtices de los lomos crearon un flujo turbulento sobre las alas en ángulos de ataque altos, lo que dificultó el bloqueo. Los lomos también actuaron como extensiones del borde de ataque, que aumentan la agilidad de los cazas como el F- 5, F-16, F / A-18, MiG-29 y Su-27. La adición de lomos también permitió la eliminación de los planos delanteros canard planeados.

Entradas de aireEditar

El Las entradas de aire permitieron que el SR-71 navegara a más de Mach 3.2, con el aire disminuyendo a velocidad subsónica al entrar en el motor. Mach 3.2 fue el punto de diseño para la aeronave, su velocidad más eficiente. Sin embargo, en la práctica, el SR- 71 fue a veces más eficiente a velocidades incluso más rápidas, dependiendo de la temperatura del aire exterior, medida por libras de combustible quemado por milla náutica recorrida. Durante una misión, el piloto del SR-71 Brian Shul voló más rápido de lo habitual para evitar múltiples intentos de interceptación; Posteriormente, se descubrió que esto había reducido el consumo de combustible.

En la parte delantera de cada entrada, un cono móvil puntiagudo llamado «pico» (cono de entrada) estaba bloqueado en su posición completamente hacia adelante en el suelo y durante el vuelo subsónico. Cuando la aeronave aceleró más allá de Mach 1.6, un tornillo nivelador interno movió el pico hasta 26 pulgadas (66 cm) hacia adentro, dirigido por una computadora de entrada de aire analógica que tuvo en cuenta el sistema pitot-estático, cabeceo, balanceo, guiñada y ángulo de ataque. . Al mover la punta de la espiga, la onda de choque que viajaba sobre ella se acercó más a la capota de entrada hasta que tocó ligeramente el borde de la capota. Esta posición refleja la onda de choque de la punta repetidamente entre el cuerpo central de la punta y los lados de la cubierta interior de la entrada, y minimiza el derrame del flujo de aire que es la causa del arrastre del derrame. El aire se desaceleró supersónicamente con una onda de choque plana final en la entrada del difusor subsónico.

Aguas abajo de este choque normal, el aire es subsónico. Desacelera aún más en el conducto divergente para dar la velocidad requerida en la entrada al compresor. La captura de la onda de choque del avión dentro de la entrada se denomina «iniciar la entrada».Los tubos de purga y las puertas de derivación se diseñaron en la entrada y las góndolas del motor para manejar parte de esta presión y colocar el amortiguador final para permitir que la entrada permanezca «iniciada».

En los primeros años de funcionamiento, las computadoras analógicas no siempre se mantendría al día con las entradas ambientales de vuelo rápidamente cambiantes. Si las presiones internas se volvieron demasiado grandes y el pico se colocó incorrectamente, la onda de choque volaría repentinamente por el frente de la entrada, lo que se denomina «entrada sin arranque». Durante los arranques, las extinciones por postcombustión eran comunes. El empuje asimétrico del motor restante haría que la aeronave se desviara violentamente hacia un lado. El SAS, el piloto automático y las entradas de control manual combatirían la guiñada, pero a menudo el ángulo de desvío extremo reduciría el flujo de aire en el motor opuesto y estimularía la pérdida de simpatía Esto generó un rápido contra-guiñada, a menudo junto con ruidos fuertes de «golpes», y un viaje brusco durante el cual los cascos de las tripulaciones a veces golpeaban los toldos de la cabina. Una respuesta a un solo arranque fue desconectar ambas entradas para evitar el desvío y luego reiniciar ambas. Después de las pruebas en el túnel de viento y el modelado por computadora del centro de pruebas Dryden de la NASA, Lockheed instaló un control electrónico para detectar condiciones de no arranque y realizar esta acción de reinicio sin la intervención del piloto. Durante la resolución de problemas del problema de no arranque, la NASA también descubrió que los vórtices de los pilares de la nariz estaban entrando en el motor e interfiriendo con la eficiencia del motor. La NASA desarrolló una computadora para controlar las puertas de derivación del motor que contrarrestó este problema y mejoró la eficiencia. A partir de 1980, el sistema de control de entrada analógica fue reemplazado por un sistema digital, que redujo las instancias no arrancadas.

EnginesEdit

El SR-71 fue impulsado por dos Pratt & Whitney J58 (designación de la compañía JT11D-20) axiales -motores turborreactores de flujo. El J58 fue una innovación considerable de la era, capaz de producir un empuje estático de 32,500 lbf (145 kN). El motor era más eficiente alrededor de Mach 3,2, la velocidad de crucero típica del Blackbird. En el despegue, el postquemador proporcionó el 26% del empuje. Esta proporción aumentó progresivamente con la velocidad hasta que el postquemador proporcionó todo el empuje a aproximadamente Mach 3.

El aire fue inicialmente comprimido (y calentado) por el pico de entrada y el conducto convergente subsiguiente entre el cuerpo central y la cubierta de entrada. Las ondas de choque generadas redujeron el aire a velocidades subsónicas en relación con el motor. Luego, el aire entró en el compresor del motor. Parte de este flujo del compresor (20% en crucero) se eliminó después de la cuarta etapa del compresor y pasó directamente al postquemador a través de seis tubos de derivación. El aire que pasaba a través del turborreactor se comprimía aún más en las cinco etapas restantes del compresor y luego se añadido en la cámara de combustión. Después de pasar por la turbina, el escape, junto con el aire de purga del compresor, entraron en el postquemador.

Alrededor de Mach 3, el aumento de temperatura de la entrada La compresión, sumada al aumento de temperatura del compresor del motor, redujo el flujo de combustible permitido porque el límite de temperatura de la turbina no cambió. La maquinaria giratoria producía menos energía, pero aún lo suficiente para funcionar al 100% de las RPM, manteniendo constante el flujo de aire a través de la entrada. La maquinaria giratoria se había convertido en un elemento de arrastre y el empuje del motor a altas velocidades provenía del aumento de temperatura del postcombustión. La velocidad máxima de vuelo estaba limitada por la temperatura del aire que entraba en el compresor del motor, que no estaba certificado para temperaturas superiores a 800 ° F (430 ° C).

Originalmente, los motores J58 de Blackbird se iniciaron con la asistencia de dos motores de combustión interna Buick Wildcat V8, montados externamente en un vehículo denominado «carro de arranque» AG330. El carro de arranque se colocó debajo del J58 y los dos motores Buick accionaban un solo eje de transmisión vertical que se conectaba al J58 y haciéndolo girar a más de 3.200 RPM, momento en el que el turborreactor podía sostenerse por sí mismo. Una vez que se puso en marcha el primer motor J58, se reposicionó el carro para arrancar el otro motor J58 de la aeronave. Los carros de arranque posteriores usaban motores V8 de bloque grande de Chevrolet. Finalmente, se desarrolló un sistema de arranque neumático más silencioso para su uso en las principales bases de operaciones. Los carros de arranque V8 permanecieron en lugares de aterrizaje de desvío que no estaban equipados con el sistema neumático.

FuelEdit

Se investigaron varios combustibles exóticos para el Blackbird. El desarrollo comenzó en una planta de energía de lechada de carbón, pero Johnson determinó que las partículas de carbón dañaron componentes importantes del motor. La investigación se llevó a cabo en una central eléctrica de hidrógeno líquido, pero los tanques para almacenar hidrógeno criogénico no tenían el tamaño ni la forma adecuados. En la práctica, el Blackbird quemaría un JP-7 algo convencional, que era difícil de encender. Para arrancar los motores, se inyectó trietilborano (TEB), que se enciende al entrar en contacto con el aire, para producir temperaturas lo suficientemente altas como para encender el JP-7. El TEB produjo una llama verde característica, que a menudo se podía ver durante el encendido del motor.

En una misión típica del SR-71, el avión despegó con solo una carga parcial de combustible para reducir la tensión en los frenos y los neumáticos. durante el despegue y también asegúrese de que pueda despegar con éxito si falla un motor. Como resultado, los SR-71 normalmente se repostaban inmediatamente después del despegue. Esto ha llevado a la idea errónea de que el avión requería reabastecimiento de combustible inmediatamente después del despegue debido a fugas en los tanques de combustible. Sin embargo, las fugas se midieron en goteos por minuto y no fueron significativas en comparación con la capacidad general. El SR-71 también requirió repostaje en vuelo para reponer combustible durante misiones de larga duración. Los vuelos supersónicos generalmente no duraban más de 90 minutos antes de que el piloto tuviera que encontrar un petrolero.

Se requerían petroleros KC-135Q especializados para repostar el SR-71. El KC-135Q tenía una pluma de alta velocidad modificada, que permitiría repostar el Blackbird casi a la velocidad máxima del petrolero con un aleteo mínimo. El petrolero también tenía sistemas de combustible especiales para mover JP-4 (para el KC-135Q en sí ) y JP-7 (para el SR-71) entre diferentes tanques. Como ayuda al piloto en el reabastecimiento de combustible, la cabina estaba equipada con una pantalla de horizonte de visión periférica. Este inusual instrumento proyectaba una línea de horizonte artificial apenas visible en la parte superior del todo el panel de instrumentos, que le dio al piloto pistas subliminales sobre la actitud de la aeronave.

Sistema de navegación astro-inercialEditar

Nortronics, la división de desarrollo de electrónica de Northrop Corporation, había desarrollado un sistema de navegación astro-inercial sistema de guía (ANS), que podría corregir errores del sistema de navegación inercial con observaciones celestes, para el misil SM-62 Snark, y un sistema separado para el malogrado misil AGM-48 Skybolt, el último de los cuales fue adaptado para el SR- 71.

Antes del despegue, una prima La alineación rápida llevó los componentes inerciales del ANS a un alto grado de precisión. En vuelo, el ANS, que estaba sentado detrás de la posición del oficial de sistemas de reconocimiento (RSO), rastreó las estrellas a través de una ventana circular de cristal de cuarzo en la parte superior del fuselaje. Su rastreador de estrellas de fuente de «luz azul», que podía ver estrellas tanto de día como de noche, seguiría continuamente una variedad de estrellas a medida que la posición cambiante de la aeronave las hiciera ver. Las efemérides de la computadora digital del sistema contenían datos en una lista de estrellas utilizadas para la navegación celeste: la lista primero incluía 56 estrellas, y luego se amplió a 61. El ANS podía proporcionar altitud y posición a los controles de vuelo y otros sistemas, incluido el registrador de datos de la misión, navegación automática a puntos de destino predeterminados, señalamiento automático y control de cámaras y sensores, y avistamiento óptico o SLR de puntos fijos cargados en el ANS antes del despegue. Según Richard Graham, un ex piloto de SR-71, el sistema de navegación era lo suficientemente bueno como para limitar la deriva a 1000 pies (300 m) fuera de la dirección de viaje a Mach 3.

Sensores y cargas útilesEditar

El SR -71 originalmente incluía sistemas de imágenes ópticas / infrarrojas; radar de vuelo lateral (SLAR); sistemas de recopilación de inteligencia electrónica (ELINT); sistemas defensivos para contrarrestar misiles y cazas aerotransportados; y registradores para SLAR, ELINT y datos de mantenimiento. El SR-71 llevaba una cámara de seguimiento Fairchild y una cámara infrarroja, las cuales funcionaron durante toda la misión.

Como el SR-71 tenía una segunda cabina detrás del piloto para el RSO, no podía transportar El sensor principal del A-12 «, una única cámara óptica de gran distancia focal que se encontraba en el» Q-Bay «detrás de la cabina única del A-12». En su lugar, los sistemas de cámara del SR-71 podrían ubicarse en los pilares del fuselaje o en la sección de la punta / pomo extraíble. Dos de las cámaras de objetivo operativo de Itek proporcionaron imágenes de área amplia, que proporcionaron imágenes estéreo a lo ancho de la pista de vuelo, o una cámara de barra óptica Itek, que proporcionó una cobertura continua de horizonte a horizonte. La cámara de objetivo técnico de HYCON (TEOC) ofrecía una vista más cercana del área objetivo, que podía dirigirse hasta 45 ° a la izquierda o derecha de la línea central.Inicialmente, los TEOC no podían igualar la resolución de la cámara más grande del A-12, pero las rápidas mejoras tanto en la cámara como en la película mejoraron este rendimiento.

SLAR, construido por Goodyear Aerospace, se podía llevar en En la vida posterior, el radar fue reemplazado por el Sistema Avanzado de Radar de Apertura Sintética de Loral (ASARS-1). Tanto el primer SLAR como el ASARS-1 eran sistemas de imágenes de mapeo terrestre, que recolectaban datos en franjas fijas a la izquierda o derecha de la línea central o desde una ubicación puntual para una mayor resolución. Los sistemas de recolección ELINT, llamados Sistema de Reconocimiento Electromagnético, construido por AIL, podían transportarse en las bahías de chine para analizar los campos de señales electrónicas que pasaban, y estaban programados para identificar elementos de interés.

Sobre su funcionamiento vida, el Blackbird llevaba varias contramedidas electrónicas (ECM), incluidos los sistemas electrónicos activos y de advertencia construidos por varias compañías de ECM y llamados Sistemas A, A2, A2C, B, C, C2, E, G, H y M. En un determinado misión, una aeronave transportó varias de estas cargas útiles de frecuencia / propósito para enfrentar las amenazas esperadas. El mayor Jerry Crew, RSO, le dijo a Air & Space / Smithsonian que usó un bloqueador para tratar de confundir los sitios de misiles tierra-aire mientras sus tripulaciones rastreaban su avión El receptor de advertencia de amenazas le dijo que se había lanzado un misil, apagó el bloqueador para evitar que el misil se concentrara en su señal. Después del aterrizaje, la información del SLAR, los sistemas de recopilación ELINT y el registrador de datos de mantenimiento se sometieron a un análisis en tierra posterior al vuelo. En los últimos años de su vida operativa, un sistema de enlace de datos podría enviar datos ASARS-1 y ELINT desde aproximadamente 2.000 nmi (3.700 km) de cobertura de vía a una estación terrestre debidamente equipada.

Life supportEdit

Volando a 80.000 pies (24.000 m) significaba que las tripulaciones no podían usar máscaras estándar, que no podían proporcionar suficiente oxígeno por encima de 43.000 pies (13.000 m). Los trajes presurizados de protección especializados fueron producidos para los miembros de la tripulación por la Compañía David Clark para los A-12, YF-12, M-21 y SR-71. Además, una expulsión de emergencia a Mach 3,2 sometería a las tripulaciones a temperaturas de aproximadamente 450 ° F (230 ° C); por lo tanto, durante un escenario de eyección a gran altitud, un suministro de oxígeno a bordo mantendría el traje presurizado durante el descenso.

La cabina podría presurizarse a una altitud de 10,000 o 26,000 pies (3,000 u 8,000 m) durante vuelo. La cabina necesitaba un sistema de enfriamiento de alta resistencia, ya que navegar a Mach 3.2 calentaría la superficie externa de la aeronave mucho más allá de 500 ° F (260 ° C) y el interior del parabrisas a 250 ° F (120 ° C). El aire acondicionado usaba un intercambiador de calor para descargar el calor de la cabina al combustible antes de la combustión. El mismo sistema de aire acondicionado también se usaba para mantener fresco el compartimiento del tren de aterrizaje delantero (nariz), eliminando así la necesidad de un especial impregnado de aluminio neumáticos similares a los utilizados en el tren de aterrizaje principal.

Los pilotos de Blackbird y los RSO recibieron comida y bebida para los largos vuelos de reconocimiento. Las botellas de agua tenían pajitas largas que los miembros de la tripulación guiaban por una abertura en el casco mirando En un espejo. La comida estaba contenida en recipientes sellados similares a tubos de pasta de dientes que entregaban comida a la boca del miembro de la tripulación a través de la abertura del casco.