Lockheed SR-71 Blackbird (Norsk)

Oversiktsredigering

SR-71 ble designet for flytur over Mach 3 med et flybesetning på to i tandem-cockpits, med piloten i den fremre cockpiten og rekognoseringssystemoffiseren som opererte overvåkningssystemene og utstyr fra bakre cockpit, og dirigere navigering på misjonsflyvebanen. SR-71 ble designet for å minimere radartverrsnittet, et tidlig forsøk på skjult design. Ferdige fly ble malt mørkeblått, nesten svart, for å øke utslippet av indre varme og virke som kamuflasje mot nattehimmelen. Den mørke fargen førte til flyets kallenavn «Blackbird».

Mens SR-71 gjennomførte radmotforebyggende tiltak for å unngå avskjæringsarbeid, var dens største beskyttelse kombinasjonen av høy høyde og veldig høy hastighet, noe som gjorde sammen med det lave radartverrsnittet ga disse egenskapene svært kort tid for et fiendens overflate-til-luft-missilsted (SAM) for å skaffe seg og spore flyet på radar. Da SAM-området kunne spore SR-71, var det ofte for sent å lansere en SAM, og SR-71 ville være utenfor rekkevidde før SAM kunne ta tak i den. Hvis SAM-nettstedet kunne spore SR-71 og skyte en SAM i tide , SAM ville bruke nesten hele delta-v i boost- og bærerfasene akkurat når SR-71s høyde; på dette punktet kunne den ut av kraft ikke gjøre mer enn å følge sin ballistiske bue. Bare akselerasjon vil vanligvis være nok for en SR-71 til å unndra seg en SAM; endringer av pilotene i SR-71s hastighet, høyde og kurs var også ofte nok til å ødelegge enhver radarlås på flyet fra SAM-nettsteder eller fiendtlige krigere. Ved vedvarende hastigheter på mer enn Mach 3,2 var flyet raskere enn Sovjetunionens raskeste avlytter, Mikoyan-Gurevich MiG-25, som heller ikke nådde SR-71 høyde. I løpet av levetiden ble ingen SR-71 noen gang skutt ned.

Flyramme, baldakin og landingsutstyr Rediger

På de fleste fly var bruken av titan begrenset av kostnadene som ble involvert. Det ble vanligvis bare brukt i komponenter utsatt for de høyeste temperaturene, som eksosdeksler og forkanter på vinger. På SR-71 ble titan brukt til 85% av strukturen, med mye av resten av polymerkomposittmaterialer. For å kontrollere kostnadene brukte Lockheed en lettere bearbeidet titanlegering som ble myknet ved en lavere temperatur. Utfordringene førte førte til Lockheed utviklet nye fabrikasjonsmetoder som siden har blitt brukt i produksjonen av andre luftfartøy. Lockheed fant at vasking av sveiset titan krever destillert vann, da klor som er tilstede i vann fra springen er etsende; kadmiumbelagte verktøy kunne ikke brukes, da de også forårsaket korrosjon. Metallurgisk forurensning var et annet problem; på et tidspunkt ble 80% av det leverte titanet for produksjon avvist på grunnlag av dette.

De høye temperaturene som genereres under flyturen krevde spesielle design- og driftsteknikker. Store deler av skinnet på de innvendige vingene var bølgepapp, ikke glatt. Aerodynamikere motsatte seg opprinnelig konseptet og omtalte nedsettende flyet som en Mach 3-variant av Ford Trimotor fra 1920-tallet, som var kjent for sin bølgepapp av aluminium. Varmen ville ha fått en jevn hud til å splitte eller krølle seg, mens den bølgede huden kunne utvide seg vertikalt og horisontalt og hadde økt lengdestyrke.

Skrogpanelene ble produsert for å passe bare løst med flyet på bakken. Riktig justering ble oppnådd da flyrammen ble varmet opp og utvidet seg flere centimeter. På grunn av dette, og mangelen på et drivstoffforseglingssystem som kunne håndtere flyrammens ekspansjon ved ekstreme temperaturer, lekket flyet JP-7 drivstoff på bakken før start.

Den ytre frontruten til cockpiten var laget av kvarts og ble smeltet ultralyd til titanrammen. Temperaturen på utsiden av frontruten nådde 600 ° F (316 ° C) under et oppdrag. Kjøling ble utført ved å sykle drivstoff bak titanoverflatene i chines . Ved landing var kalesjetemperaturen over 572 ° F (300 ° C).

De røde stripene på noen SR-71s skulle forhindre vedlikeholdsarbeidere i å skade huden. Nær midten av skroget , den buede huden var tynn og delikat, uten støtte fra de strukturelle ribbeina, som var anbragt flere meter fra hverandre.

Blackbirds dekk, produsert av BF Goodrich, inneholdt aluminium og var fylt med nitrogen. De koster $ 2300 og krever vanligvis utskifting innen 20 oppdrag. Blackbird landet i over 170 knop (310 km / t) og satte inn en fallskjerm for å stoppe; sjakten handlet også for å redusere belastningen på dekkene.

Anskaffelse av titaniumEdit

Titanium var mangelvare i USA, så Skunk Works-teamet ble tvunget til å lete andre steder etter metallet. Mye av det nødvendige materialet kom fra Sovjetunionen. Oberst Rich Graham, SR-71-pilot, beskrev anskaffelsesprosessen:

Flyet har 92% titan innvendig og utvendig. Tilbake da de bygget flyet hadde USA ikke malmforsyningene – en malm som ble kalt rutilmalm. Det er en veldig sandjord og den finnes bare i svært få deler av verden. Den største leverandøren av malmen. var Sovjetunionen. Arbeidet gjennom land i den tredje verden og falske operasjoner, var de i stand til å få rutilmalmen sendt til USA for å bygge SR-71.

Unngå form og trussel Rediger

Det andre operasjonsflyet designet rundt en skjult flyform og materialer, etter Lockheed A-12, hadde SR-71 flere funksjoner designet for å redusere radarsignaturen. SR-71 hadde et radartverrsnitt (RCS) rundt 110 kvm (10 m2). Tegnet på tidlige studier i radarstealth-teknologi, som indikerte at en form med flat, avsmalnende sid es ville reflektere mest energi vekk fra en radarstråles opprinnelsessted, ingeniører la til kiner og skrånte de vertikale kontrollflatene innover. Spesielle radarabsorberende materialer ble innlemmet i sagtannformede deler av flyets hud. Cesiumbaserte drivstofftilsetningsstoffer ble brukt til å redusere eksosstrømmenes synlighet til radar, selv om eksosstrømmer forble ganske tydelige. Kelly Johnson innrømmet senere at sovjetisk radarteknologi avanserte raskere enn skjult teknologi som ble brukt mot den.

SR-71 inneholdt chines, et par skarpe kanter som førte akterut fra hver side av nesen langs skroget. Disse var ikke en funksjon i den tidlige A -3 design; Frank Rodgers, en lege ved Scientific Engineering Institute, en CIA frontorganisasjon, oppdaget at et tverrsnitt av en kule hadde en sterkt redusert radarrefleksjon, og tilpasset et sylindrisk formet skrog ved å strekke ut sidene på Etter at det rådgivende panelet foreløpig valgte Convairs FISH-design over A-3 på grunnlag av RCS, vedtok Lockheed chines for sine A-4 til A-6-design.

Aerodynamicists oppdaget at kinene genererte kraftige virvler og skapte ekstra løft, noe som førte til uventede aerodynamiske ytelsesforbedringer. Innfallsvinkelen til deltavingene kan reduseres for større stabilitet og mindre motstand ved høye hastigheter, og mer vekt som f.eks. Drivstoff. Landingshastigheten ble også redusert, ettersom chines «virvler skapte turbulent flyt over vingene i høye angrepsvinkler, noe som gjorde det vanskeligere å stoppe. Chines fungerte også som ledende forlengelser, noe som øker smidigheten til krigere som F- 5, F-16, F / A-18, MiG-29 og Su-27. Tilsetningen av chines tillot også fjerning av de planlagte kanardforplanene.

LuftinntakEdit

luftinntak tillot SR-71 å krysse over Mach 3.2, med luften redusert til subsonisk hastighet da den kom inn i motoren. Mach 3.2 var designpunktet for flyet, dets mest effektive hastighet. I praksis var SR- 71 var noen ganger mer effektiv ved enda raskere hastigheter – avhengig av utetemperaturen – målt ved forbrenning av brensel per kilo. Under ett oppdrag fløy SR-71-pilot Brian Shul raskere enn vanlig. å unngå flere avlyttingsforsøk; etterpå ble det oppdaget at dette hadde redusert drivstofforbruk.

På forsiden av hvert innløp var en spiss, bevegelig kjegle kalt en «pigg» (innløpskonus) låst i sin fulle fremre stilling på bakken og under subsonisk flyging. Da flyet akselererte forbi Mach 1.6, flyttet en intern jakkeskrue spissen opp til 26 tommer (66 cm) innover, rettet av en analog luftinnløpscomputer som tok hensyn til pitot-statisk system, stigning, rull, gjeng og angrepsvinkel . Ved å flytte piggspissen trakk sjokkbølgen som kjørte på den nærmere innløpsdekslet til den berørte litt innvendig i dekslet. Denne posisjonen reflekterte piggstøtbølgen gjentatte ganger mellom piggens senterlegeme og innløpssiden av dekslene, og minimerte søl av luftstrøm som er årsaken til søling. Luften bremset supersonisk med en siste sjokkbølge ved inngangen til den subsoniske diffusoren.

Nedstrøms for dette normale sjokket er luften subsonisk. Det avtar ytterligere i den divergerende kanalen for å gi den nødvendige hastigheten ved kompressoren. Fangst av flyets sjokkbølge i innløpet kalles «å starte inntaket».Luftrør og bypass-dører ble designet i innløpet og motorens naceller for å håndtere noe av dette trykket og for å plassere det endelige støtet slik at inntaket kunne forbli «startet».

I de første årene av driften, var de analoge datamaskinene ville ikke alltid følge med på raskt skiftende flymiljøinnganger. Hvis det indre trykket ble for stort og spissen var feil plassert, ville sjokkbølgen plutselig blåse ut fronten av innløpet, kalt en «innløp unstart». Under oppstart var utslettelse av etterbrennere vanlig. Den gjenværende motorens asymmetriske skyvekraft vil føre til at flyet gir seg voldsomt til den ene siden. SAS, autopilot og manuelle kontrollinnganger ville bekjempe gjevingen, men ofte ville den ekstreme vinklingen redusere luftstrømmen i motsatt motor og stimulere «sympatiske boder «Dette genererte en rask mot-gjeving, ofte kombinert med høye» knall «-lyder, og en tøff tur der mannskaper» hjelmer noen ganger ville slå deres cockpit-baldakiner. Ett svar på en enkelt avstart var å starte begge inntakene for å forhindre gjeving, og deretter starte dem begge på nytt. Etter vindtunneltesting og datamodellering fra NASA Dryden testsenter, installerte Lockheed en elektronisk kontroll for å oppdage ustartede forhold og utføre denne tilbakestillingen uten pilotinnblanding. Under feilsøking av uoppstartsproblemet oppdaget NASA også virvler fra nesekreftene som kom inn i motoren og forstyrret motorens effektivitet. NASA utviklet en datamaskin for å kontrollere motorens bypass-dører som motarbeidet dette problemet og forbedret effektiviteten. Fra og med 1980 ble det analoge innløpskontrollsystemet erstattet av et digitalt system, som reduserte unstartede forekomster.

EnginesEdit

SR-71 ble drevet av to Pratt & Whitney J58 (firmanavn JT11D-20) aksial -flow turbojetmotorer. J58 var en betydelig nyskapning i tiden, i stand til å produsere en statisk skyvekraft på 32.500 lbf (145 kN). Motoren var mest effektiv rundt Mach 3.2, Blackbirds typiske marsjfart. Ved start ga etterbrenneren 26% av skyvekraften. Denne andelen økte gradvis med hastighet til etterbrenneren ga hele skyvekraften på omtrent Mach 3.

Luft ble opprinnelig komprimert (og oppvarmet) av innløpsspissen og påfølgende konvergerende kanal mellom senterlegemet og innløpskappen. De genererte sjokkbølgene reduserte luften til subsoniske hastigheter i forhold til motoren. Luften kom deretter inn i Noe av denne kompressorstrømmen (20% under cruise) ble fjernet etter det fjerde kompressortrinnet og gikk rett til etterbrenneren gjennom seks bypass-rør. Luft som passerte gjennom turbojet ble komprimert ytterligere av de resterende fem kompressortrinnene og deretter ble drivstoff tilsatt i forbrenningskammeret. Etter å ha passert gjennom turbinen kom eksosen, sammen med kompressoren, luft inn i etterbrenneren.

Rundt Mach 3 steg temperaturen fra inntaket. kompresjon, lagt til temperaturstigningen på motorkompressoren, reduserte den tillatte drivstoffstrømmen fordi turbintemperaturgrensen ikke endret seg. Det roterende maskineriet produserte mindre kraft, men likevel nok til å kjøre ved 100% RPM, og holdt dermed luftstrømmen gjennom inntaket konstant. Det roterende maskineriet hadde blitt et dragemne, og motorkraften ved høye hastigheter kom fra temperaturstigningen etterbrenneren. Maksimal flyhastighet ble begrenset av temperaturen på luften som kom inn i motorkompressoren, som ikke var sertifisert for temperaturer over 800 ° F (430 ° C).

Opprinnelig ble Blackbirds J58-motorer startet med hjelp av to Buick Wildcat V8 forbrenningsmotorer, montert eksternt på et kjøretøy referert til som en «startvogn» AG330. Startvognen ble plassert under J58 og de to Buick-motorene drev en enkelt, vertikal drivaksel som ble koblet til J58 motor og spinne den til over 3200 o / min, på hvilket tidspunkt turbojet kunne holde seg selv. Når den første J58-motoren ble startet, ble vognen omplassert for å starte flyets andre J58-motor. Senere start vogner brukte Chevrolet big-block V8 motorer. Etter hvert ble det utviklet et roligere, pneumatisk startsystem for bruk på hoveddriftsbaser. V8 startvogner forble på landingssteder for avledning som ikke var utstyrt med det pneumatiske systemet.

FuelEdit

Flere eksotiske drivstoff ble undersøkt for Blackbird. Utviklingen startet på et kraftverk for kulloppslemming, men Johnson bestemte at kullpartiklene skadet viktige motorkomponenter. Forskning ble utført på et flytende hydrogenkraftverk, men tankene for lagring av kryogent hydrogen var ikke av passende størrelse eller form. I praksis ville Blackbird brenne noe konvensjonell JP-7, noe som var vanskelig å tenne. For å starte motorene ble trietylboran (TEB), som antennes ved kontakt med luft, injisert for å produsere temperaturer som var høye nok til å antenne JP-7. TEB produserte en karakteristisk grønn flamme, som ofte kunne sees under tenning av motoren.

På et typisk SR-71-oppdrag tok flyet av med bare en delvis drivstoffbelastning for å redusere belastningen på bremsene og dekkene under start og sørg også for at den kan ta av hvis en motor skulle svikte. Som et resultat ble SR-71s vanligvis fylt på drivstoff umiddelbart etter start. Dette har ført til misforståelsen om at flyet krevde øyeblikkelig tanking etter start på grunn av lekker drivstofftanker. Imidlertid ble lekkasjer målt i drypp per minutt, og var ikke signifikante sammenlignet med den totale kapasiteten. SR-71 krevde også påfylling under flyturen for å fylle på drivstoff under langvarige oppdrag. Supersoniske flyreiser varte vanligvis ikke mer enn 90 minutter før piloten måtte finne et tankskip.

Spesialiserte KC-135Q tankskip var påkrevd for å fylle drivstoff på SR-71. KC-135Q hadde en modifisert høyhastighets bom, som muliggjorde påfylling av Blackbird til nesten tankskipets maksimale lufthastighet med minimal flagring. Tankbilen hadde også spesielle drivstoffsystemer for å flytte JP-4 (for selve KC-135Q ) og JP-7 (for SR-71) mellom forskjellige stridsvogner. Som et hjelpemiddel til piloten ved påfylling var cockpiten utstyrt med et perifert synshorisontdisplay. Dette uvanlige instrumentet projiserte en knapt synlig kunstig horisontlinje over toppen av hele instrumentpanelet, som ga piloten underordnede signaler om flyholdning.

Astro-inertial navigasjonssystem Rediger

Nortronics, Northrop Corporation sin divisjon for elektronikkutvikling, hadde utviklet en astro-inertial styringssystem (ANS), som kunne korrigere treghetsnavigasjonssystemfeil med himmelske observasjoner, for SM-62 Snark-missilet, og et eget system for det skjebnesvangre AGM-48 Skybolt-missilet, hvor sistnevnte var tilpasset SR- 71.

Før start, en prima ry justering førte ANS «treghetskomponenter til en høy grad av nøyaktighet. I flukt fulgte ANS, som satt bak rekognoseringssystemoffiseren (s), posisjon, stjerner gjennom et sirkulært kvartsglassvindu på øvre skrog. Dens «blue light» -kildestjernespor, som kunne se stjerner både om dagen og natten, ville kontinuerlig spore en rekke stjerner ettersom flyets skiftende posisjon førte dem til syne. Systemets digitale datamaskinflytter inneholdt data på en liste av stjerner som ble brukt til himmelsk navigasjon: listen inkluderte først 56 stjerner, og ble senere utvidet til 61. ANS kunne levere høyde og posisjon til flykontroller og andre systemer, inkludert oppdragsdataregistratoren, automatisk navigering til forhåndsinnstilte destinasjonspunkter, automatisk peker og kontroll av kameraer og sensorer, og optisk eller speilrefleksspeil av faste punkter lastet inn i ANS før start. I følge Richard Graham, en tidligere SR-71-pilot, var navigasjonssystemet godt nok til å begrense drift til 300 fot (300 m) utenfor kjøreretningen ved Mach 3.

Sensorer og nyttelast Rediger

SR -71 inkluderte opprinnelig optiske / infrarøde bildesystemer; side-looking airborne radar (SLAR); elektronisk intelligens (ELINT) innsamlingssystemer; defensive systemer for å motvirke missiler og luftbårne krigere; og opptakere for SLAR, ELINT og vedlikeholdsdata. SR-71 hadde et Fairchild-sporingskamera og et infrarødt kamera, som begge kjørte under hele oppdraget.

Da SR-71 hadde en andre cockpit bak piloten for RSO, kunne den ikke bære A-12 «s viktigste sensor, et enkelt optisk kamera med stor brennvidde som satt i» Q-Bay «bak A-12» s single cockpit. I stedet kunne SR-71 s kamerasystemer være plassert enten i flykroppen eller i den avtakbare nese / kinneseksjonen. Bredt områdebehandling ble levert av to av Iteks operative objektivkameraer, som ga stereobilder over bredden av flysporet, eller et Itek Optical Bar Camera, som ga kontinuerlig dekning fra horisont til horisont. HYCON Technical Objective Camera (TEOC) fikk en nærmere oversikt over målområdet, som kunne rettes opptil 45 ° til venstre eller høyre for midtlinjen.Opprinnelig kunne TEOC-ene ikke matche oppløsningen til det større A-12-kameraet, men raske forbedringer i både kameraet og filmen forbedret denne ytelsen.

SLAR, bygget av Goodyear Aerospace, kunne føres inn den avtagbare nesen. Senere ble radaren erstattet av Lorals Advanced Synthetic Aperture Radar System (ASARS-1). Både den første SLAR og ASARS-1 var bildesystemer for bakkekartlegging, som samlet data enten i faste strøk til venstre eller høyre for midtlinjen eller fra et sted for høyere oppløsning. ELINT-samlingssystemer, kalt Electro Magnetic Reconnaissance System, bygget av AIL, kunne bæres i chine-buktene for å analysere elektroniske signalfelt som passerer gjennom, og ble programmert til å identifisere interessante ting.

Over dets operasjonelle Blackbird gjennomførte forskjellige elektroniske mottiltak (ECM), inkludert varslings- og aktive elektroniske systemer bygget av flere ECM-selskaper og kalt System A, A2, A2C, B, C, C2, E, G, H og M. På en gitt oppdrag, hadde et fly flere av disse nyttelastene for frekvens / formål for å møte de forventede truslene. Major Jerry Crew, en RSO, fortalte Air & Space / Smithsonian at han brukte en jammer for å prøve å forvirre overflate-til-luft-missilsteder mens mannskapene deres fulgte flyet hans, men en gang hans trusselvarselmottakeren fortalte ham at et rakett hadde blitt sjøsatt, slo han av jammeren for å forhindre at raketten kom inn på signalet. Etter landing ble informasjon fra SLAR, ELINT-innsamlingssystemer og vedlikeholdsdataopptakeren utsatt for analyse etter bakken. I de senere årene av sin operative levetid kunne et datalink-system sende ASARS-1 og ELINT-data fra rundt 2000 nm (3700 km) banedekning til en passende utstyrt bakkestasjon.

Livsstøtte Rediger

Flying ved 24.000 m (80.000 fot) betydde at mannskapene ikke kunne bruke standardmasker, som ikke kunne gi nok oksygen over 13.000 meter. Spesialiserte beskyttende trykkdrakter ble produsert for besetningsmedlemmer av David Clark Company for A-12, YF-12, M-21 og SR-71. Videre vil en nødutkast ved Mach 3.2 utsette mannskapene for temperaturer på rundt 450 ° F (230 ° C); således, under et utstøtingsscenario i høy høyde, ville en oksygentilførsel om bord holde drakten under trykk under nedstigningen.

Cockpiten kunne settes under trykk til en høyde på 10.000 eller 26.000 fot (3000 eller 8000 m) i løpet av flygning. Hytta trengte et kraftig kjølesystem, da cruising på Mach 3.2 ville varme flyets ytre overflate godt over 260 ° C og innsiden av frontruten til 120 ° C. klimaanlegget brukte en varmeveksler for å dumpe varmen fra cockpiten til drivstoffet før forbrenning. Det samme klimaanlegget ble også brukt for å holde fronten (nese) landingsutstyrsrommet kjølig, og eliminerte dermed behovet for den spesielle aluminiumimpregnerte dekk som ligner på de som brukes på hovedlandingsutstyret.

Blackbird-piloter og RSO-er fikk mat og drikke for de lange rekognoseringsflyvningene. Vannflasker hadde lange sugerør som mannskapet ledet inn i en åpning i hjelmen ved å se i et speil. Maten var inneholdt i forseglede beholdere som ligner på tannkremslanger som leverte mat til mannskapets munn gjennom hjelmåpningen.