Lockheed SR-71 Blackbird (Português)

OverviewEdit

O SR-71 foi projetado para voar acima de Mach 3 com uma tripulação de dois em cockpits tandem, com o piloto na cabine dianteira e o oficial de sistemas de reconhecimento operando os sistemas de vigilância e equipamentos da cabine traseira, e direcionando a navegação na rota de voo da missão. O SR-71 foi projetado para minimizar a seção transversal do radar, uma tentativa inicial de design furtivo. Aeronaves acabadas foram pintadas de azul escuro, quase preto, para aumentar a emissão de calor interno e servir de camuflagem contra o céu noturno. A cor escura levou ao apelido da aeronave de “Blackbird”.

Enquanto o SR-71 carregava contra-medidas de radar para evitar esforços de interceptação, sua maior proteção era a combinação de alta altitude e altíssima velocidade, o que tornava é quase invulnerável. Junto com sua seção transversal de radar baixa, essas qualidades deram um tempo muito curto para um local de míssil terra-ar (SAM) inimigo adquirir e rastrear a aeronave no radar. No momento em que o local de SAM poderia rastrear o SR-71, muitas vezes era tarde demais para lançar um SAM, e o SR-71 estaria fora do alcance antes que o SAM pudesse alcançá-lo. Se o local do SAM pudesse rastrear o SR-71 e disparar um SAM a tempo , o SAM gastaria quase todo o delta-v de suas fases de impulso e sustentação apenas atingindo a altitude do SR-71; nesse ponto, fora do empuxo, ele pouco mais podia fazer do que seguir seu arco balístico. A simples aceleração normalmente seria suficiente para um SR-71 escapar de um SAM; mudanças feitas pelos pilotos na velocidade, altitude e direção do SR-71 também eram suficientes para prejudicar qualquer bloqueio de radar no avião por sites de SAM ou caças inimigos. Em velocidades sustentadas de mais de Mach 3.2, o avião era mais rápido do que o interceptor mais rápido da União Soviética, o Mikoyan-Gurevich MiG-25, que também não conseguia atingir a altitude do SR-71. Durante sua vida útil, nenhum SR-71 foi abatido.

Estrutura da aeronave, velame e trem de pousoEdit

Na maioria das aeronaves, o uso de titânio era limitado pelos custos envolvidos; geralmente era usado apenas em componentes expostos às mais altas temperaturas, como carenagens de escapamento e bordas de ataque de asas. No SR-71, o titânio foi usado em 85% da estrutura, com grande parte do restante dos materiais compostos de polímero. Para controlar os custos, a Lockheed usou uma liga de titânio mais fácil de trabalhar, que amoleceu a uma temperatura mais baixa. Os desafios apresentados levaram a Lockheed desenvolverá novos métodos de fabricação, que desde então têm sido usados na fabricação de outros aeronave. A Lockheed descobriu que a lavagem de titânio soldado requer água destilada, pois o cloro presente na água da torneira é corrosivo; Ferramentas banhadas em cádmio não podiam ser usadas, pois também causavam corrosão. A contaminação metalúrgica era outro problema; em um ponto, 80% do titânio entregue para fabricação foi rejeitado por esses motivos.

As altas temperaturas geradas em vôo exigiam um projeto especial e técnicas operacionais. As seções principais da pele das asas internas eram onduladas, não lisas. Os aerodinamicistas inicialmente se opuseram ao conceito, referindo-se depreciativamente à aeronave como uma variante Mach 3 do Ford Trimotor da década de 1920, que era conhecido por seu revestimento de alumínio corrugado. O calor teria feito uma pele lisa se dividir ou enrolar, enquanto a pele ondulada poderia se expandir verticalmente e horizontalmente e aumentaria a resistência longitudinal.

Os painéis de fuselagem foram fabricados para caber apenas frouxamente na aeronave no solo. O alinhamento adequado foi alcançado à medida que a fuselagem aqueceu e se expandiu vários centímetros. Por causa disso, e pela falta de um sistema de vedação de combustível que pudesse lidar com a expansão da fuselagem em temperaturas extremas, a aeronave vazou combustível JP-7 no solo antes da decolagem.

O pára-brisa externo do a cabine era feita de quartzo e foi fundida ultrassonicamente à estrutura de titânio. A temperatura do exterior do pára-brisa atingiu 600 ° F (316 ° C) durante uma missão. O resfriamento foi realizado ciclando combustível atrás das superfícies de titânio nos chineses . Na aterrissagem, a temperatura do velame estava acima de 572 ° F (300 ° C).

As listras vermelhas apresentadas em alguns SR-71s eram para evitar que os funcionários de manutenção danificassem a pele. Perto do centro da fuselagem , a pele curva era fina e delicada, sem apoio das nervuras estruturais, que estavam espaçadas a vários metros umas das outras.

Os pneus do Blackbird, fabricados pela BF Goodrich, continham alumínio e eram preenchidos com nitrogênio. Eles custam US $ 2.300 e geralmente precisam ser substituídos em 20 missões. O Blackbird pousou a mais de 170 nós (200 mph; 310 km / h) e lançou um pára-quedas de arrasto para parar; a rampa também atuou para reduzir o estresse nos pneus.

Aquisição do titaniumEdit

O titânio era escasso nos Estados Unidos, então a equipe da Skunk Works foi forçada a procurar o metal em outro lugar. Muito do material necessário veio da União Soviética. O coronel Rich Graham, piloto SR-71, descreveu o processo de aquisição:

O avião é 92% titânio por dentro e por fora. Na época em que estavam construindo o avião, os Estados Unidos não tinham suprimentos de minério – um minério chamado minério de rutilo. É um solo muito arenoso e só é encontrado em poucas partes do mundo. O principal fornecedor do minério foi a URSS. Trabalhando em países do Terceiro Mundo e em operações falsas, eles conseguiram enviar o minério de rutilo aos Estados Unidos para construir o SR-71.

Forma e edição de prevenção de ameaças

A segunda aeronave operacional projetada em torno de uma forma e materiais de aeronave furtiva, depois do Lockheed A-12, o SR-71 tinha vários recursos projetados para reduzir sua assinatura de radar. O SR-71 tinha uma seção transversal de radar (RCS) de cerca de 110 pés quadrados (10 m2). Baseando-se nos primeiros estudos em tecnologia de radar stealth, que indicava que uma forma com lado achatado e estreito Como refletiria a maior parte da energia longe do local de origem do feixe de radar, os engenheiros adicionaram quinas e inclinaram as superfícies de controle vertical para dentro. Materiais absorventes de radar especiais foram incorporados em seções em forma de dente de serra da pele da aeronave. Aditivos de combustível à base de césio foram usados para reduzir um pouco a visibilidade das plumas de exaustão ao radar, embora os fluxos de exaustão permanecessem bastante aparentes. Kelly Johnson mais tarde admitiu que a tecnologia de radar soviética avançado mais rápido do que a tecnologia stealth empregada contra ele.

O SR-71 apresentava quinas, um par de arestas afiadas saindo de ambos os lados do nariz ao longo da fuselagem. Isso não era uma característica do A -3 design; Frank Rodgers, um médico do Instituto de Engenharia Científica, uma organização de frente da CIA, descobriu que uma seção transversal de uma esfera tinha uma reflexão de radar muito reduzida e adaptou uma fuselagem cilíndrica ao esticar as laterais do Depois que o painel consultivo selecionou provisoriamente o projeto FISH da Convair em vez do A-3 com base no RCS, a Lockheed adotou quinas para seus projetos A-4 a A-6.

Os aerodinamicistas descobriram que os chineses geraram vórtices poderosos e criaram sustentação adicional, levando a melhorias inesperadas de desempenho aerodinâmico. O ângulo de incidência das asas delta poderia ser reduzido para maior estabilidade e menos arrasto em altas velocidades e mais peso transportado, como combustível. As velocidades de pouso também foram reduzidas, pois os vórtices chineses “criavam um fluxo turbulento sobre as asas em ângulos de ataque elevados, dificultando o estol. Os chineses também agiam como extensões de ponta, o que aumenta a agilidade de caças como o F- 5, F-16, F / A-18, MiG-29 e Su-27. A adição de chines também permitiu a remoção dos aviões dianteiros canard planejados.

Admissões de arEditar

O As entradas de ar permitiam que o SR-71 navegasse acima de Mach 3.2, com o ar desacelerando para a velocidade subsônica conforme entrava no motor. Mach 3.2 foi o ponto de design para a aeronave, sua velocidade mais eficiente. No entanto, na prática, o SR- 71 às vezes era mais eficiente em velocidades ainda mais rápidas – dependendo da temperatura do ar externo – medida em libras de combustível queimadas por milha náutica percorrida. Durante uma missão, o piloto do SR-71 Brian Shul voou mais rápido que o normal para evitar múltiplas tentativas de interceptação; depois, foi descoberto que isso havia reduzido o consumo de combustível.

Na frente de cada entrada, um cone móvel pontiagudo chamado de “pico” (cone de entrada) foi travado em sua posição totalmente avançada no solo e durante o vôo subsônico. Quando a aeronave acelerou além de Mach 1.6, um parafuso de macaco interno moveu o espigão até 26 in (66 cm) para dentro, dirigido por um computador analógico de entrada de ar que levou em conta o sistema pitot estático, inclinação, rotação, guinada e ângulo de ataque . Mover a ponta do espigão atraiu a onda de choque sobre ela para mais perto da carenagem da entrada até que tocou levemente dentro da borda da carenagem. Esta posição refletiu a onda de choque do pico repetidamente entre o corpo central do pico e os lados da tampa interna da entrada, e minimizou o derramamento do fluxo de ar que é a causa do arrasto do derramamento. O ar desacelerou supersonicamente com uma onda de choque plana final na entrada do difusor subsônico.

A jusante desse choque normal, o ar é subsônico. Ele desacelera ainda mais no duto divergente para dar a velocidade necessária na entrada do compressor. A captura da onda de choque do avião na entrada é chamada de “iniciar a entrada”.Tubos de purga e portas de desvio foram projetados na entrada e nas nacelas do motor para lidar com parte dessa pressão e posicionar o choque final para permitir que a entrada permaneça “ligada”.

Nos primeiros anos de operação, os computadores analógicos nem sempre acompanharia as mudanças rápidas nas informações ambientais de voo. Se as pressões internas se tornassem muito altas e o pico fosse posicionado incorretamente, a onda de choque explodiria repentinamente pela frente da entrada, chamada de “não partida da entrada”. Durante as reinicializações, as extinções de pós-combustão eram comuns. O empuxo assimétrico do motor remanescente faria com que a aeronave guinasse violentamente para um lado. O SAS, o piloto automático e as entradas de controle manual combateriam o guinamento, mas muitas vezes o ângulo de desvio extremo reduziria o fluxo de ar no motor oposto e estimularia “estolagens simpáticas “. Isso gerou um rápido contra-bocejo, muitas vezes associado a barulhos de” batidas “e uma viagem difícil durante a qual os capacetes das tripulações às vezes atingiam as copas da cabine. Uma resposta a um único desarme foi desarmar ambas as entradas para evitar a guinada e depois reiniciá-las. Após o teste do túnel de vento e modelagem de computador pelo centro de testes da NASA em Dryden, a Lockheed instalou um controle eletrônico para detectar as condições de não partida e realizar esta ação de reinicialização sem intervenção do piloto. Durante a solução de problemas do problema de não partida, a NASA também descobriu que os vórtices das lâminas do nariz estavam entrando no motor e interferindo na eficiência do motor. A NASA desenvolveu um computador para controlar as portas de desvio do motor que contornou esse problema e aumentou a eficiência. A partir de 1980, o sistema de controle de entrada analógico foi substituído por um sistema digital, o que reduziu as instâncias de não inicialização.

EnginesEdit

O SR-71 era movido por dois Pratt & Whitney J58 (designação da empresa JT11D-20) axial – motores turbojato de fluxo. O J58 foi uma inovação considerável da época, capaz de produzir um impulso estático de 32.500 lbf (145 kN). O motor foi mais eficiente em torno de Mach 3.2, a velocidade de cruzeiro típica do Blackbird. Na decolagem, a pós-combustão forneceu 26% do empuxo. Essa proporção aumentou progressivamente com a velocidade até que a pós-combustão forneceu todo o empuxo em cerca de Mach 3.

O ar foi inicialmente comprimido (e aquecido) pelo pico de entrada e subsequente duto convergente entre o corpo central e a tampa de entrada. As ondas de choque geradas reduziram o ar para velocidades subsônicas em relação ao motor. O ar então entrou no compressor do motor. Parte desse fluxo do compressor (20% em cruzeiro) foi removido após o quarto estágio do compressor e foi direto para a pós-combustão por meio de seis tubos de desvio. O ar que passava pelo turbojato foi comprimido ainda mais pelos cinco estágios restantes do compressor e, em seguida, o combustível foi adicionado na câmara de combustão. Depois de passar pela turbina, o escapamento, junto com o ar de sangria do compressor, entrou no pós-combustor.

Por volta de Mach 3, o aumento de temperatura da admissão a compressão, adicionada ao aumento da temperatura do compressor do motor, reduziu o fluxo de combustível permitido porque o limite de temperatura da turbina não mudou. O maquinário giratório produzia menos potência, mas ainda assim o suficiente para funcionar a 100% RPM, mantendo assim o fluxo de ar pela admissão constante. O maquinário giratório havia se tornado um item de arrasto e o impulso do motor em altas velocidades vinha do aumento da temperatura do pós-combustor. A velocidade máxima de voo era limitada pela temperatura do ar que entrava no compressor do motor, que não foi certificada para temperaturas acima de 800 ° F (430 ° C).

Originalmente, os motores J58 do Blackbird foram iniciados com a assistência de dois motores Buick Wildcat V8 de combustão interna, montados externamente em um veículo referido como um “carrinho de partida” AG330. O carrinho de partida foi posicionado embaixo do J58 e os dois motores Buick acionaram um único eixo de transmissão vertical conectado ao J58 motor e girando acima de 3.200 RPM, ponto no qual o turbojato poderia se auto-sustentar. Assim que o primeiro motor J58 foi ligado, o carrinho foi reposicionado para dar partida no outro motor J58 da aeronave. Mais tarde, os carros começaram a usar motores V8 de bloco grande da Chevrolet. Eventualmente, um sistema de partida pneumático mais silencioso foi desenvolvido para uso nas principais bases operacionais. Os carros de partida V8 permaneceram em locais de pouso de desvio não equipados com o sistema pneumático.

FuelEdit

Vários combustíveis exóticos foram investigados para o Blackbird. O desenvolvimento começou em uma usina de lama de carvão, mas Johnson determinou que as partículas de carvão danificaram componentes importantes do motor. A pesquisa foi conduzida em um motor de hidrogênio líquido, mas os tanques para armazenar hidrogênio criogênico não eram de tamanho ou formato adequados. Na prática, o Blackbird queimaria o JP-7 um tanto convencional, que era difícil de acender. Para dar partida nos motores, o trietilborano (TEB), que se inflama ao entrar em contato com o ar, foi injetado para produzir temperaturas altas o suficiente para acender o JP-7. O TEB produziu uma chama verde característica, que muitas vezes podia ser vista durante a ignição do motor.

Em uma missão SR-71 típica, o avião decolou com apenas uma carga parcial de combustível para reduzir o estresse nos freios e pneus durante a decolagem e também garantir que possa decolar com sucesso caso um motor falhe. Como resultado, os SR-71s eram normalmente reabastecidos imediatamente após a decolagem. Isso levou ao equívoco de que o avião exigia reabastecimento imediato após a decolagem devido a vazamentos nos tanques de combustível. No entanto, os vazamentos foram medidos em gotejamentos por minuto e não foram significativos em comparação com a capacidade total. O SR-71 também exigia reabastecimento em vôo para reabastecer durante as missões de longa duração. Os voos supersônicos geralmente não duravam mais do que 90 minutos antes que o piloto tivesse que encontrar um navio-tanque.

Os navios-tanque especializados KC-135Q eram necessários para reabastecer o SR-71. O KC-135Q tinha uma lança modificada de alta velocidade, que permitiria o reabastecimento do Blackbird quase na velocidade máxima do petroleiro com flutter mínimo. O petroleiro também tinha sistemas de combustível especiais para mover JP-4 (para o próprio KC-135Q ) e JP-7 (para o SR-71) entre diferentes tanques. Para auxiliar o piloto no reabastecimento, a cabine foi equipada com um visor de visão periférica do horizonte. Este instrumento incomum projetava uma linha de horizonte artificial quase invisível na parte superior do todo o painel de instrumentos, que deu ao piloto dicas subliminares sobre a atitude da aeronave.

Sistema de navegação astro-inercialEdit

A Nortronics, divisão de desenvolvimento de eletrônicos da Northrop Corporation, desenvolveu um sistema astro-inercial sistema de orientação (ANS), que poderia corrigir erros do sistema de navegação inercial com observações celestes, para o míssil SM-62 Snark, e um sistema separado para o malfadado míssil AGM-48 Skybolt, o último dos quais foi adaptado para o SR- 71.

Antes da decolagem, um prima O alinhamento correto trouxe os componentes inerciais do ANS a um alto grau de precisão. Em vôo, o ANS, que estava sentado atrás do oficial de sistemas de reconhecimento (RSO), posição, rastreou estrelas através de uma janela de vidro de quartzo circular na fuselagem superior. Seu rastreador de estrelas de fonte de “luz azul”, que podia ver estrelas durante o dia e a noite, rastreia continuamente uma variedade de estrelas conforme a mudança de posição da aeronave as traz à vista. As efemérides de computador digital do sistema continham dados em uma lista de estrelas usadas para navegação celestial: a lista primeiro incluía 56 estrelas e depois foi expandida para 61. O ANS poderia fornecer altitude e posição para controles de voo e outros sistemas, incluindo o gravador de dados de missão, navegação automática para pontos de destino predefinidos, apontamento automático e controle de câmeras e sensores, e visão óptica ou SLR de pontos fixos carregados no ANS antes da decolagem. De acordo com Richard Graham, um ex-piloto do SR-71, o sistema de navegação era bom o suficiente para limitar a deriva a 1.000 pés (300 m) da direção de deslocamento em Mach 3.

Sensores e carga útilEditar

O SR -71 originalmente incluídos sistemas de imagens ópticas / infravermelho; radar aerotransportado lateral (SLAR); sistemas de coleta de inteligência eletrônica (ELINT); sistemas defensivos para combater mísseis e caças aerotransportados; e gravadores para SLAR, ELINT e dados de manutenção. O SR-71 carregava uma câmera de rastreamento Fairchild e uma câmera infravermelha, as quais funcionaram durante toda a missão.

Como o SR-71 tinha uma segunda cabine atrás do piloto para o RSO, ele não poderia transportar o principal sensor do A-12, uma única câmera ótica de grande comprimento focal que ficava no “Q-Bay” atrás da cabine única do A-12. Em vez disso, os sistemas de câmera do SR-71 “poderiam estar localizados nos lâminas da fuselagem ou na seção removível do nariz / lombo. A imagem de área ampla foi fornecida por duas câmeras objetivas operacionais da Itek, que forneceram imagens estéreo em toda a largura do a pista de vôo, ou uma Itek Optical Bar Camera, que dava cobertura contínua de horizonte a horizonte. Uma visão mais próxima da área alvo foi fornecida pela Câmera Objetiva Técnica HYCON (TEOC), que poderia ser direcionada até 45 ° à esquerda ou à direita da linha central.Inicialmente, os TEOCs não conseguiam corresponder à resolução da câmera maior do A-12 “, mas melhorias rápidas na câmera e no filme melhoraram esse desempenho.

SLAR, construído pela Goodyear Aerospace, pode ser transportado O nariz removível. Mais tarde, o radar foi substituído pelo Sistema de Radar de Abertura Sintética Avançada de Loral (ASARS-1). Tanto o primeiro SLAR quanto o ASARS-1 eram sistemas de imagens de mapeamento terrestre, coletando dados em faixas fixas à esquerda ou à direita da linha central ou de um local de ponto para maior resolução. Os sistemas de coleta ELINT, chamados de Sistema de Reconhecimento Eletromagnético, construídos pela AIL, podiam ser carregados nas baias da chine para analisar os campos de sinais eletrônicos que passavam, e eram programados para identificar itens de interesse.

Sobre sua operação vida, o Blackbird carregava várias contramedidas eletrônicas (ECMs), incluindo sistemas eletrônicos de alerta e ativos construídos por várias empresas de ECM e chamados de Sistemas A, A2, A2C, B, C, C2, E, G, H e M. Em um determinado missão, uma aeronave carregava várias dessas cargas de frequência / propósito para enfrentar as ameaças esperadas. O major Jerry Crew, um RSO, disse à Air & Space / Smithsonian que usou um jammer para tentar confundir os locais de mísseis superfície-ar enquanto suas tripulações rastreavam seu avião, mas uma vez O receptor de alerta de ameaça disse a ele que um míssil havia sido lançado, ele desligou o jammer para evitar que o míssil acertasse seu sinal. Após o pouso, as informações do SLAR, dos sistemas de coleta ELINT e do gravador de dados de manutenção foram submetidas à análise de solo pós-voo. Nos últimos anos de sua vida operacional, um sistema de datalink poderia enviar dados ASARS-1 e ELINT de cerca de 2.000 nmi (3.700 km) de cobertura da via para uma estação terrestre devidamente equipada.

Life supportEdit

Voo a 80.000 pés (24.000 m) significava que as tripulações não podiam usar máscaras padrão, que não podiam fornecer oxigênio suficiente acima de 43.000 pés (13.000 m). Roupas especiais pressurizadas de proteção foram produzidas para membros da tripulação pela David Clark Company para o A-12, YF-12, M-21 e SR-71. Além disso, uma ejeção de emergência em Mach 3.2 sujeitaria as tripulações a temperaturas de cerca de 450 ° F (230 ° C); assim, durante um cenário de ejeção em grande altitude, um suprimento de oxigênio a bordo manteria o traje pressurizado durante a descida.

A cabine poderia ser pressurizada a uma altitude de 10.000 ou 26.000 pés (3.000 ou 8.000 m) durante voar. A cabine precisava de um sistema de resfriamento de serviço pesado, já que cruzar a Mach 3.2 aqueceria a superfície externa da aeronave bem além de 500 ° F (260 ° C) e o interior do pára-brisa a 250 ° F (120 ° C). O ar condicionado usava um trocador de calor para despejar o calor da cabine no combustível antes da combustão. O mesmo sistema de ar condicionado também foi usado para manter o compartimento do trem de pouso dianteiro (nariz) resfriado, eliminando assim a necessidade do especial impregnado de alumínio pneus semelhantes aos usados no trem de pouso principal.

Os pilotos Blackbird e RSOs receberam comida e bebida para os longos voos de reconhecimento. As garrafas de água tinham canudos longos que os membros da tripulação guiavam para uma abertura no capacete olhando em um espelho. A comida estava contida em recipientes lacrados semelhantes a tubos de pasta de dente que levavam comida para a boca do tripulante através da abertura do capacete.