Lockheed SR-71 Blackbird (Română)

Prezentare generală Editare

SR-71 a fost proiectat pentru zbor la peste Mach 3 cu un echipaj de zbor format din două cabine de pilotaj tandem, cu pilotul în cabina de pilotaj înainte și ofițerul sistemelor de recunoaștere care operează sistemele de supraveghere și echipament din cabina din spate și direcționarea navigației pe calea zborului misiunii. SR-71 a fost proiectat pentru a minimiza secțiunea transversală a radarului, o încercare timpurie de proiectare stealth. Avioanele finisate au fost vopsite cu un albastru închis, aproape negru, pentru a crește emisia de căldură internă și pentru a acționa ca camuflaj împotriva cerului nocturn. Culoarea închisă a dus la porecla avionului „Blackbird”.

În timp ce SR-71 purta contramăsuri radar pentru a se sustrage eforturilor de interceptare, cea mai mare protecție a fost combinația sa de altitudine mare și viteză foarte mare, ceea ce a făcut ca alături de secțiunea transversală redusă a radarului, aceste calități au oferit un timp foarte scurt pentru ca un site inamic de rachete sol-aer (SAM) să achiziționeze și să urmărească aeronava pe radar. Până când site-ul SAM ar putea urmări SR-71, era adesea prea târziu pentru a lansa un SAM, iar SR-71 ar fi în afara razei de acțiune înainte ca SAM să poată ajunge la el. Dacă site-ul SAM ar putea urmări SR-71 și arunca un SAM la timp , SAM ar cheltui aproape toată delta-v a fazelor sale de susținere și susținere care tocmai atingeau altitudinea SR-71 „; în acest moment, din propulsie, nu ar putea face decât să-și urmeze arcul balistic. Simpla accelerare ar fi de obicei suficientă pentru ca un SR-71 să se sustragă de la SAM; modificările efectuate de piloți în viteza, altitudinea și direcția SR-71 au fost, de asemenea, deseori suficiente pentru a strica orice blocare radar din avion de către locurile SAM sau luptătorii inamici. La viteze susținute de peste Mach 3.2, avionul a fost mai rapid decât cel mai rapid interceptor al Uniunii Sovietice, Mikoyan-Gurevich MiG-25, care, de asemenea, nu a putut atinge altitudinea SR-71. În timpul vieții sale, niciun SR-71 nu a fost doborât vreodată.

Cadru de aeronave, baldachin și tren de aterizare Edit

Pe majoritatea aeronavelor, utilizarea titanului a fost limitată de costurile implicate; a fost utilizată în general numai în componentele expuse la temperaturi mai ridicate, cum ar fi carenele de evacuare și marginile anterioare ale Pe SR-71, titanul a fost utilizat pentru 85% din structură, cu o mare parte din materialele compozite polimerice restante. Pentru a controla costurile, Lockheed a folosit un aliaj de titan mai ușor de prelucrat care s-a înmuiat la o temperatură mai scăzută. Lockheed a dezvoltat noi metode de fabricație, care au fost folosite de atunci la fabricarea altora aeronave. Lockheed a descoperit că spălarea titanului sudat necesită apă distilată, deoarece clorul prezent în apa de la robinet este coroziv; sculele placate cu cadmiu nu au putut fi utilizate, deoarece au provocat și coroziune. Contaminarea metalurgică a fost o altă problemă; la un moment dat, 80% din titanul livrat pentru fabricare a fost respins din aceste motive.

Temperaturile ridicate generate în zbor au necesitat tehnici speciale de proiectare și operare. Secțiunile majore ale pielii aripilor interioare erau ondulate, nu netede. Aerodinamicienii s-au opus inițial conceptului, referindu-se disprețuitor la aeronavă ca o variantă Mach 3 a Ford Trimotor din anii 1920, care era cunoscută pentru pielea sa din aluminiu ondulat. Căldura ar fi făcut ca pielea netedă să se despartă sau să se onduleze, în timp ce pielea ondulată s-ar putea extinde pe verticală și orizontală și ar fi avut o rezistență longitudinală crescută.

Panourile de fuselaj au fost fabricate pentru a se potrivi doar cu aeronava la sol. Alinierea corectă a fost realizată pe măsură ce aeronava s-a încălzit și s-a extins cu câțiva centimetri. Din acest motiv și a lipsei unui sistem de etanșare a combustibilului care să poată face față expansiunii aeronavei la temperaturi extreme, aeronava a scurs combustibil JP-7 pe sol înainte de decolare.

Parbrizul exterior al cabina de pilotaj era din cuarț și a fost fuzionată ultrasonic cu cadrul din titan. Temperatura exterioară a parbrizului a ajuns la 600 ° F (316 ° C) în timpul unei misiuni. Răcirea a fost efectuată prin ciclarea combustibilului în spatele suprafețelor de titan din mașini. La aterizare, temperatura baldachinului depășea 300 ° C (572 ° F).

Dungile roșii prezentate pe unele SR-71 au fost pentru a preveni lucrătorii de întreținere să deterioreze pielea. Aproape de centrul fuselajului , pielea curbată era subțire și delicată, fără suport de coastele structurale, care erau distanțate la câțiva metri.

Anvelopele Blackbird, fabricate de BF Goodrich, conțineau aluminiu și erau umplute cu azot. Costă 2.300 USD și, în general, ar necesita înlocuirea în 20 de misiuni. Mierla a aterizat la peste 170 de noduri (200 mph; 310 km / h) și a lansat o parașută pentru a opri; jgheabul a acționat și pentru a reduce stresul asupra anvelopelor.

Achiziționarea titaniumEdit

Titanul a fost în cantitate redusă în Statele Unite, astfel încât echipa Skunk Works a fost forțată să caute metalul în altă parte. O mare parte din materialul necesar provenea din Uniunea Sovietică. Colonelul Rich Graham, pilot SR-71, a descris procesul de achiziție:

Avionul are 92% titan în interior și în exterior. Pe vremea când construiau avionul, Statele Unite nu aveau aprovizionarea cu minereu – un minereu numit minereu rutil. Este un sol foarte nisipos și se găsește doar în foarte puține părți ale lumii. Furnizorul principal de minereu a fost URSS. Lucrând prin țări din lumea a treia și operațiuni false, au reușit să obțină minereul de rutil expediat în Statele Unite pentru a construi SR-71.

Forma și evitarea amenințărilor Editați

A doua aeronavă operațională proiectată în jurul unei forme și materiale avioane stealth, după Lockheed A-12, SR-71 avea mai multe caracteristici concepute pentru a reduce SR-71 avea o secțiune transversală a radarului (RCS) în jurul valorii de 10 mp (10 mp). Pe baza studiilor timpurii în tehnologia stealth radar, care au indicat că o formă cu lat aplatizat, conic Acestea ar reflecta cea mai mare energie departe de locul de origine al fasciculului radar, inginerii au adăugat chei și au înclinat suprafețele de control verticale spre interior. Materiale speciale de absorbție a radarului au fost încorporate în secțiunile în formă de dinte de fierăstrău ale pielii aeronavei. Aditivii pe bază de cesiu au fost folosiți pentru a reduce oarecum vizibilitatea penelor de evacuare la radar, deși fluxurile de evacuare au rămas destul de evidente. Kelly Johnson a recunoscut mai târziu că tehnologia radar sovietică a avansat mai repede decât tehnologia stealth folosită împotriva acestuia.

SR-71 avea chinezi, o pereche de margini ascuțite care duc în spate de ambele părți ale nasului de-a lungul fuselajului. Acestea nu erau o caracteristică la începutul anului A -3 proiectare; Frank Rodgers, medic la Institutul de Inginerie Științifică, o organizație din fața CIA, a descoperit că o secțiune transversală a unei sfere avea o reflexie radar redusă foarte mult și a adaptat un fuzelaj în formă cilindrică prin întinderea laturilor După ce grupul consultativ a selectat provizoriu proiectul FISH al lui Convair pe A-3 pe baza RCS, Lockheed a adoptat mașini pentru proiectele sale A-4 până la A-6.

Aerodinamicienii au descoperit că monedele au generat vârtejuri puternice și au creat o ridicare suplimentară, ducând la îmbunătățiri neașteptate ale performanței aerodinamice. Unghiul de incidență al aripilor delta ar putea fi redus pentru o stabilitate mai mare și o rezistență mai mică la viteze mari și o greutate mai mare transportată, cum ar fi combustibilul. Viteza de aterizare a fost, de asemenea, redusă, deoarece vârtejurile chinezilor au creat un flux turbulent peste aripi la unghiuri de atac ridicate, ceea ce face mai greu să se blocheze. Chinezele au acționat, de asemenea, ca niște extensii de vârf, care sporesc agilitatea luptătorilor, cum ar fi F- 5, F-16, F / A-18, MiG-29 și Su-27. Adăugarea de mașini a permis, de asemenea, îndepărtarea avioanelor planificate de canard.

Admisii de aer Editați

intrările de aer au permis SR-71 să croiască la peste Mach 3.2, aerul încetinind la viteza subsonică pe măsură ce a intrat în motor. Mach 3.2 a fost punctul de proiectare al aeronavei, cea mai eficientă viteză a acesteia. Cu toate acestea, în practică SR- 71 a fost uneori mai eficient la viteze și mai mari – în funcție de temperatura aerului exterior – măsurată de kilograme de combustibil arse pe milă marină parcursă. În timpul unei misiuni, pilotul SR-71 Brian Shul a zburat mai repede decât de obicei pentru a evita multiple încercări de interceptare; după aceea, s-a descoperit că acest lucru a redus consumul de combustibil.

În partea din față a fiecărei orificii de admisie, un con ascuțit și mobil, numit „vârf” (con de intrare), a fost blocat în poziția sa deplină înainte, la sol. iar în timpul zborului subsonic. Când aeronava a accelerat pe lângă Mach 1.6, un șurub intern a mutat vârful până la 26 cm (66 cm) spre interior, direcționat de un computer analogic de admisie a aerului, care a luat în considerare sistemul pitot-static, pitch, roll, yaw și unghiul de atac . Deplasarea vârfului vârfului a atras unda de șoc care se deplasa pe ea mai aproape de capota de admisie până când a atins doar ușor în interiorul buza capotei. Această poziție a reflectat în mod repetat valul de șoc al vârfului între corpul vârfului vârfului și părțile interioare ale capacului de admisie și scurgerea minimă a fluxului de aer, care este cauza tragerii scurgerilor. Aerul a încetinit supersonic cu o undă de șoc finală la intrarea în difuzorul subsonic.

În aval de acest șoc normal, aerul este subsonic. Decelerează în continuare în conducta divergentă pentru a da viteza necesară la intrarea în compresor. Captarea undei de șoc a avionului în intrare se numește „pornirea intrării”.Tuburile de purjare și ușile de ocolire au fost proiectate în orificiile de admisie și motor pentru a face față acestei presiuni și pentru a poziționa șocul final pentru a permite intrării să rămână „pornită”.

În primii ani de funcționare, computerele analogice nu ar ține întotdeauna pasul cu intrările de mediu în schimbare rapidă a zborului. Dacă presiunile interne au devenit prea mari și vârful a fost poziționat incorect, unda de șoc ar arunca brusc în fața orificiului de admisie, numită „intrare de pornire”. În timpul declanșării, extincțiile după arsură erau frecvente. Tracțiunea asimetrică a motorului rămas ar face ca aeronava să falceze violent într-o parte. Intrările SAS, pilot automat și control manual ar lupta cu fărâmițarea, dar de multe ori unghiul extrem de redus ar reduce debitul de aer în motorul opus și ar stimula „tarabele simpatice” Acest lucru a generat o contracarare rapidă, adesea cuplată cu zgomote puternice de „lovitură” și o călătorie dură în timpul căreia căștile echipajelor își loveau uneori baldachinele din cabină. Un răspuns la o singură declanșare a fost demararea ambelor intrări pentru a preveni fărâmițarea, apoi repornirea amândurora. După testarea tunelului de vânt și modelarea computerizată de către centrul de testare NASA Dryden, Lockheed a instalat un control electronic pentru a detecta condițiile de pornire și a efectua această acțiune de resetare fără intervenția pilotului. În timpul depanării problemei de pornire, NASA a descoperit, de asemenea, că vârtejele de la buzunarele care intrau în motor și interferează cu eficiența motorului. NASA a dezvoltat un computer pentru controlul ușilor de ocolire a motorului, care a contracarat această problemă și a îmbunătățit eficiența. Începând din 1980, sistemul de control al intrării analogice a fost înlocuit cu un sistem digital, care a redus instanțele de pornire.

EnginesEdit

SR-71 a fost alimentat de două axiale Pratt & Whitney J58 (denumirea companiei JT11D-20) axiale -motoare turboreactoare cu flux. J58 a reprezentat o inovație considerabilă a epocii, capabilă să producă un impuls static de 32.500 lbf (145 kN). Motorul a fost cel mai eficient în jurul Mach 3.2, viteza tipică de croazieră a lui Blackbird. La decolare, arzătorul a asigurat 26% din tracțiune. Această proporție a crescut progresiv cu viteza până când arzătorul post-arborat a oferit toată tracțiunea la aproximativ Mach 3.

Aerul a fost inițial comprimat (și încălzit) de vârful de admisie și de canalul convergent ulterior între corpul central și capacul de admisie. Undele de șoc generate au încetinit aerul la viteze subsonice față de motor. Aerul a intrat apoi în o parte din acest debit de compresor (20% la croazieră) a fost îndepărtat după cea de-a patra etapă a compresorului și a mers direct la arzător după șase tuburi de bypass. Aerul care trecea prin turbometru a fost comprimat în continuare de cele cinci etape rămase ale compresorului și apoi combustibilul a fost adăugat în camera de ardere. După trecerea prin turbină, evacuarea, împreună cu compresorul, evacuează aerul, au pătruns în arzător.

În jurul Mach 3, temperatura crește de la admisie. compresia, adăugată la creșterea temperaturii compresorului motorului, a redus debitul admisibil de combustibil, deoarece limita de temperatură a turbinei nu s-a modificat. Mașinile rotative produceau mai puțină putere, dar încă suficientă pentru a funcționa la 100% RPM, menținând astfel fluxul de aer prin admisie constant. Mașinile rotative deveniseră un element de tracțiune, iar forța motorului la turații mari a venit din creșterea temperaturii arzătorului. Viteza maximă de zbor a fost limitată de temperatura aerului care pătrunde în compresorul motorului, care nu a fost certificată pentru temperaturi peste 800 ° F (430 ° C).

Inițial, motoarele J58 ale lui Blackbird erau pornite cu asistența a două motoare cu ardere internă Buick Wildcat V8, montate extern pe un vehicul denumit „cărucior de pornire” AG330. Căruciorul de pornire a fost poziționat sub J58 și cele două motoare Buick au alimentat un singur arbore de transmisie vertical conectat la J58 motorul și rotindu-l la peste 3.200 RPM, moment în care turboreactorul s-ar putea autosusține. Odată pornit primul motor J58, căruța a fost repoziționată pentru a porni celălalt motor J58 al aeronavei. Mai târziu, căruțele de pornire au folosit motoare V8 cu bloc mare Chevrolet. În cele din urmă, a fost dezvoltat un sistem de pornire pneumatic mai silențios pentru utilizarea la bazele principale de funcționare. Cărucioarele de pornire V8 au rămas în locuri de aterizare de deviere care nu sunt echipate cu sistemul pneumatic.

FuelEdit

Au fost investigați mai mulți combustibili exotici pentru Blackbird. Dezvoltarea a început la o centrală electrică cu suspensie de cărbune, dar Johnson a stabilit că particulele de cărbune au deteriorat componentele importante ale motorului. Cercetările au fost efectuate pe o centrală electrică cu hidrogen lichid, dar rezervoarele pentru stocarea hidrogenului criogen nu au avut o dimensiune sau o formă adecvată. În practică, Blackbird arde oarecum convențional JP-7, care era greu de aprins. Pentru pornirea motoarelor, trietilboranul (TEB), care se aprinde la contactul cu aerul, a fost injectat pentru a produce temperaturi suficient de ridicate pentru a aprinde JP-7. TEB a produs o flacără verde caracteristică, care putea fi văzută adesea în timpul aprinderii motorului.

Într-o misiune tipică SR-71, avionul a decolat doar cu o încărcătură parțială de combustibil pentru a reduce stresul pe frâne și anvelope. în timpul decolării și, de asemenea, asigurați-vă că ar putea decola cu succes dacă un motor defectează. Ca urmare, SR-71-urile au fost realimentate imediat după decolare. Acest lucru a condus la concepția greșită conform căreia avionul necesită realimentare imediată după decolare din cauza scurgerii rezervoarelor de combustibil. Cu toate acestea, scurgerile au fost măsurate în picături pe minut și nu au fost semnificative în comparație cu capacitatea totală. SR-71 a necesitat, de asemenea, realimentarea în zbor pentru a completa combustibilul în timpul misiunilor de lungă durată. Zborurile supersonice au durat, în general, nu mai mult de 90 de minute înainte ca pilotul să găsească un petrolier.

Cisterne specializate KC-135Q au fost obligate să realimenteze SR-71. KC-135Q a avut un braț modificat de mare viteză, care ar permite realimentarea Blackbirdului la aproape viteza maximă a cisternei cu un flutter minim. Cisterna avea, de asemenea, sisteme speciale de combustibil pentru deplasarea JP-4 (pentru KC-135Q în sine ) și JP-7 (pentru SR-71) între diferite tancuri. Ca ajutor pentru pilot la realimentare, cabina de pilotaj a fost prevăzută cu un afișaj periferic de orizont de vizionare. Acest instrument neobișnuit a proiectat o linie de orizont artificial abia vizibilă în partea de sus a întregul panou de instrumente, care a oferit pilotului indicii subliminale asupra atitudinii aeronavei.

Sistem de navigație astro-inerțială Editare

Nortronics, divizia de dezvoltare electronică a Northrop Corporation, a dezvoltat un astro-inerțial un sistem de ghidare (ANS), care ar putea corecta erorile sistemului de navigație inerțială cu observații cerești, pentru racheta SM-62 Snark și un sistem separat pentru rautata rachetă AGM-48 Skybolt, cea din urmă fiind adaptată pentru SR- 71.

Înainte de decolare, o primă Aliniere rapidă a adus componentele inerțiale ale ANS la un grad ridicat de precizie. În zbor, ANS, care stătea în spatele poziției ofițerului de sisteme de recunoaștere, a urmărit stelele printr-o fereastră circulară din sticlă de cuarț de pe fuzelajul superior. Urmăritorul său de surse de „lumină albastră”, care putea vedea stele atât ziua, cât și noaptea, ar urmări în mod continuu o varietate de stele pe măsură ce poziția schimbătoare a aeronavei le-a adus la vedere. Efemeridele computerului digital ale sistemului conțin date pe o listă a stelelor utilizate pentru navigația cerească: lista a inclus mai întâi 56 de stele și ulterior a fost extinsă la 61. ANS putea furniza altitudine și poziție pentru comenzile de zbor și alte sisteme, inclusiv înregistratorul de date al misiunii, navigarea automată către punctele de destinație prestabilite, indicarea automată și controlul camerelor și senzorilor și vizualizarea optică sau SLR a punctelor fixe încărcate în ANS înainte de decolare. Potrivit lui Richard Graham, un fost pilot SR-71, sistemul de navigație a fost suficient de bun pentru a limita derivația la 1.000 ft (300 m) de pe direcția de deplasare la Mach 3.

Senzori și sarcini utileEdit

SR -71 a inclus inițial sisteme de imagini optice / infraroșii; radar aerian cu aspect lateral (SLAR); sisteme de colectare a informațiilor electronice (ELINT); sisteme defensive pentru combaterea luptătorilor cu rachete și aeropurtate; și înregistratoare pentru SLAR, ELINT și date de întreținere. SR-71 avea o cameră de urmărire Fairchild și o cameră cu infraroșu, ambele rulând pe parcursul întregii misiuni.

Întrucât SR-71 avea o a doua cabină în spatele pilotului pentru RSO, nu putea transporta senzorul principal al A-12 „, o singură cameră optică cu distanță focală mare, care stătea în” Q-Bay „în spatele cabinei unice A-12”. În schimb, sistemele de camere SR-71 „ar putea fi amplasate fie în bucățile de fuselaj, fie în secțiunea amovibilă nas / chine. Imaginea pe suprafață largă a fost asigurată de două dintre camerele cu obiectiv operațional Itek, care furnizau imagini stereo pe toată lățimea pista de zbor sau o cameră Itek Optical Bar, care a oferit o acoperire continuă de la orizont la orizont. O vedere mai atentă a zonei țintă a fost oferită de Camera Obiectivă Tehnică HYCON (TEOC), care ar putea fi direcționată până la 45 ° la stânga sau la dreapta liniei centrale.Inițial, TEOC-urile nu puteau să se potrivească cu rezoluția camerei mari A-12 „, dar îmbunătățirile rapide atât ale camerei cât și ale filmului au îmbunătățit această performanță.

SLAR, construit de Goodyear Aerospace, ar putea fi transportat în nasul detașabil. În viața ulterioară, radarul a fost înlocuit de sistemul de radar cu diafragmă sintetică avansată (ASARS-1) al lui Loral. Atât primul SLAR, cât și ASARS-1 au fost sisteme de imagistică de cartografiere a solului, colectând date fie în zone fixe la stânga sau la dreapta liniei centrale, fie dintr-o locație punctuală pentru o rezoluție mai mare. Sistemele de colectare ELINT, denumite Sistemul de Recunoaștere Electromagnetică, construite de AIL, ar putea fi transportate în golfurile chine pentru a analiza câmpurile de semnale electronice trecute și au fost programate pentru a identifica elemente de interes.

Blackbird a purtat diverse contramăsuri electronice (ECM), inclusiv sisteme electronice de avertizare și active construite de mai multe companii ECM și numite Sisteme A, A2, A2C, B, C, C2, E, G, H și M. misiune, un avion transporta mai multe dintre aceste sarcini utile de frecvență / scop pentru a face față amenințărilor așteptate. Majorul Jerry Crew, un RSO, a declarat pentru Air & Space / Smithsonian că a folosit un jammer pentru a încerca să confunde site-urile rachetelor sol-aer în timp ce echipajele lor i-au urmărit avionul, dar odată receptorul de avertizare de amenințare i-a spus că a fost lansată o rachetă, a oprit jammerul pentru a împiedica racheta să intre pe semnal. După aterizare, informațiile din sistemele de colectare SLAR, ELINT și înregistratorul de date de întreținere au fost supuse analizei la sol după zbor. În ultimii ani ai vieții sale operaționale, un sistem de legături de date ar putea trimite date ASARS-1 și ELINT de la aproximativ 2.000 nmi (3.700 km) de acoperire a căii către o stație de sol echipată corespunzător.

Life supportEdit

Flying la 80.000 ft (24.000 m) însemna că echipajele nu puteau folosi măști standard, care nu puteau furniza suficient oxigen peste 43.000 ft (13.000 m). Costumele de protecție specializate sub presiune au fost produse pentru membrii echipajului de către David Clark Company pentru A-12, YF-12, M-21 și SR-71. Mai mult, o evacuare de urgență la Mach 3.2 ar supune echipajele la temperaturi de aproximativ 450 ° F (230 ° C); astfel, în timpul unui scenariu de ejecție la altitudine mare, un aport de oxigen la bord ar menține costumul sub presiune în timpul coborârii.

Cabina de pilotaj ar putea fi presurizată la o altitudine de 10.000 sau 26.000 ft (3.000 sau 8.000 m) în timpul zbor. Cabina avea nevoie de un sistem de răcire rezistent, deoarece croaziera la Mach 3.2 ar încălzi suprafața exterioară a aeronavei cu mult peste 260 ° C (260 ° C) și interiorul parbrizului la 120 ° C (250 ° F). aparatul de aer condiționat a folosit un schimbător de căldură pentru a arunca căldura din habitaclu în combustibil înainte de combustie. Același sistem de aer condiționat a fost folosit și pentru a menține calota trenului de aterizare din față (nas), eliminând astfel necesitatea impregnării speciale de aluminiu anvelope similare cu cele utilizate pe trenul principal de aterizare.

Piloții Blackbird și RSO-urile au fost furnizate cu mâncare și băutură pentru zborurile lungi de recunoaștere. Sticlele de apă aveau paie lungi pe care membrii echipajului le-au ghidat într-o deschidere în cască uitându-se într-o oglindă. Mâncarea era conținută în recipiente sigilate, asemănătoare cu tuburile de pastă de dinți, care livrau mâncarea către gura membrilor echipajului prin deschiderea căștii.