Pada pertengahan tahun enam puluhan, CIA dan Angkatan Udara AS menerima pesawat pengintai terbaru A-12 dan SR-71. Mesin-mesin ini, disatukan dalam hal bagian utama unit, dibedakan oleh karakteristik penerbangan dan teknis yang sangat tinggi, yang memungkinkan untuk menyelesaikan tugas-tugas utama secara efektif. Namun, mencapai kecepatan maksimum pada level M = 3, 3 dan ketinggian penerbangan lebih dari 25 km ternyata merupakan tugas yang sangat sulit, yang membutuhkan solusi dan teknologi desain baru secara fundamental.
Lingkaran masalah
Pengembangan proyek A-12 dan SR-71 dilakukan di divisi Lockheed dengan nama tidak resmi Skunk Works. Penciptaan pesawat baru dimulai dengan penelitian dan pengembangan serta pencarian solusi teknis yang optimal. Pada tahap ini, ditetapkan masalah apa yang dihadapi pesawat "tiga terbang". Kemudian pencarian teknologi yang sesuai dimulai.
Aerodinamika menjadi salah satu perhatian utama. Terbang dengan kecepatan kira-kira. M = 3 memiliki karakteristik tersendiri yang harus diperhatikan saat membentuk tampilan pesawat. Namun, mencapai kecepatan seperti itu juga sulit. Ini membutuhkan mesin khusus yang dapat bekerja sama efektifnya di semua mode kecepatan.
Pada kecepatan penerbangan yang diperlukan, masalah beban termal seharusnya sepenuhnya terwujud. Itu diperlukan untuk melindungi glider dari panas berlebih, deformasi, dan kemungkinan kehancuran. Dengan semua ini, pesawat harus dibedakan dengan kekuatan tinggi, karena pada kecepatan operasi bahkan manuver paling sederhana dikaitkan dengan kelebihan beban.
Persyaratan terpisah menyangkut visibilitas pesawat ke musuh. Pada saat itu, negara-negara terkemuka telah berhasil membangun jaringan radar yang dikembangkan untuk kontrol wilayah udara, yang membuat masalah pengurangan tanda tangan radar menjadi mendesak. Masalah ini harus diperhitungkan ketika mengembangkan badan pesawat.
Menemukan solusi untuk masalah yang diharapkan terbukti sulit dan lambat. Pengerjaan pesawat A-12 untuk CIA dimulai pada tahun 1957 dan berlanjut selama beberapa tahun. Selama ini, konsep umum dan pendekatan desain telah berubah beberapa kali. Penerbangan pertama dari pesawat prototipe selesai hanya pada tahun 1962. Pesawat pengintai SR-71 untuk Angkatan Udara dikembangkan berdasarkan kendaraan yang sudah jadi, yang memungkinkan untuk mempercepat pekerjaan secara signifikan.
Glider khusus
Solusi untuk bagian utama dari masalah yang diharapkan terkait langsung dengan desain badan pesawat dan sistem pesawat secara umum. Setelah pencarian panjang, dimungkinkan untuk menemukan versi optimal dari tampilan aerodinamis. Skema "tanpa ekor" dianggap yang terbaik dengan aliran masuk yang dikembangkan di haluan dan bagian tengah badan pesawat dan sepasang lunas. Skema yang diterapkan memungkinkan untuk memperoleh daya angkat tinggi dan meningkatkan aliran pada semua kecepatan. Selain itu, momen lentur di haluan menurun tajam.
Kontur khusus badan pesawat memungkinkan untuk menyebarkan sebagian sinyal dari radar. Di beberapa bagian badan pesawat, di mana desainnya memungkinkan, ada bagian yang terbuat dari bahan penyerap radio. Namun, mengurangi visibilitas bukanlah tugas utama proyek, dan ada faktor lain yang sebagian menetralkan semua pencapaian desain di area ini.
Masalah perlindungan termal, berat dan kekuatan diselesaikan dengan bantuan titanium dan paduannya. Glider terdiri dari 85% dari mereka. Bagian lain terbuat dari baja tahan panas, keramik, dll. Kaca kanopi kokpit terbuat dari kaca kuarsa. Untuk kekuatan mekanik dan termal, itu terhubung ke badan pesawat menggunakan pengelasan ultrasonik.
Menurut perhitungan, selama penerbangan, suhu rata-rata kulit seharusnya mencapai 260 ° C, maksimum di tepi depan - hingga 400 ° C. Dalam hal ini, banyak pipa disediakan di badan pesawat untuk mensirkulasikan bahan bakar, menghilangkan panas berlebih dan memanaskan bahan bakar.
Struktur titanium mempertahankan kekuatannya saat dipanaskan - tetapi mengubah dimensi. Pada kecepatan jelajah, A-12 dan SR-71 diperpanjang beberapa inci. Masalah ini diperhitungkan selama desain dan disediakan untuk celah khusus di kulit, struktur internal dan bahkan di sistem bahan bakar. Akibatnya, bahan bakar benar-benar keluar dari pesawat di tanah, tetapi setelah akselerasi kebocoran berhenti. Juga, bagian dari kelongsong terbuat dari lembaran bergelombang.
Mesin rekam
Pesawat A-12 dan SR-71 menggunakan mesin hybrid unik dari keluarga JT11D/J58 dari Pratt & Whitney. Desain mereka menggabungkan mesin turbojet dan ramjet dengan kemungkinan operasi bersama atau bergantian. Daya dorong maksimum, tergantung modifikasi, 20-25 ribu pound; afterburner - 32,5 ribu pound.
Inti dari mesin J58 adalah unit turbojet yang ditempatkan di dalam unit ramjet dengan bantuan kipas. Asupan udara dilengkapi dengan badan pusat yang dapat dipindahkan, dan ada juga satu set palka dan penutup untuk mengontrol aliran yang masuk. Asupan udara dikontrol sesuai dengan mode penerbangan menggunakan komputer terpisah.
Pada kecepatan sub dan supersonik, kerucut pemasukan udara berada di posisi maju dan mengoptimalkan aliran di saluran masuk engine. Dengan peningkatan tinggi dan kecepatan, mereka tergeser ke belakang. Pada kecepatan di atas M = 3, aliran udara dibagi antara mesin ramjet dan turbojet, yang menghasilkan 80 dan 20 persen. dorong, masing-masing.
Mesin J58 menggunakan bahan bakar jet khusus JP-7 berbasis minyak tanah. Dalam kondisi normal, itu dibedakan dengan peningkatan viskositas, tetapi ketika dipanaskan, itu tidak berbeda dari komposisi standar. Bahan bakar juga digunakan sebagai bagian dari sistem pendingin untuk kulit, kokpit, kompartemen instrumen, dll. Itu digunakan sebagai fluida kerja dalam hidrolika kontrol nosel. Cairan yang dipanaskan segera masuk ke mesin dan terbakar.
Mesin dihidupkan dengan cara injeksi yang disebut. Bahan bakar awal adalah trietilboran cair (TEB), yang menyala saat kontak dengan udara. Setiap J58 memiliki tangki TEB sendiri untuk 16 engine / afterburner dimulai. Motor menggunakan gemuk silikon khusus yang dioptimalkan untuk suhu tinggi. Pada suhu di bawah nol Celcius, komposisi ini mengeras, yang menyulitkan pengoperasian peralatan.
harga besar
Departemen Pekerjaan Skunk dan perusahaan terkait telah berhasil menyelesaikan semua tugas yang diberikan dan menciptakan pesawat dengan karakteristik penerbangan tinggi yang unik. Namun, ini memakan waktu beberapa tahun dan biaya keuangan yang signifikan, dan pesawat yang dihasilkan dibedakan oleh biaya produksi yang tinggi dan kompleksitas operasi.
Pengembangan proyek dan pencarian semua teknologi yang diperlukan memakan waktu beberapa tahun. Peluncuran produksi juga dikaitkan dengan masalah tertentu. Misalnya, dalam memoar kepala Skunk Works, Ben Rich menyebutkan sulitnya mendapatkan titanium. Amerika Serikat tidak memiliki bahan baku seperti itu, itulah sebabnya ia harus mengatur seluruh operasi untuk membelinya dari Uni Soviet melalui perusahaan cangkang.
Demi kepentingan CIA, 15 pesawat modifikasi utama dibangun. Angkatan Udara menerima 32 unit. Kontrak dengan Angkatan Udara menyediakan biaya satu SR-71 pada level 34 juta dolar (lebih dari 270 juta dengan harga saat ini), dan program produksi ternyata menjadi rekor mahal pada masanya.
Operasi itu juga ternyata sulit dan mahal. Persiapan untuk penerbangan memakan waktu beberapa hari. Setelah setiap penerbangan, pesawat membutuhkan 650 pemeriksaan dan prosedur berbeda yang memakan waktu beberapa jam. Setelah 25, 100, dan 200 jam penerbangan, inspeksi menyeluruh dengan pembongkaran sebagian diperlukan, di mana beberapa hari kerja dialokasikan. Mesin dikirim ke sekat setelah 200 jam operasi, dan setelah 600 jam - untuk perbaikan.
Sesaat sebelum penonaktifan SR-71, secara terbuka dilaporkan bahwa jam terbang pesawat semacam itu berharga sekitar. 85 ribu dolar Pengoperasian satu mesin setiap tahun menelan biaya setidaknya 300-400 juta.
Namun demikian, CIA dan Angkatan Udara menerima alat khusus dengan kinerja tertinggi. A-12 dan SR-71 dapat beroperasi pada ketinggian setidaknya 25-26 km dan mengembangkan kecepatan hingga M = 3, 3, yang selama bertahun-tahun menyelamatkan mereka dari pertahanan udara musuh potensial. Selama operasi, CIA kehilangan 6 dari A-12-nya, Angkatan Udara - 12 unit SR-71. Pada saat yang sama, tidak ada kerugian pertempuran.
Terobosan teknologi
Pengoperasian pesawat A-12 hanya berlangsung beberapa tahun - hingga 1968, Angkatan Udara menggunakan SR-71 hingga 1998, dan NASA menghapus peralatan itu setahun kemudian. Pesawat dengan dua model dan beberapa modifikasi, yang memiliki desain khusus berdasarkan teknologi canggih, dapat menunjukkan karakteristik taktis dan teknis yang luar biasa. Namun, untuk alasan yang sama, mereka sangat mahal dan kompleks. Pada saat mereka ditinggalkan, sarana pengintaian yang lebih nyaman dan efektif muncul.
Pengganti langsung untuk A-12 / SR-71 tidak pernah muncul - ceruk pesawat pengintai panjang dan ditempati dengan kuat oleh pesawat ruang angkasa. Akibatnya, model baru teknologi penerbangan dengan karakteristik yang sebanding belum muncul di Amerika Serikat. Namun, proyek pesawat berkecepatan tinggi dari Skunk Works telah menciptakan dasar ilmiah, teknis, dan teknologi yang serius untuk pengembangan lebih lanjut penerbangan militer dan sipil. Beberapa solusi yang diusulkan di masa lalu masih digunakan secara aktif.
