V polovině šedesátých let dostala CIA a americké letectvo nejnovější průzkumná letadla A-12 a SR-71. Tyto stroje, sjednocené z hlediska hlavní části jednotek, se vyznačovaly extrémně vysokými letovými a technickými vlastnostmi, které umožňovaly efektivní řešení hlavních úkolů. Dosáhnout maximální rychlosti na úrovni M = 3, 3 a letové výšky více než 25 km se však ukázalo jako nesmírně obtížný úkol, který vyžadoval zásadně nová konstrukční řešení a technologie.
Kruh problémů
Vývoj projektů A-12 a SR-71 probíhal v divizi Lockheed s neoficiálním názvem Skunk Works. Výroba nových letadel začala výzkumem a vývojem a hledáním optimálních technických řešení. V této fázi se zjistilo, s jakými problémy se „tříleté“letadlo potýká. Poté začalo hledání vhodných technologií.
Aerodynamika se stala jedním z hlavních problémů. Létání rychlostí cca. M = 3 má své vlastní charakteristiky, které je třeba vzít v úvahu při formování vzhledu letadla. Dosáhnout takové rychlosti však bylo také obtížné. To vyžadovalo speciální motory, které mohly fungovat stejně efektivně ve všech rychlostních režimech.
Při požadovaných rychlostech letu se měl plně projevit problém tepelného zatížení. Bylo požadováno chránit kluzák před přehřátím, deformací a případným zničením. Při tom všem se letoun musel vyznačovat vysokou pevností, protože při provozních rychlostech byly i nejjednodušší manévry spojeny s přetížením.
Samostatný požadavek se týkal viditelnosti letadla pro nepřítele. Do té doby se vedoucím zemím podařilo vybudovat rozvinutou radarovou síť pro řízení vzdušného prostoru, díky čemuž byla otázka omezení radarového podpisu naléhavá. Tento problém musel být vzat v úvahu při vývoji draku.
Hledání řešení očekávaných problémů se ukázalo být obtížné a pomalé. Práce na letounu A-12 pro CIA byly zahájeny v roce 1957 a pokračovaly několik let. Během této doby se obecné koncepty a přístupy k návrhu několikrát změnily. První let prototypu letadla byl dokončen až v roce 1962. Průzkumný letoun SR-71 pro letectvo byl vyvinut na základě již hotového vozidla, což umožnilo výrazně urychlit práci.
Speciální kluzák
Řešení hlavní části očekávaných problémů přímo souviselo s návrhem draku letadla a obecných systémů letadel. Po dlouhém hledání se podařilo najít optimální verzi aerodynamického vzhledu. Schéma „bez ocasu“bylo považováno za nejlepší s rozvinutými přítoky v přídi a centrální části trupu a dvojicí kýlů. Použité schéma umožnilo dosáhnout vysokého zdvihu a zlepšit průtok při všech rychlostech. Ohybový moment v přídi se navíc prudce snížil.
Speciální obrysy draku letadla umožňovaly částečně rozptýlit signály z radaru. V některých částech draku letadla, kde to konstrukce umožňovala, byly části vyrobené z materiálů pohlcujících rádio. Snížení viditelnosti však nebylo hlavním úkolem projektu a existovaly další faktory, které částečně neutralizovaly všechny úspěchy designu v této oblasti.
Otázky tepelné ochrany, hmotnosti a pevnosti byly vyřešeny pomocí titanu a jeho slitin. Kluzák se skládal z 85% z nich. Ostatní díly byly vyrobeny ze žáruvzdorných ocelí, keramiky atd. Zasklení vrchlíku kokpitu bylo vyrobeno z křemenného skla. Pro mechanickou a tepelnou pevnost byl spojen s drakem pomocí ultrazvukového svařování.
Podle výpočtů by během letu měla průměrná teplota pokožky dosáhnout 260 ° C, maximum na náběžných hranách - až 400 ° C. V tomto ohledu byla v draku letadla zajištěna řada potrubí pro cirkulaci paliva, odstraňování přebytečného tepla a předehřívání paliva.
Titanová struktura si zachovala pevnost i po zahřátí - ale změnila rozměry. Při cestovní rychlosti se A-12 a SR-71 prodloužily o několik palců. Tento problém byl vzat v úvahu při navrhování a zajišťoval speciální mezery v kůži, vnitřních strukturách a dokonce i v palivovém systému. Výsledkem bylo, že z letadla na zemi doslova vytékalo palivo, ale po zrychlení se únik zastavil. Také část opláštění byla vyrobena z vlnitých plechů.
Záznam motoru
Letouny A-12 a SR-71 používaly jedinečné hybridní motory řady JT11D / J58 od společnosti Pratt & Whitney. Jejich konstrukce kombinovala proudové a náporové motory s možností společného nebo střídavého provozu. Maximální tah, v závislosti na úpravě, 20-25 tisíc liber; přídavné spalování - 32,5 tisíce liber.
Jádrem motoru J58 byla proudová jednotka umístěná uvnitř ramjetové jednotky s ventilátorem. Sání vzduchu bylo vybaveno pohyblivým centrálním tělesem a nechyběla ani sada poklopů a klapek k ovládání příchozího toku. Přívody vzduchu byly ovládány v souladu s letovými režimy pomocí samostatného počítače.
Při sub- a nadzvukových rychlostech byly kužely sání vzduchu v přední poloze a optimalizovaly průtok na vstupu do motoru. S nárůstem výšky a rychlosti byli vytlačeni dozadu. Při rychlostech nad M = 3 byl proud vzduchu rozdělen mezi náporové a proudové motory, což vytvořilo 80 a 20 procent. tah, resp.
Motor J58 používal speciální tryskové palivo JP-7 na bázi petroleje. Za normálních podmínek se vyznačoval zvýšenou viskozitou, ale po zahřátí se nelišil od standardních kompozic. Palivo bylo také použito jako součást chladicích systémů pro kůži, kokpit, oddělení přístrojů atd. Byl použit jako pracovní tekutina v hydraulice ovládání trysek. Zahřátá kapalina okamžitě vstoupila do motoru a shořela.
Motor byl nastartován vstřikováním tzv. Výchozím palivem je kapalný triethylboran (TEB), který se při kontaktu se vzduchem vznítí. Každý J58 měl vlastní nádrž TEB na 16 startů motoru / přídavného spalování. Motory používaly speciální silikonové mazivo optimalizované pro vysoké teploty. Při teplotách pod nulou Celsia tato kompozice ztvrdla, což ztěžovalo ovládání zařízení.
Velká cena
Oddělení Skunk Works a související podniky úspěšně vyřešily všechny přidělené úkoly a vytvořily letadlo s unikátními vysokými letovými vlastnostmi. To však trvalo několik let a značné finanční výdaje a výsledná letadla se vyznačovala vysokými výrobními náklady a složitostí provozu.
Vývoj projektu a hledání všech potřebných technologií trvalo několik let. Zahájení výroby bylo také spojeno s určitými problémy. Například ve vzpomínkách šéfa Skunk Works Ben Rich zmiňuje obtížnost získávání titanu. Spojené státy neměly takové suroviny, a proto musely zařídit celou operaci na jejich nákup od SSSR prostřednictvím skořepinových společností.
V zájmu CIA bylo postaveno 15 letadel hlavních úprav. Letectvo obdrželo 32 jednotek. Smlouva s letectvem počítala s náklady na jeden SR-71 na úrovni 34 milionů dolarů (více než 270 milionů při současných cenách) a výrobní program se ukázal být na svou dobu rekordně drahý.
Operace se také ukázala být obtížná a nákladná. Příprava na let trvala několik dní. Po každém letu vyžadovalo letadlo 650 různých kontrol a postupů, které trvaly několik hodin. Po 25, 100 a 200 hodinách letu byla nutná důkladná kontrola s částečnou demontáží, na kterou bylo přiděleno několik pracovních dnů. Motory byly odeslány do přepážky po 200 hodinách provozu a po 600 hodinách - na generální opravu.
Krátce před vyřazením SR-71 z provozu bylo otevřeně oznámeno, že letová hodina takového letadla stojí cca. 85 tisíc dolarů. Operace jednoho stroje ročně stála minimálně 300-400 milionů.
Přesto CIA a letectvo dostalo speciální nástroj s nejvyšším výkonem. A-12 a SR-71 mohly operovat ve výškách minimálně 25-26 km a vyvíjet rychlosti až M = 3, 3, což je na mnoho let zachránilo před protivzdušnou obranou potenciálního nepřítele. Během operace CIA ztratila 6 svých A-12, letectvo-12 jednotek SR-71. Současně nedošlo k žádným bojovým ztrátám.
Technologický průlom
Provoz letounu A-12 trval jen několik let-do roku 1968 používalo letectvo své SR-71 až do roku 1998 a NASA o rok později zařízení odepsala. Letadla dvou modelů a několika modifikací, která měla speciální konstrukci založenou na pokročilých technologiích, mohla vykazovat vynikající taktické a technické vlastnosti. Ze stejného důvodu však byly neúměrně drahé a složité. Než byli opuštěni, objevily se pohodlnější a efektivnější průzkumné prostředky.
Přímá náhrada za A-12 / SR-71 se nikdy neobjevila-výklenek průzkumných letadel byl dlouhý a pevně obsazený kosmickými loděmi. V důsledku toho se ve Spojených státech dosud neobjevily nové modely letecké technologie se srovnatelnými charakteristikami. Projekty vysokorychlostních letadel ze společnosti Skunk Works však vytvořily vážný vědecký, technický a technologický základ pro další rozvoj vojenského a civilního letectví. Některá řešení navrhovaná v minulosti se stále aktivně používají.
