Предшественником SR-71 был Lockheed A-12 — высотный самолёт-разведчик, разработанный для ЦРУ США отделением корпорации Lockheed Martin — Skunk Works. Постепенно конструкция самолёта эволюционировала, были произведены изменения в конфигурации самолёта, а также применены меры по снижению радиолокационной заметности. Всего было построено 18 самолётов A-12. Экипаж A-12 состоял из одного человека.
SR-71
Название SR-71 происходит от прототипа сверхзвукового бомбардировщика XB-70. В поздние периоды испытаний, XB-70 был предложен в роли стратегического самолёта-разведчика, получив обозначение RS-70. Однако, вскоре стало ясно, что скоростной потенциал A-12 гораздо выше, и его было решено использовать в качестве базовой модели, на которой будет основан новый высокоскоростной самолёт. Прототип был назван R-12. Он был длиннее и тяжелее, чем A-12. Его фюзеляж был удлинён для расширения топливных баков, экипаж был расширен до 2 человек. Самолёт был оборудован радиоэлектронными датчиками, РЛС бокового обзора и фотоаппаратом
Особенности самолёта
Особенно сложной проблемой полёта на скоростях более 3 М является высокий нагрев корпуса. Для решения этой проблемы значительная часть планера была изготовлена из титановых сплавов. Самолёт был изготовлен с использованием ранних стелс-технологий. Серийные самолёты окрашивались тёмно-синей краской для маскировки на фоне ночного неба. Самолёт получил неофициальное название «Blackbird», что отражало его сопротивление свету и радиолокационному излучению.
Воздухозаборники и двигатели
Воздухозаборники являются одной из важнейших особенностей конструкции SR-71, именно они помогали самолёту летать на скоростях более 3300 км/ч, и, в то же время, летать на дозвуковых скоростях с турбореактивными двигателями. В передней части имеется подвижный носовой обтекатель двигателя, который находится в выдвинутом положении при скоростях до 1,6 М. На более высоких скоростях конус задвигается и активируется прямоточный двигатель.
Сверхзвуковой воздушный поток предварительно сжимается за счёт формирующихся на внешней части центрального тела-конуса конических ударных волн - скорость потока падает, и за счёт этого возрастают его статическое давление и температура. Затем воздух входит в 4-ступенчатый компрессор, и затем, поток воздуха разделяется: часть воздуха проходит в компрессор (воздух «основного потока»), в то время как оставшийся поток обходит ядро, чтобы войти в форсажную камеру. Воздух, идущий через компрессор, далее сжимается перед входом в камеру сгорания, где он смешивается с топливом и поджигается. Температура потока достигает своего максимума в камере сгорания: чуть ниже температуры, от которой турбинные лопатки начали бы терять свою прочность. Воздух охлаждается, проходя через турбину и соединяется с воздухом обхода до того, как попадает в форсажную камеру.
В пределах 3 Махов предварительное торможение (сжатие) сверхзвукового потока в конических ударных волнах приводит к значительному росту его температуры. Это означает, что турбореактивная часть двигателя должна уменьшить отношение топливо/воздух в камере сгорания, чтобы не расплавить лопатки турбин далее по потоку. Турбореактивные компоненты двигателя таким образом обеспечивают намного меньшую тягу, а 80 % тяги двигателя обеспечивается воздухом, минующим большинство турбин и поступающим в форсажную камеру, где он сгорает, расширяясь и создавая реактивную тягу в направлении задней поверхности сопла.
Системы жизнеобеспечения
При полёте на высоте 24 км экипажи столкнулись с двумя проблемами:
Со стандартным давлением кислородной маски на высоте более 13 км человек не может нормально дышать для поддержания сознания и жизнедеятельности;
На скорости более 3300 км/ч самолёт моментально разогревался до 400 °C.
Для решения этих проблем были разработаны специальные скафандры полного давления для всех экипажей A-12 и SR-71. Впоследствии эти же скафандры использовались при полёте космического Шаттла.
Нагрев самолёта был одной из самых важных проблем полёта на скоростях 3 М. Для обеспечения приемлемых температур воздух внутри кабины пилота охлаждался кондиционером, тепло из кабины переносилось на топливо через теплообменник, находящийся перед силовыми установками.
Топливо
В качестве топлива используется специально разработанное реактивное топливо JP-7, отличающееся высокой температурой воспламенения и термоустойчивостью. Благодаря этим качествам, топливо JP-7 можно было использовать в качестве хладагента для охлаждения кабины пилота. Кондиционер передавал тепло из кабины пилота к топливопроводам двигателей, нагретое в теплообменнике топливо сразу же поступало в двигатели и сгорало, исключая риск воспламенения и взрыва нагретых паров. Масса топлива самолёта равна 46180 кг, при полной заправке масса самолёта 77100 кг, что делает невозможным взлёт с полной заправкой. Сначала самолёт поднимался в воздух с незначительным запасом топлива, затем дозаправлялся в воздухе, после чего лётчик мог приступать к выполнению задания. После полной дозаправки самолёт становился примерно вдвое тяжелее. Расход топлива на крейсерской скорости составляет около 600 л./мин.
Стелс-технология
SR-71 был первым самолётом, созданным с применением технологий снижения радиолокационной заметности. Первые исследования в этой области показали, что плоские формы с сужающимися сторонами имеют меньшую ЭПР. С целью снижения радиолокационной заметности вертикальное оперение наклонено относительно плоскости самолёта, чтобы не создавать с фюзеляжем прямой угол, который является идеальным отражателем. На самолёт нанесены радиопоглощающие покрытия, в топливо добавлялся цезий для снижения температуры выхлопа, и, как следствие, ИК-заметности самолёта. Но, несмотря на все эти меры, SR-71 легко обнаружить из-за огромного потока разогретых выхлопных газов. Корпус самолёта во время полёта на высоких скоростях разогревается до 400—500 °C, что также значительно увеличивает ИК-заметность.
Общая эффективность всех мер по снижению заметности самолёта всё ещё обсуждается, однако, сами разработчики признают, что радиолокационная техника Советского Союза развивалась значительно быстрее, чем «анти-радар» Lockheed Martin.
Боевое применение
SR-71 участвовал в разведке во Вьетнаме и Северной Корее в 1968 году. Одному вьетнамскому зенитно-ракетному полку была специально поставлена задача уничтожить этот самолёт, чтобы поднять престиж советского оружия, однако все пуски ракет по SR-71 были безрезультатными.
Во время холодной войны выполнял разведывательные полёты над территорией СССР на Кольском полуострове и Кубе.
В 1973 году во время арабо-израильской войны Судного дня Blackbird производил фоторазведку Египта, Иордании и Сирии.
Неоднократно нарушал воздушное пространство СССР.
Мирное использование
Кроме стратегической разведки, самолёт выполнял аэродинамические исследования НАСА по программам AST (Advanced Supersonic Technology — перспективные сверхзвуковые технологии) и SCAR (Supersonic Cruise Aircraft Research — разработка самолёта с крейсерской сверхзвуковой скоростью полёта).
Рекорды SR-71
В 1976 году SR-71 «Blackbird» установил абсолютный рекорд скорости среди пилотируемых самолётов с ТРД двигателями — 3529,56 км/ч. Всего в FAI было зарегистрировано 4 действительных рекорда, все они относятся к скорости полёта.
Технические характеристики
Экипаж: 2 человека
Длина: 32,74 м
Размах крыла: 16,94 м
Высота: 5,64 м
Площадь крыла: 141,1 м²
Масса пустого: 27215 кг
Максимальная взлётная масса: 77100 кг
Масса полезной нагрузки (оборудование): 1600 кг
Масса топлива: 46180 кг
Двигатель
Тип двигателя: Турбопрямоточный двигатель с осевым компрессором
Модель: Pratt & Whitney J58-P4
Тяга максимальная: 2 x 10630 кгс
Тяга на форсаже: 2 x 14460 кгс
Масса двигателя: 3200 кг
Лётные характеристики
Максимально допустимая скорость: 3,2 М (при температуре носовой части <427° допускается разгон до 3,3 М)
Дальность полёта: 5230 км
Радиус действия: 2000 км
Продолжительность полёта: 1,5 ч
Практический потолок: 25910 м (85000 футов)
Скороподъёмность: 60 м/с
Длина разбега/пробега: 350 м
Нагрузка на крыло: 546 кг/м²
Тяговооружённость: 0,36
Тип стратегический разведчик
Разработчик Skunk Works
Производитель Lockheed Corporation
Главный конструктор Кларенс «Келли» Джонсон
Первый полёт 22 декабря 1964 года
Начало эксплуатации 1966 год
Конец эксплуатации 1998 год
Основные эксплуатанты ВВС США
NASA
ЦРУ
Единиц произведено 32 (-12)
Базовая модель Lockheed A-12
|
