Sr-71 blackbird

Шасси

Шасси «Блэкберда» трехопорное с носовым колесом. Носовая опора с двумя колесами убирается вперед, основные – к центру. Уборка шасси производится немедленно после отрыва от земли, поскольку Lockheed SR-71 быстро разгоняется до максимально разрешенной скорости полета с выпущенным шасси (555 км/ч). Основные опоры имеют по три колеса на одной оси, чтобы снизить давление на грунт и одновременно сэкономить внутренний объем фюзеляжа.

Шины изготовлены не из резины, а из особого жароупорного материала, и с целью поддержания постоянного давления на всех полетных режимах, а также во избежание окисления наполнены не воздухом, а азотом. Они имеют гладкий протектор и покрыты серебристой краской для уменьшения нагрева. Колодцы шасси окружены топливными баками – топливо играет роль охлаждающей жидкости.

Топливная система

Сильнейший и длительный нагрев самолета Lockheed SR-71 в крейсерском полете потребовал разработки новых горюче-смазочных материалов, герметиков, гидросмесей, изоляционных материалов и т. д. Так, топливо, применяемое в «Блэкберде», марки JP-7, имеет столь высокую температуру вспышки, что поджигать его приходилось специальным реактивом – триэтилбораном (ТЭБ). Благодаря этому оно используется как охлаждающая жидкость для охлаждения кабин экипажа и наиболее чувствительных к перегреву узлов, в особенности шасси. Но по мере выработки топлива начинался неравномерный нагрев фюзеляжа, что вызывало деформацию его наплывов.

В специальном баке на самолете имеется запас триэтилборана для запуска двигателей в воздухе и включения форсажа. Стратегический разведчик снабжен шестью топливными баками, которые вмещают 46 000 л топлива. Баки интегральные, верхние и нижние стенки их образует обшивка, и вследствие систематического расширения и сжатия планера при нагреве и охлаждении они трескаются. Через каждые 200 часов налета их герметизируют, но все же баки текут, и под стоящими на стоянке самолетами скапливаются целые лужи горючего. Поскольку топливо JP-7 нелетучее, опасности пожара практически нет, но в крейсерском полете стенки баков нагреваются до 280 °C, так что даже топливо JP-7 с его высокой температурой вспышки может дать взрыв. Поэтому в полете баки заполняют азотом.

Фюзеляж

Учитывая, что на скорости гладкие панели обшивки крыла коробятся и вспучиваются от нагрева, эти элементы сделали гофрированными. Продольные бороздки не только работают как ребра жесткости, но и увеличивают площадь рассеивания тепла, почти не повышая сопротивления.

Многие современные американские боевые самолеты имеют наплывы на корневой части крыла, но у «Блэкберда» они занимают всю длину фюзеляжа, из-за чего его сечение из круглого превращается в почти ромбовидное. Эти наплывы играют двоякую роль: создают весьма значительную подъемную силу, которая вдвое уменьшает изгибающий момент на длинном фюзеляже, и одновременно служат для размещения топлива и оборудования. Кроме того, они работают и на аэродинамику, снижая лобовое сопротивление.

Экипаж размещается в расположенных «в тандем» кабинах с отдельными, открывающимися назад фонарями. Остекление кабин модели Lockheed SR-71 выполнено из специального стекла, не пропускающего жесткое ультрафиолетовое излучение на большой высоте. Кабины оборудованы кондиционерами, экипаж совершает полет в высотно-компенсирующих костюмах.

Разработка

A-12 — предшественник SR-71

Предшественники

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.

Кабина пилота SR-71

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 увеличения топливных баков, экипаж был увеличен до 2 человек. Самолёт был оборудован радиоэлектронными датчиками, РЛС бокового обзора и фотоаппаратом.

Серийные машины получили индекс SR-71A. Разработана также учебно-тренировочная модификация SR-71B.

Оборудование

Авиация США использует наиболее передовые системы телеметрии и управления. «Блэкберд» снабжен восьмиканальной системой повышения устойчивости (СПУ), компенсирующей «встроенную» неустойчивость самолета (она вызвана неравномерным нагревом в крейсерском полете). Система работает по всем трем осям координат и троекратно дублирована.

На скорости в 3 Маха и выше слишком энергичные действия рулями могут привести к резкому изменению положения самолета в пространстве, а это чревато его разрушением. С другой стороны, на той высоте, на которой действует SR-71 Blackbird, плотность воздуха составляет меньше 2 % от его плотности на уровне моря, поэтому требуется большое отклонение рулей.

СПУ была создана фирмой Honeywell и оказалась одной из самых надежных во всем самолете: средняя наработка на отказ у нее порядка 130 000 часов. Если система все же сломается, управлять самолетом в крейсерском режиме сложно, но возможно.

Фирма Honeywell разработала также компьютер для обработки полетных данных, дающий поправку на искажения, возникающие в полете на сверхзвуковой скорости. Из-за сильного разрежения воздуха на большой высоте обычные приборы с вводом данных от трубок ПВД были ненадежны. Точные значения вертикальной скорости, высоты и скорости в числах Маха выводились с компьютера на три цифровых дисплея в пилотской кабине.

Особенности конструкции

Lockheed А-12 оставался по сути экспериментальным – он имел множество недостатков, которые можно было устранить только доработкой конструкции. Пожалуй, главный из них – огромная нагрузка на пилота, которому, помимо управления самолетом, что само по себе было делом непростым, приходилось управляться с многочисленной разведаппаратурой.

Внешними приметами А-12 были сильно заостренный нос с прямыми кромками передних частей наплывов фюзеляжа и короткая законцовка последнего. Главное же отличие от последующих модификаций «Блэкберда» заключалось в том, что он был одноместным. За пилотской кабиной находился отсек разведоборудования (так называемый Q-отсек), разведывательная аппаратура размещалась также в наплывах фюзеляжа. За редким исключением А-12 оставались почти целиком некрашеными – черными были только носовая часть с пилотской кабиной, передние кромки крыльев и конусы воздухозаборников.

Музейные SR-71

1. 60-6924 Blackbird Airpark, Palmdale, CA (AFFTC Museum, A-12 прототип)
2. 60-6925 Intrepid Sea-Air-Space Museum, New York City, NY (первый серийный A-12)
3. 60-6927 «Titanium Goose» California Science Center in Exposition Park.
4. 60-6930 Alabama Space and Rocket Center, Huntsville, Alabama
5. 60-6931 Central Intelligence Agency.
6. 60-6933 San Diego Aerospace Museum, Balboa Park, San Diego, CA
7. 60-6935 National Museum of the U.S. Air Force, Wright-Patterson AFB, OH (YF-12A)
8. 60-6937 Southern Museum of Flight in Birmingham, Alabama.
9. 60-6938 U.S.S. Alabama Battleship Museum, Mobile, AL
10. 60-6940 Museum of Flight, Seattle, WA (Единственный М-21 предназначен для запуска ПВРД питанием D-21, который был установлен на пилоне над оперением).
11. 64-17951 Pima Air Museum, Tucson, AZ (YF-12C)
12. 64-17955 * Air Force Flight Test Center Museum, Edwards AFB, CA.
13. 64-17956 Kalamazoo Air Zoo. Kalamazoo, Michigan. (последний самолёт в варианте спарки)
14. 64-17958 Robins AFB Museum of Aviation, Warner Robins, GA
15. 64-17959 Air Force Armament Museum, Eglin AFB, FL («Big-Tail» версия, с дополнительными датчиками и камерами).
16. 64-17960 Castle Air Museum, Castle AFB, CA
17. 64-17961 Cosmosphere & Space Center, Hutchinson, Kansas
18. 64-17962 Imperial War Museum at Duxford, United Kingdom
19. 64-17963 Beale AFB, CA
20. 64-17964 Strategic Air Command Museum, Located between Omaha and Lincoln, Nebraska
21. 64-17967 8th Air Force Museum at Barksdale AFB, La.
22. 64-17971 Evergreen Aviation Museum in McMinnville, Oregon.
23. 64-17972 *National Air & Space Museum, Washington, DC. Установил четыре рекорда скорости 6 марта 1990 года.
24. 64-17973 Blackbird Airpark, Palmdale, CA
25. 64-17975 March Field Museum, March AFB, CA
26. 64-17976 8th Air Force Museum, Barksdale AFB, LA
27. 64-17979 * History & Traditions Museum, Lackland AFB, TX .
28. 64-17980 * NASA Dryden Flight Research Center, Edwards AFB, CA.
29. 64-17981 Hill AFB Museum, Hill AFB, UT (Только SR-71C. Гибрид тренировочного самолёта из нескольких частей YF-12A, 60-6934 (задняя часть фюзеляжа) и действующего макета SR-71A (носовая часть фюзеляжа)

Lockheed A-12

Название «Блэкберд» связывают чаще всего со стратегическим разведчиком SR-71. Однако за этим названием стоят еще две не столь известные машины: А-12 и YF-12A.

История появления этих обозначений достаточно любопытна. Известно, что самолеты военной авиации США имеют четкую классификацию. Аббревиатура YF обозначала класс истребителей, собственно, YF-12A и был экспериментальным истребителем. Литеру А (attack) присваивали штурмовикам, но А-12 явно не похож на штурмовик. Это сделано, чтобы запутать разведку СССР после грандиозного международного скандала, связанного со сбитием над Свердловском (Екатеринбургом) американского самолета-шпиона. Тогда президент Эйзенхауэр пообещал Хрущеву не использовать разведывательные летательные аппараты в небе над Советским Союзом, но проект Lockheed как раз и был ориентирован на данные операции. Формально он считался «гражданским», так как принадлежал ЦРУ – не армейской организации.

К январю 1962 года прототип А-12 был готов к испытаниям. После первых полетов выяснилось, что в конструкции много недоработок. Особенно досаждала силовая установка, требовавшая долгой и трудоемкой доводки воздухозаборников. Несмотря на это, А-12 был запущен в серию – ЦРУ срочно нужен был скоростной разведчик на смену устаревшему U-2. Было выпущено 14 экземпляров.

Конструкция

SR-71 Blackbird построен по схеме «бесхвостка» с треугольным крылом и двухкилевым хвостовым оперением. Конструкция традиционная – со стрингерами, шпангоутами и работающей обшивкой. Тщательно «зализанные» формы служат не только аэродинамике. «Самолеты-невидимки», созданные по технологии Stealth, принято считать изобретением последнего десятилетия, но эта технология в значительной мере воплощена и в конструкции «Блэкберда». Закругленные контуры и плавные сопряжения поверхностей делают самолет менее заметным для радаров.

Стратегический сверхзвуковой разведчик почти не имеет плоских поверхностей. Исключение – довольно крупные кили, но они наклонены внутрь, что уменьшает их эффективную площадь рассеивания. Кроме того, в конструкции передней и задней кромки крыла применены радиопоглощающие материалы в виде треугольных вставок сотовых пластиковых конструкций. Благодаря такой форме вставок радиоволны отражаются внутри треугольника до полного затухания. В довершение всего работающая радиоаппаратура искажает отраженный от самолета сигнал, сбивая с толку операторов радаров ПВО.

При длительном полете на сверхзвуковых скоростях самолет подвергается сильному и длительному нагреву. Поэтому конструкция «Блэкберда» почти на 93 % состоит из высокопрочного и жароупорного титанового сплава «Бета Б-120».

Описание конструкции SR-71

Для планера использован титан (около 90 процентов конструкции). Металл позволяет исключить опасные последствия перегрева, так как на высоких скоростях температура поверхности достигала 500 градусов. Кстати, американцы использовали советский (!) титан.

Шасси из трех стоек:

• передняя убиралась против движения;
• основные — к продольной оси машины — в корпус и крылья.

Сам самолет двухместный, хотя изначальная версия и прототип был одноместным.

SR-71 Blackbird, конструкция

Фюзеляж

При разработке Blackbird длина фюзеляжа увеличилась с 32 до 32,7 метров, что позволило увеличить емкость топливных баков. Детальная проработка поверхностей и необходимость достижения аэродинамики, стремящейся к идеалу, позволили получить футуристический концепт, который на много опередил свое время.

Воздухозаборники

Воздухозаборники стали основой успеха и главной головной болью самолета. Именно они позволяли летать на до- и сверхзвуке. Изначально они управлялись вручную, но на испытаниях с ними происходили сбои, в том числе повлекшие гибель пилотов. Позже конструктор интегрировал автоматику для управления ими, и проблемы прекратились.

Двигатели

Машина оснащается двумя двигателями — ТРДДФ Pratt Whithey J-58 с тягой по 14,74 тс. Турбопрямоточный с осевым компрессором мотор весит 3,2 тонны, в длину 5,72 м, диаметр – 1,37 м.

На скоростях более 3 Мах значительно увеличивается предварительное сжатие потока, температура многократно повышается. Появляется риск расплавления лопаток, поэтому снижается подача топлива в камеру сгорания. В результате внешний прямоточный контур обеспечивает до 80% тяги, тогда как реактивный контур – только 20%.

Топливная система и топливо

Для машины было создано специальное топливо —  JP-7, оно используется всей военной авиацией США. Его использовали инженеры для охлаждения перегретого корпуса, через обшивку была пропущена сеть труб, за счет нее топливо перед попаданием в двигатели значительно охлаждало поверхность, примерно до 300 градусов. Кроме того, это позволило подавать горючее при температуре 320 градусов, что упрощало его возгорание. Система циркуляции была серьезной проблемой, так как JP-7 просачивалось даже через мельчайшие зазоры, если их уплотнение было недостаточно качественным. Решена проблема утечки была только в 1965 г.

SR-71 Blackbird — дозаправка

На крейсерской скорости оба мотора потребляли в минуту 600 кг горючего.

Навигационная система

Навигационная система ориентировалась по звездам, она называлась астроинерционной и была автоматизирована. Благодаря ей, экипаж мог точно определить свое положение в любое время и при любых погодных условиях.

Для сверки данных использовался бортовой компьютер и вычислитель воздушных данных.

Стелс-технология

Использованы ранние наработки по технологии «Стелс». Поверхность обработана при помощи краски на ферритовой основе, что позволяло повысить скрытность и частично снижало температуру поверхности на высокой скорости.

Планер обтекаемый, форма футуристическая, профиль тонкий, несмотря на внушительные габариты машины.

В топливо добавляется цезий, что позволяет снизить температуру выхлопа и заметность.

SR-71 Blackbird уходит от ракет

Хвостовое оперение имеет наклон к горизонтали, чтобы не создавать прямой угол с фюзеляжем, который отличается высокой степенью отражения.

Справедливости ради нужно отметить, что эти меры были не так эффективны, как кажется. Машину легко обнаруживали по разогретому корпусу и потоку выхлопных газов.

Неуловимый

Самолеты военной авиации играют важную роль в современной стратегии ведения боевых действий. Несмотря на внушительную группировку спутников слежения у ведущих держав, авиация все еще важна при проведении разведывательных миссий. Пожалуй, именно Blackbird является самым легендарным самолетом-разведчиком.

Побывав во всех «горячих точках» мира, SR-71 ни разу не был сбит. В 1972 году в военном журнале Ramparts цитировались слова бывшего сержанта ВВС, работавшего в Агентстве национальной безопасности: «Сбить SR-71 невозможно». Сержант приводил случаи, когда китайцы пытались это сделать, но пилотам поднятых по тревоге перехватчиков «МиГ-21» оставалось только недоумевать, куда испарился нарушитель. По его словам, «Блэкберды» летали и над советской территорией, а станции прослушивания АНБ вдоль границ СССР фиксировали реакцию советской ПВО. Более того, бывший сержант сообщил, что электронно-разведывательная техника США позволяла им следить за полетами практически всех советских военных самолетов и даже определять, кто в данный момент пилотирует ту или иную машину. И в этом немалая заслуга «семьдесят первых».

На протяжении 70-х самолеты Америки летали над Северной Кореей, Китаем, Кубой, вдоль границ СССР. При этом были встречи с самым скоростным по тем временам советским перехватчиком – МиГ-25П, и заканчивались они, по свидетельствам американцев, не в пользу последнего. Безуспешны были также попытки достать неуловимого «гостя» новейшими на тот момент зенитными ракетами.

Лётно-технические характеристики

Проекции SR-71

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

J58 на форсаже, видны Кольца Маха

Двигатель

SR-71 в полёте

• Тип двигателя:
• 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: М=3,2 (при температуре носовой части М=3,3) , 3500 км/ч.
• Сверхзвуковая крейсерская скорость: М=3,17 , 3300 км/ч
• 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: 1830 м
• Нагрузка на крыло: 546 кг/м²
• Тяговооружённость: 0,36
• Максимальная высота полёта: 29 000 м.

Конец эпохи

К началу восьмидесятых годов ресурс машин был уже на исходе, и поддержание их в летном состоянии стало весьма проблематичным. Особенно тяжелым было положение с двигателями: ТРД J-58 был снят с производства еще в конце шестидесятых, и хотя через каждые 200 часов работы двигатели проходят полную разборку и проверку, а через каждые 600 часов – капремонт, естественно, они изнашиваются. Запчасти к ним достать было все труднее.

Весной 1988 года министр ВВС США Эдвард Олдридж сообщил, что стоимость содержания парка SR-71 равна расходам на содержание двух крыльев истребительной авиации. К тому времени количество находящихся в эксплуатации машин сократили вдвое – с 12 до 6. В 1989 году было решено снять самолет разведчик SR-71 с вооружения. Вес­ной 1990 года «семьдесят первые» отправили в отставку. Три машины были переданы летно-испытательному центру НАСА Драйден в качестве летающих лабораторий для исследования сверхзвукового полета. Из оставшихся минимум шесть бортов законсервированы и теоретически могут в случае необходимости быть приведены в летное состояние.