SR-71 Blackbird: Неприкасаемый

(Ди Лоренцо Пастуренци)
15/10/19

Во второй половине 50 лет, когда обострилась холодная война между Западным блоком и новым советским блоком (Варшавский договор, 1955), американской разведке стало крайне необходимо иметь как можно больше информации о Состояние советских армий и о возможном развертывании великих героев этого конфликта межконтинентальных ракетных систем.

В эпоху, когда космическая гонка была в зачаточном состоянии, а спутники-шпионы стали реальностью только в некоторых футуристических проектах. совершенно секретноважность воздушной разведки чрезвычайно возросла.

Соединенные Штаты выстроили в линию U-2 «Леди Дракона», введенную в сеть в 1955, но уже считавшуюся устаревшей в 1958 из-за быстрого развития ракетных технологий и зенитных систем. Затем ЦРУ связалось с Lockheed, ведущей компанией в оборонном секторе, заложив основы для создания нового «не обнаруживаемого» и «неразборного» разведывательного самолета.

Кодовое название: "Архангельский проект"

Потребность в новой разведке была еще более жесткой, чем 1 ° May 1960, когда U-2, пилотируемый Фрэнсисом Гэри Пауэрсом, был сбит над небесами Советского Союза, что вызвало очень серьезный дипломатический кризис между двумя блоками. Затем ЦРУ добавило новые требования к проекту Архангела, требуя резкого сокращения радиолокационной сигнатуры различных проектов, представленных Lockheed. Новый проект последовал, повозка, запряженная волами, в котором также участвовало НАСА, заинтересованное в технических достижениях, которые повлекли бы за собой разработку нового самолета.

«Келли» Джонсон, дальновидный инженер во главе команды разработчиков, родил в 1961 A-12 (фото), прямого предка SR-71. Было разработано три основных варианта: перехватчик, самолет-разведчик и бомбардировщик. Версии перехватчика и бомбардировщика были отброшены (особенно для того, чтобы не отнимать средства на разработку XB-70 Valkirie), а разведка была переименована в SR-71.

В 1967 после долгой беременности в эксплуатацию вступил самый быстрый пилотируемый самолет, управляемый экзореактором человеческой истории.

Созданные агрегаты 31 установили серию рекордов, которые действуют сегодня: максимальная высота касательной при продолжительном полете (26000 м) и максимальная достигнутая скорость полета (3529 км / ч) с добавлением различных записей о пробеге. классический (например, западное побережье - восточное побережье в минутах 1h и 8). Прежде всего, однако, самолет очень хорошо справился с задачей, для которой он был спроектирован: ни один из образцов 31, поступивших на службу, никогда не был сбит в полете, что принесло ему ласковое прозвище «Неприкасаемый».

ТЕХНИКА

При создании машины такой сложности возникло множество инженерных проблем. Прежде всего, необходимо найти подходящий двигатель, который обеспечивал бы достаточную тягу и мог бы работать в самых разных условиях по высоте и скорости (от дозвукового режима на малых высотах до сверхзвукового режима на 26000 м). Выбор пал на Pratt & Whitney J58, двигатель, который все еще находится в стадии разработки и предназначен для работы на высоких числах Маха.

Аппарат состоял из классического турбореактивного двигателя с форсажной камерой, однако с интересной особенностью. Чтобы преодолеть проблему остановки ступеней сжатия на высоких скоростях, неспособных управлять потоком входящего воздуха для Маха полета над 2.2, была передана переборка, которая передавала входящий поток, адекватно сжатый действием впуска воздух непосредственно в камеру дожигания, тем самым исключая из цикла сами компрессоры, основную камеру сгорания и турбины. Преобразованный таким образом двигатель превратился в статор (прямоточный двигатель).

ПВРД представляет собой тип воздушного винта, который не содержит подвижных механических органов внутри него (турбины и компрессоры), но использует ударные волны, создаваемые входным отверстием во время сверхзвукового полета, для сжатия потока и последующего его сгорания в камере и выброс из сопла.

Следовательно, фундаментальным компонентом этого процесса был конкретный воздухозаборник, геометрия которого позволяла сжимать жидкость, поступающую в двигатель, посредством генерации ряда наклонных ударных волн, что делало его пригодным для сгорания непосредственно в форсажной камере. Это решение даже позволило улучшить потребление благодаря исключению потерь энергии, связанных с работой турбомашин, исключенных из нового термодинамического цикла!

Таким образом, конструкция воздухозаборника стала точкой опоры, вокруг которой были сосредоточены усилия инженеров. Как мы уже говорили, это должно было быть в состоянии обеспечить двигатель необходимым количеством воздуха при нужной скорости и давлении как для широкого диапазона высот и скоростей, с которыми сталкивается самолет, так и для выбранного типа движителя. Поэтому было решено использовать сложную выдвижную геометрию позвоночника, за которой следовал сходящийся-расходящийся канал с изменяемой геометрией.

Для дозвуковых скоростей пробка была полностью извлечена, максимизируя область захвата двигателя. В сверхзвуковом поле аппарат отталкивался примерно на 4 см для каждого приращения 0.1 Mach.

Форма штепселя позволяла генерировать наклонные ударные волны, менее интенсивные по сравнению с нормальными ударными волнами, которые были бы получены с другими конформациями, поскольку они воздействуют только на компонент, перпендикулярный вектору скорости, который замедлял и сжимал жидкость. После прохождения этой первой серии ударных волн воздух был направлен в сходящийся-расходящийся канал, состоящий из внешних стенок двигателя и начального участка самого позвоночника, в котором были сформированы другие наклонные волны и нормальная ударная волна. Цель инженеров состояла в том, чтобы расположить эту нормальную ударную волну в горловине воздуховода, поскольку в этой зоне скорость жидкости была близка к Mach 1, и поэтому волна, интенсивность которой зависит от Маха потока, на который она действует, будет был очень слабым, что привело к небольшой потере энергии.

Для поддержания ударной волны в горле на различных скоростях были разработаны перепускные каналы, которые, вычитая определенное количество воздуха, управляли давлением и температурой внутри воздухозаборника. Кроме того, перемещение штифта позволило изменить геометрию сходящегося-расходящегося канала, чтобы получить скорость, близкую к Mach 1 в горле, для различных скоростей полета. При достижении этих рабочих условий был запущен воздухозаборник, то есть он вызвал небольшие потери энергии и обеспечил прямоточный реактивный двигатель потоком высокого давления. Этот инженерный шедевр привел к появлению двигателя, способного обеспечивать тягу 145 KN и работать при различных режимах полета, требуемых от самолета.

Даже структура проекта не обошлась без проблем. Фактически, высокий полет Маха включал сильный перегрев авиационной ячейки (чтобы изменить ее цвет с черного на синий!) Из-за трения, возникающего в результате контакта воздушного потока со стенками. В некоторых областях была достигнута температура 300 ° C, поэтому классические алюминиевые сплавы, используемые в то время, не могли быть использованы. Вместо них дебютировало почти полностью титановое покрытие (90% от ячейки), которое, несмотря на высокие затраты, не испытывало ухудшения механических свойств при высоких температурах.

Проект танка также был особенно сложным. Высокие температуры фактически вызывали расширение используемых материалов, поэтому, чтобы избежать поломок, необходимо было оставлять свободные полости, которые материал мог бы занимать. Разработанные таким образом танки стали водонепроницаемыми только на высоких скоростях, а при взлете и посадке произошла утечка топлива!

SR-71 также был первым летательным аппаратом, для которого были использованы конструктивные решения для уменьшения его радиолокационной зоны, что значительно уменьшило его поперечное сечение (мера способности тела отражать радиолокационный сигнал в направлении приемного радара). , Были изучены специальные радиопоглощающие панели, и самолет был окрашен в черный цвет, чтобы уменьшить излучательную способность, связанную со структурным нагревом (отсюда и прозвище «Черный дрозд»). Поэтому можно сказать, что это был первый проект, который сосредоточил свое развитие на требованиях скрытность.

Фото: ВВС США / НАСА / ЦРУ / веб