Sešdesmito gadu vidū CIP un ASV gaisa spēki saņēma jaunākās izlūkošanas lidmašīnas A-12 un SR-71. Šīs mašīnas, kas vienotas pēc vienību galvenās daļas, izcēlās ar ārkārtīgi augstiem lidojuma un tehniskajiem parametriem, kas ļāva efektīvi atrisināt galvenos uzdevumus. Tomēr maksimālā ātruma sasniegšana M = 3, 3 līmenī un lidojuma augstums vairāk nekā 25 km izrādījās ārkārtīgi grūts uzdevums, kas prasīja principiāli jaunus dizaina risinājumus un tehnoloģijas.
Problēmu loks
Projektu A-12 un SR-71 izstrāde tika veikta Lockheed nodaļā ar neoficiālu nosaukumu Skunk Works. Jaunu lidmašīnu radīšana sākās ar izpēti un attīstību un optimālu tehnisko risinājumu meklēšanu. Šajā posmā tika noskaidrots, ar kādām problēmām saskaras "trīs lidojumu" lidmašīna. Tad sākās piemērotu tehnoloģiju meklēšana.
Aerodinamika kļuva par vienu no centrālajām problēmām. Lido ar ātrumu apm. M = 3 ir savas īpašības, kas jāņem vērā, veidojot gaisa kuģa izskatu. Tomēr sasniegt šādu ātrumu bija arī grūti. Tam bija nepieciešami īpaši dzinēji, kas varētu strādāt vienādi efektīvi visos ātruma režīmos.
Pie vajadzīgā lidojuma ātruma termisko slodžu problēmai vajadzēja pilnībā izpausties. Tas bija nepieciešams, lai aizsargātu planieri no pārkaršanas, deformācijas un iespējamās iznīcināšanas. Ar to visu lidmašīna bija jānošķir ar augstu izturību, jo darba ātrumā pat visvienkāršākie manevri bija saistīti ar pārslodzēm.
Atsevišķa prasība attiecās uz lidmašīnas redzamību ienaidniekam. Līdz tam laikam vadošajām valstīm bija izdevies izveidot attīstītu radaru tīklu gaisa telpas kontrolei, tāpēc jautājums par radaru paraksta samazināšanu bija steidzams. Izstrādājot gaisa kuģa korpusu, šī problēma bija jāņem vērā.
Paredzēto problēmu risinājumu meklēšana ir izrādījusies grūta un lēna. Darbs pie CIP lidmašīnas A-12 sākās 1957. gadā un turpinājās vairākus gadus. Šajā laikā dizaina vispārējie jēdzieni un pieejas ir mainījušās vairākas reizes. Lidmašīnas prototipa pirmais lidojums tika pabeigts tikai 1962. gadā. Gaisa spēku izlūkošanas lidmašīna SR-71 tika izstrādāta, pamatojoties uz jau gatavu transportlīdzekli, kas ļāva ievērojami paātrināt darbu.
Īpašs planieris
Gaidāmo problēmu galvenās daļas risinājums bija tieši saistīts ar gaisa kuģa korpusa un vispārējo gaisa kuģu sistēmu dizainu. Pēc ilgiem meklējumiem bija iespējams atrast optimālo aerodinamiskā izskata variantu. Shēma “bez astes” tika uzskatīta par labāko, ar ieplūdēm priekšgala un fizelāžas centrālajā daļā un ķīļu pāri. Piemērojamā shēma ļāva iegūt augstu pacēlumu un uzlabot plūsmu visos ātrumos. Turklāt priekšgala lieces moments strauji samazinājās.
Gaisa korpusa īpašās kontūras ļāva daļēji izkliedēt radaru signālus. Dažās lidmašīnas korpusa daļās, kur to atļāva dizains, bija daļas, kas izgatavotas no radio absorbējošiem materiāliem. Tomēr redzamības samazināšana nebija projekta galvenais uzdevums, un bija arī citi faktori, kas daļēji neitralizēja visus dizaina sasniegumus šajā jomā.
Termiskās aizsardzības, svara un izturības jautājumi tika atrisināti ar titāna un tā sakausējumu palīdzību. Planieris sastāvēja no 85%. Citas detaļas tika izgatavotas no karstumizturīga tērauda, keramikas utt. Kokpita nojumes stiklojums bija izgatavots no kvarca stikla. Mehāniskai un termiskai izturībai tas tika savienots ar gaisa kuģa korpusu, izmantojot ultraskaņas metināšanu.
Saskaņā ar aprēķiniem, lidojuma laikā vidējai ādas temperatūrai vajadzēja sasniegt 260 ° C, maksimālajai priekšējās malās - līdz 400 ° C. Šajā sakarā gaisa kuģa korpusā tika nodrošināti daudzi cauruļvadi degvielas cirkulācijai, liekā siltuma noņemšanai un degvielas priekšsildīšanai.
Titāna struktūra saglabāja spēku, kad tā tika uzkarsēta, bet mainīja izmērus. Pie kreisēšanas ātruma A-12 un SR-71 pagarinājās par vairākām collām. Šī problēma tika ņemta vērā projektēšanas laikā un paredzēja īpašas spraugas ādā, iekšējās struktūrās un pat degvielas sistēmā. Rezultātā degviela burtiski izplūda no lidmašīnas uz zemes, bet pēc paātrinājuma noplūde apstājās. Arī daļa apšuvuma tika izgatavota no gofrētām loksnēm.
Ieraksta dzinējs
Lidmašīnās A-12 un SR-71 tika izmantoti unikālie JT11D / J58 saimes hibrīddzinēji no Pratt & Whitney. To dizains apvienoja turboreaktīvos un ramjet dzinējus ar iespēju kopīgi vai mainīgi darboties. Maksimālā vilce, atkarībā no modifikācijas, 20-25 tūkstoši mārciņu; pēcdedzinātājs - 32,5 tūkstoši mārciņu.
J58 dzinēja kodols bija turboreaktīvā iekārta, kas tika ievietota ramjet blokā ar ventilatoru. Gaisa ieplūde bija aprīkota ar pārvietojamu centrālo korpusu, un bija arī lūku un atloku komplekts ienākošās plūsmas kontrolei. Gaisa ieplūdes atveres tika kontrolētas saskaņā ar lidojuma režīmiem, izmantojot atsevišķu datoru.
Zemā un virsskaņas ātrumā gaisa ieplūdes konusi atradās uz priekšu un optimizēja plūsmu pie motora ieplūdes. Palielinoties augstumam un ātrumam, tie tika pārvietoti atpakaļ. Pie ātruma virs M = 3 gaisa plūsma tika sadalīta starp ramjet un turboreaktīvajiem dzinējiem, kas radīja 80 un 20 procentus. vilces, attiecīgi.
J58 dzinējs izmantoja JP-7 speciālo reaktīvo degvielu, kuras pamatā ir petroleja. Normālos apstākļos tas atšķīrās ar paaugstinātu viskozitāti, bet, sildot, tas neatšķīrās no standarta kompozīcijām. Degviela tika izmantota arī kā daļa no dzesēšanas sistēmām ādai, kabīnei, instrumentu nodalījumiem utt. To izmantoja kā darba šķidrumu sprauslu vadības hidraulikā. Uzkarsētais šķidrums nekavējoties iekļuva motorā un izdegās.
Motors tika iedarbināts, iesmidzinot tā saukto. Sākuma degviela ir šķidrs trietilborāns (TEB), kas aizdegas saskarē ar gaisu. Katram J58 bija sava TEB tvertne 16 dzinēju / pēcdedzinātāju iedarbināšanai. Motori izmantoja īpašu silikona smērvielu, kas optimizēta augstām temperatūrām. Temperatūrā, kas zemāka par nulli pēc Celsija, šis sastāvs sacietēja, kas apgrūtināja iekārtas darbību.
Liela cena
Skunk Works nodaļa un saistītie uzņēmumi ir veiksmīgi atrisinājuši visus uzticētos uzdevumus un izveidojuši lidmašīnas ar unikālām augstām lidojuma īpašībām. Tomēr tas prasīja vairākus gadus un ievērojamus finanšu izdevumus, un iegūtie lidaparāti izcēlās ar augstām ražošanas izmaksām un darbības sarežģītību.
Projekta izstrāde un visu nepieciešamo tehnoloģiju meklēšana ilga vairākus gadus. Ražošanas uzsākšana bija saistīta arī ar noteiktām problēmām. Piemēram, Skunk Works vadītāja memuāros Bens Ričs min titāna iegūšanas grūtības. ASV nebija šādu izejvielu, tāpēc tai bija jāorganizē visa operācija, lai to iegādātos no PSRS caur čaulas uzņēmumiem.
CIP interesēs tika uzbūvētas 15 galveno modifikāciju lidmašīnas. Gaisa spēki saņēma 32 vienības. Līgums ar Gaisa spēkiem paredzēja viena SR-71 izmaksas 34 miljonu dolāru apmērā (vairāk nekā 270 miljoni pašreizējās cenās), un ražošanas programma savam laikam izrādījās rekordaugsta.
Arī operācija izrādījās grūta un dārga. Gatavošanās lidojumam ilga vairākas dienas. Pēc katra lidojuma lidmašīnai bija nepieciešamas 650 dažādas pārbaudes un procedūras, kas prasīja vairākas stundas. Pēc 25, 100 un 200 lidojumu stundām bija nepieciešama rūpīga pārbaude ar daļēju demontāžu, kurai tika piešķirtas vairākas darba dienas. Dzinēji tika nosūtīti uz starpsienu pēc 200 ekspluatācijas stundām, bet pēc 600 stundām - kapitālajam remontam.
Īsi pirms SR-71 ekspluatācijas pārtraukšanas atklāti tika ziņots, ka šāda gaisa kuģa lidojuma stunda maksā apm. 85 tūkstoši dolāru. Vienas mašīnas darbība gadā izmaksā vismaz 300-400 miljonus.
Neskatoties uz to, CIP un gaisa spēki saņēma īpašu instrumentu ar visaugstāko veiktspēju. A-12 un SR-71 varēja darboties vismaz 25-26 km augstumā un attīstīt ātrumu līdz M = 3, 3, kas daudzus gadus glāba viņus no potenciālā ienaidnieka pretgaisa aizsardzības. Operācijas laikā CIP zaudēja 6 no saviem A-12, Gaisa spēki-12 SR-71 vienības. Tajā pašā laikā nebija kaujas zaudējumu.
Tehnoloģiskais izrāviens
Lidmašīnas A-12 ekspluatācija ilga tikai dažus gadus-līdz 1968. gadam Gaisa spēki izmantoja savu SR-71 līdz 1998. gadam, un NASA norakstīja aprīkojumu gadu vēlāk. Divu modeļu un vairāku modifikāciju lidaparāti ar īpašu dizainu, kas balstīts uz progresīvām tehnoloģijām, varētu parādīt izcilas taktiskās un tehniskās īpašības. Tomēr tā paša iemesla dēļ tie bija pārmērīgi dārgi un sarežģīti. Laikā, kad tie tika pamesti, parādījās ērtāki un efektīvāki izlūkošanas līdzekļi.
Tieša A-12 / SR-71 nomaiņa nekad neparādījās-izlūkošanas lidmašīnu niša bija gara un stingri aizņemta ar kosmosa kuģiem. Līdz ar to ASV vēl nav parādījušies jauni aviācijas tehnoloģiju modeļi ar salīdzināmām īpašībām. Tomēr Skunk Works ātrgaitas lidmašīnu projekti ir radījuši nopietnu zinātnisku, tehnisku un tehnoloģisku pamatu militārās un civilās aviācijas tālākai attīstībai. Daži agrāk piedāvātie risinājumi joprojām tiek aktīvi izmantoti.
