در اواسط دهه شصت ، سیا و نیروی هوایی آمریکا جدیدترین هواپیماهای شناسایی A-12 و SR-71 را دریافت کردند. این ماشینها ، که از نظر قسمت اصلی واحدها متحد شده اند ، با ویژگیهای پرواز و فنی بسیار بالا متمایز شده اند ، که باعث می شود کارهای اصلی را به طور م solveثر حل کند. با این حال ، رسیدن به حداکثر سرعت در سطح M = 3 ، 3 و ارتفاع پرواز بیش از 25 کیلومتر یک کار فوق العاده دشوار بود ، که به راه حل ها و فناوری های اساسی جدیدی نیاز داشت.
حلقه مشکلات
توسعه پروژه های A-12 و SR-71 در بخش لاکهید با نام غیر رسمی Skunk Works انجام شد. ایجاد هواپیماهای جدید با تحقیق و توسعه و جستجوی راه حل های فنی بهینه آغاز شد. در این مرحله مشخص شد که هواپیمای "سه پرواز" با چه مشکلاتی روبرو است. سپس جستجوی فناوری های مناسب آغاز شد.
آیرودینامیک به یکی از دغدغه های اصلی تبدیل شد. پرواز با سرعت تقریبی M = 3 دارای ویژگی های خاص خود است که هنگام تشکیل ظاهر هواپیما باید به آن توجه شود. با این حال ، دستیابی به چنین سرعتی نیز دشوار بود. این امر به موتورهای خاصی نیاز داشت که بتوانند در همه حالت های سرعت به طور م effectivelyثر کار کنند.
در سرعتهای پرواز مورد نیاز ، مشکل بارهای حرارتی باید کاملاً خود را نشان دهد. لازم بود که گلایدر را از گرمای بیش از حد ، تغییر شکل و تخریب احتمالی محافظت کند. با همه این موارد ، هواپیما باید با قدرت بالا متمایز می شد ، زیرا در سرعت های عملیاتی حتی ساده ترین مانورها با اضافه بار همراه بود.
یک نیاز جداگانه مربوط به دید هواپیما برای دشمن بود. در آن زمان ، کشورهای پیشرو موفق به ایجاد یک شبکه راداری توسعه یافته برای کنترل حریم هوایی شده بودند ، که موضوع کاهش امضای رادار را فوری کرد. این مشکل باید هنگام توسعه قاب هوا مورد توجه قرار گیرد.
یافتن راه حل برای مشکلات مورد انتظار دشوار و کند بوده است. کار روی هواپیمای A-12 برای CIA در سال 1957 آغاز شد و چندین سال ادامه یافت. در این مدت ، مفاهیم کلی و رویکردهای طراحی چندین بار تغییر کرده است. اولین پرواز نمونه اولیه هواپیما تنها در سال 1962 به پایان رسید. هواپیمای جاسوسی SR-71 برای نیروی هوایی بر اساس یک وسیله نقلیه به اتمام رسیده ساخته شده است ، که باعث می شود سرعت کار به میزان قابل توجهی افزایش یابد.
گلایدر مخصوص
راه حل بخش عمده ای از مشکلات مورد انتظار به طور مستقیم با طراحی چارچوب هوا و سیستم های کلی هواپیما مرتبط بود. پس از جستجوی طولانی ، امکان یافتن نسخه بهینه ظاهر آیرودینامیکی وجود داشت. طرح "بدون دم" بهترین طرح با ورودی های توسعه یافته در کمان و قسمت مرکزی بدنه و یک جفت کیل در نظر گرفته شد. طرح کاربردی امکان دستیابی به بالابر بالا و بهبود جریان در همه سرعتها را ممکن می سازد. علاوه بر این ، لحظه خم شدن در کمان به شدت کاهش می یابد.
خطوط ویژه قاب هوا باعث پراکندگی تا حدی سیگنال ها از رادار شد. در برخی از قسمتهای قاب هوا ، جایی که طراحی اجازه می داد ، قسمتهایی از مواد جاذب رادیو وجود داشت. با این حال ، کاهش دید اصلی وظیفه اصلی پروژه نبود و عوامل دیگری نیز وجود داشت که تا حدی تمام دستاوردهای طراحی را در این زمینه خنثی کرد.
مسائل مربوط به حفاظت حرارتی ، وزن و استحکام با کمک تیتانیوم و آلیاژهای آن حل شد. گلایدر 85 درصد از آنها را تشکیل می داد. سایر قطعات از فولادهای مقاوم در برابر حرارت ، سرامیک و غیره ساخته شده اند. لعاب سایبان کابین خلبان از شیشه کوارتز ساخته شده بود. برای استحکام مکانیکی و حرارتی ، با استفاده از جوشکاری اولتراسونیک به قسمت هوا متصل شد.
طبق محاسبات ، در طول پرواز ، دمای متوسط پوست باید به 260 درجه سانتی گراد برسد ، حداکثر در لبه های جلویی - تا 400 درجه سانتیگراد. در این راستا ، خطوط لوله متعددی در چارچوب هوا برای گردش سوخت ، حذف گرمای اضافی و پیش گرم کردن سوخت ارائه شده است.
ساختار تیتانیوم هنگام گرم شدن قدرت خود را حفظ کرد - اما ابعاد آن تغییر کرد. در سرعت حرکت ، A-12 و SR-71 چندین اینچ طول کشید. این مشکل در طول طراحی مورد توجه قرار گرفت و شکاف های خاصی در پوست ، ساختارهای داخلی و حتی در سیستم سوخت ایجاد کرد. در نتیجه ، سوخت به معنای واقعی کلمه از هواپیما روی زمین خارج شد ، اما پس از شتاب نشت متوقف شد. همچنین بخشی از روکش از ورق های راه راه ساخته شده بود.
موتور ضبط
هواپیماهای A-12 و SR-71 از موتورهای ترکیبی منحصر به فرد خانواده JT11D / J58 از Pratt & Whitney استفاده کردند. طراحی آنها موتورهای توربوجت و رمجت را با امکان عملکرد مشترک یا متناوب ترکیب کرد. حداکثر رانش ، بسته به اصلاح ، 20-25 هزار پوند ؛ afterburner - 32.5 هزار پوند.
هسته اصلی موتور J58 یک واحد توربوجت بود که در داخل یک واحد رمجت با کمک فن قرار داشت. ورودی هوا مجهز به بدنه مرکزی متحرک بود و همچنین مجموعه ای از دریچه ها و فلپ ها برای کنترل جریان ورودی وجود داشت. ورود هوا مطابق با حالت پرواز با استفاده از یک کامپیوتر جداگانه کنترل می شود.
در سرعتهای زیر و مافوق صوت ، مخروطهای ورودی هوا در وضعیت رو به جلو قرار داشتند و جریان ورودی موتور را بهینه می کردند. با افزایش ارتفاع و سرعت ، آنها به عقب رانده شدند. در سرعتهای بالاتر از M = 3 ، جریان هوا بین موتورهای رمجت و توربوجت تقسیم می شود که 80 و 20 درصد ایجاد می کند. رانش به ترتیب
موتور J58 از سوخت مخصوص جت JP-7 بر اساس نفت سفید استفاده می کرد. در شرایط عادی ، با افزایش ویسکوزیته متمایز می شود ، اما وقتی گرم می شود ، با ترکیبات استاندارد فرقی نمی کند. این سوخت همچنین به عنوان بخشی از سیستم های خنک کننده پوست ، کابین خلبان ، محفظه ابزار و غیره استفاده می شد. به عنوان یک مایع کار در هیدرولیک کنترل نازل استفاده می شد. مایع گرم شده بلافاصله وارد موتور شده و می سوزد.
موتور با استفاده از تزریق اصطلاحا شروع به کار کرد. سوخت اولیه تری اتیل بوران مایع (TEB) است که در تماس با هوا مشتعل می شود. هر J58 دارای مخزن TEB مخصوص 16 موتور / استارت پس از سوز بود. موتورها از گریس مخصوص سیلیکون استفاده کرده اند که برای دمای بالا بهینه شده است. در دمای زیر صفر درجه سانتیگراد ، این ترکیب سخت شد ، که کار با تجهیزات را دشوار کرد.
قیمت بزرگ
بخش Skunk Works و شرکتهای مرتبط با موفقیت تمام وظایف محوله را حل کرده و هواپیماهایی با ویژگیهای منحصر به فرد پرواز بالا ایجاد کرده اند. با این حال ، این امر چندین سال و هزینه های مالی قابل توجهی طول کشید و هواپیماهای حاصله با هزینه های بالای تولید و پیچیدگی عملکرد متمایز شدند.
توسعه پروژه و جستجوی همه فن آوری های لازم چندین سال به طول انجامید. راه اندازی تولید نیز با مشکلات خاصی همراه بود. به عنوان مثال ، بن ریچ ، در خاطرات خود از اسکانک ورکس ، به سختی به دست آوردن تیتانیوم اشاره کرده است. ایالات متحده چنین مواد اولیه ای نداشت ، به همین دلیل مجبور شد یک عملیات کامل را برای خرید آن از اتحاد جماهیر شوروی از طریق شرکت های پوسته ترتیب دهد.
به نفع سیا ، 15 هواپیمای اصلی اصلاح شده ساخته شد. نیروی هوایی 32 واحد دریافت کرد. قرارداد با نیروی هوایی هزینه یک SR-71 را در سطح 34 میلیون دلار (بیش از 270 میلیون در قیمت های فعلی) تأمین کرد و برنامه تولید برای زمان خود یک رکورد گران بود.
این عملیات نیز دشوار و گران تمام شد. آمادگی برای پرواز چند روز به طول انجامید. پس از هر پرواز ، هواپیما به 650 بررسی و روش مختلف نیاز داشت که چندین ساعت به طول انجامید. پس از 25 ، 100 و 200 ساعت پرواز ، بازرسی کامل با جداسازی جزئی مورد نیاز بود ، که چندین روز کاری برای آن اختصاص داده شد.موتورها پس از 200 ساعت کارکرد و بعد از 600 ساعت - برای تعمیرات اساسی به دیواره ارسال شد.
مدت کوتاهی قبل از خارج شدن SR-71 ، آشکارا گزارش شد که ساعت پرواز چنین هواپیمایی تقریباً هزینه دارد. 85 هزار دلار. عملکرد یک دستگاه سالانه حداقل 300-400 میلیون هزینه دارد.
با این وجود ، سیا و نیروی هوایی یک ابزار ویژه با بالاترین عملکرد دریافت کردند. A-12 و SR-71 می توانند در ارتفاعات حداقل 25-26 کیلومتر کار کنند و سرعت آنها را تا M = 3 ، 3 افزایش دهند ، که سالها آنها را از پدافند هوایی دشمن احتمالی نجات داد. در طول عملیات ، سیا 6 فروند هواپیمای A-12 خود ، نیروی هوایی-12 واحد SR-71 را از دست داد. در همان زمان ، هیچ تلفات جنگی وجود نداشت.
پیشرفت تکنولوژیکی
عملیات هواپیمای A-12 تنها چند سال به طول انجامید-تا سال 1968 ، نیروی هوایی تا سال 1998 از SR-71 خود استفاده کرد ، و ناسا یک سال بعد تجهیزات را خاموش کرد. هواپیماهای دو مدل و چندین تغییر ، دارای طراحی خاص بر اساس فناوری های پیشرفته ، می توانند ویژگی های تاکتیکی و فنی برجسته ای را نشان دهند. با این حال ، به همان دلیل ، آنها گران قیمت و پیچیده بودند. در زمان رها شدن آنها ، ابزارهای راحت تر و م effectiveثرتری برای شناسایی ظاهر شد.
جایگزین مستقیم A-12 / SR-71 هرگز ظاهر نشد-طاقچه هواپیماهای شناسایی طولانی و محکم توسط فضاپیماها اشغال شده بود. در نتیجه ، مدلهای جدیدی از فناوری هوانوردی با ویژگیهای قابل مقایسه هنوز در ایالات متحده ظاهر نشده است. با این حال ، پروژه های هواپیماهای سریع السیر از Skunk Works یک پایه علمی ، فنی و تکنولوژیکی جدی برای توسعه بیشتر هوانوردی نظامی و غیر نظامی ایجاد کرده است. برخی از راه حل های ارائه شده در گذشته هنوز به طور فعال مورد استفاده قرار می گیرند.
