Lockheed SR-71 Blackbird: льотно-технічні характеристики

Lockheed SR-71 – один з найбільш знаменитих літаків-розвідників і одночасно один з найбільш невідомих. «Чорний дрізд» є дітищем відомого авіаконструктора Клеренса Джонсона, голови відділу перспективних розробок (ADP) фірми Lockheed. Спроектований в кінці 50-х, «Блэкберд» і сьогодні виглядає футуристичним, і це при тому, що створювали його не з допомогою швидкодіючих комп'ютерів, а на звичайному кульмане.

Конструкція

SR-71 Blackbird побудований за схемою «бесхвостка» з трикутним крилом і двохкильовим хвостовим оперенням. Конструкція традиційна – зі стрингерами, шпангоутами і працюючою обшивкою. Ретельно «зализані» форми служать не тільки аеродинаміці. «Літаки-невидимки», створені за технологією Stealth, прийнято вважати винаходом останнього десятиліття, але ця технологія в значній мірі втілена і в конструкції «Блэкберда». Закруглені контури і плавні сполучення поверхонь роблять літак менш помітним для радарів.
Надзвуковий стратегічний розвідник майже не має плоских поверхонь. Виключення – досить великі кілі, але вони нахилені всередину, що зменшує їх ефективну площу розсіювання. Крім того, в конструкції передньої і задньої крайки крила застосовані радіопоглинаючі матеріали у вигляді трикутних вставок стільникових пластикових конструкцій. Завдяки такій формі вставок радіохвилі відбиваються всередині трикутника до повного згасання. В довершення всього працює радіоапаратура спотворює відбитий від літака сигнал, збиваючи з пантелику операторів радарів ППО.
При тривалому польоті на надзвукових швидкостях літак піддається сильному і тривалому нагріванню. Тому конструкція «Блэкберда» майже на 93 % складається з високоміцного і жароупорного титанового сплаву «Бета Б-120».

Фюзеляж

Враховуючи, що на швидкості гладкі панелі обшивки крила коробляться і спучуються від нагрівання, ці елементи зробили гофрованими. Поздовжні борозенки не тільки працюють як ребра жорсткості, але і збільшують площу розсіювання тепла, майже не підвищуючи опору. Багато сучасні американські бойові літаки мають напливи на кореневій частині крила, але у «Блэкберда» вони займають всю довжину фюзеляжу, з-за чого його перетин з круглого перетворюється на майже ромбовидное. Ці напливи грають двояку роль: створюють досить значну підйомну силу, що вдвічі зменшує згинальний момент на довгому фюзеляжі, і одночасно служать для розміщення палива та обладнання. Крім того, вони працюють і на аеродинаміку, знижуючи лобове опір. Екіпаж розміщується в розташованих «тандем» кабінах з окремими, відкриваються назад ліхтарями. Скління кабін моделі Lockheed SR-71 виконано зі спеціального скла, яке не пропускає жорстке ультрафіолетове випромінювання на великій висоті. Кабіни обладнані кондиціонерами, екіпаж здійснює політ у висотно-компенсуючих костюмах.

Крило

Крило має крутку зовнішніх консолей, зменшує згинальний і крутний моменти на ньому. Продування моделі в аеродинамічній трубі показала, що необхідності в закрилках або предкрылках ні - велике крило на посадці створює потужну повітряну подушку, забезпечуючи дуже м'яку посадку майже без втручання пілота. Широко рознесені мотогондолы ретельно згладжені і мають з зовнішньої сторони в місці з'єднання з передньою кромкою крила помітні напливи.

Хвостове оперення

Вертикальне хвостове оперення зроблено цельноповоротным. Такі кілі в 25 рази ефективніше традиційних рулів і вимагають менших кутів відхилення, що знижує опір. Максимальний кут відхилення кілів «Блэкберда» на швидкості до 05 Маха становить 20°, при більшій швидкості він автоматично зменшується до 10°. Кілі нахилені всередину на 15°, що позитивно впливає на стійкість і керованість. Наприклад, надзвуковий літак SR-71 не боїться бічного вітру до 18 м/с. Задню крайку крила цілком займають комбіновані елерони і рули висоти.

Мотори

«Блэкберд» має два особливо потужних двигуна типу ТРД Pratt & Whitney JT11D-20B (інше позначення – J58) тягою по 14456 кН. В них і криється секрет величезної дальності «Блэкберда»: на швидкості 3 Маха мотори перетворюються по суті в прямоточні: 58 % тяги дає повітрозабірник, 25 % – сопло і лише 17 % – власне двигун. Повітрозабірники літака «Чорний птах» були сконструйовані так, щоб давати значну частину загальної тяги. Конуси зроблені регульованими, щоб утримувати ударну хвилю в повітрозабірнику. Конструюючи двигун J58 фахівці з Pratt & Whitney зіткнулися з серйозними труднощами: температура у повітрозабірнику сягала 380 °C, у паливних форсунок – 160 °C, в форсажной камері – 280 °C, а масла у двигуні – 485 °C. Тому в конструкції J58 крім титану, знайшли застосування особливо жароміцні нікелеві сплави Hastelloy-X і Rene-41. З-за такого напруженого теплового режиму двигуни через кожні 200 годин роботи проходили повне розбирання і перевірку.

Шасі

Шасі «Блэкберда» трехопорное з носовим колесом. Носова опора з двома колесами забирається вперед, основні – до центру. Прибирання шасі проводиться негайно після відриву від землі, оскільки Lockheed SR-71 швидко розганяється до максимально дозволеної швидкості польоту з випущеним шасі (555 км/год). Основні опори мають по три колеса на одній осі, щоб знизити тиск на грунт і одночасно заощадити внутрішній об'єм фюзеляжу. Шини виготовлені не з гуми, а з особливого жароупорного матеріалу, та з метою підтримки постійного тиску на всіх польотних режимах, а також щоб уникнути окислення наповнені повітрям, а азотом. Вони мають гладкий протектор і вкриті сріблястою фарбою для зменшення нагрівання. Колодязі шасі оточені паливними баками – паливо грає роль охолоджуючої рідини.

Гальмівна система

Літак-розвідник забезпечений одинарним гальмівним парашутом діаметром 12 м, що випускається з допомогою пиропатрона відразу після торкання ЗПС на швидкості 280-330 км/ч. Парашут виготовлений із спеціального термостійкого матеріалу та зроблено сітчастим, щоб його не розірвало швидкісним напором. Він відчіплюється при зниженні швидкості літака до 110 км/год, щоб фнч не заплутався в кілях.

Обладнання

Авіація США використовує найбільш передові системи телеметрії і управління. «Блэкберд» забезпечений восьмиканальної системою підвищення стійкості (СПУ), що компенсує «вбудовану» нестійкість літака (вона викликана нерівномірним нагріванням в крейсерському польоті). Система працює по всім трьох осях координат і триразово дубльована. На швидкості в 3 Маха і вище занадто енергійні дії рулями можуть привести до різкої зміни положення літака у просторі, а це загрожує його руйнуванням. З іншого боку, на тій висоті, на якій діє SR-71 Blackbird, щільність повітря становить менше 2 % від його щільності на рівні моря, тому потрібно велике відхилення рулів. СПУ була створена фірмою Honeywell і виявилася однією з найнадійніших у всьому літаку: середнє напрацювання на відмова у неї близько 130000 годин. Якщо система все ж зламається, керувати літаком у крейсерському режимі складно, але можливо. Фірма Honeywell розробила також комп'ютер для обробки польотних даних, що дає поправку на спотворення, що виникають у польоті на надзвуковій швидкості. Із-за сильного розрідження повітря на великій висоті звичайні прилади з введенням даних від трубок ПВД були ненадійні. Точні значення вертикальної швидкості, висоти і швидкості в числах Маха виводилися з комп'ютера на три цифрових дисплея в пілотській кабіні.

Паливна система

Сильний і тривалий нагрів літака Lockheed SR-71 в крейсерському польоті зажадав розробки нових пально-мастильних матеріалів, герметиків, гідросумішей, ізоляційних матеріалів і т. д. Так, паливо, що застосовується в «Блэкберде», марки JP-7 має настільки високу температуру спалаху, що підпалювати його доводилося спеціальним реактивом – триэтилбораном (ПЕБ). Завдяки цьому воно використовується як охолоджуюча рідина для охолодження кабін екіпажу і найбільш чутливих до перегріву вузлів, особливо шасі. Але в міру вироблення палива починався нерівномірний нагрів фюзеляжу, що викликало деформацію його напливів. У спеціальному баку на літаку є запас триэтилборана для запуску двигунів у повітрі і включення форсажу. Стратегічний розвідник забезпечений шістьма паливними баками, які вміщують 46000 л палива. Баки інтегральні, верхні і нижні стінки їх утворює обшивка, і внаслідок систематичного розширення і стиснення планера при нагріванні і охолодженні вони тріскаються. Через кожні 200 годин нальоту їх герметизують, але все ж баки течуть, і під які стоять на стоянці літаками накопичуються цілі калюжі пального. Оскільки паливо JP-7 нелетучее, небезпеки пожежі практично немає, але в крейсерському польоті стінки баків нагріваються до 280 °C, так що навіть паливо JP-7 з його високою температурою спалаху може дати вибух. Тому в польоті баки заповнюють азотом.

Технічні характеристики

Модель SR-71 має наступні технічні характеристики:

Довжина – 327 м.

Розмах крила: 169 м.

Висота – 56 м.

Злітна маса – до 78 т.

Дальність польоту – 4800-5200 км.

Максимальна швидкість – 2125 км/год на висоті 9000 м і 3220 км/год на висоті 24000 м.

Озброєння

З трьох варіантів «Блэкберда» озброєння мав тільки надзвуковий літак-перехоплювач YF-12A. Воно складалося з чотирьох ракет «повітря-повітря» Hughes GAR-9 (AIM-47A) Super-Falcon, що наводяться на ціль за допомогою радара AN/ASG-18A. Розвідувальні варіанти озброєння не мали, хоча пропрацьовувався варіант установки на SR-71 скидають контейнери з ядерними бомбами, на манер бомбардувальника Convair В-58 Hustlen.

Невловимий

Літаки військової авіації відіграють важливу роль у сучасній стратегії ведення бойових дій. Незважаючи на значну угруповання супутників стеження у провідних держав, авіація все ще важлива при проведенні розвідувальних місій. Мабуть, саме Blackbird є самим легендарним літаком-розвідником. Побувавши у всіх «гарячих точках» світу, SR-71 жодного разу не був збитий. В 1972 року у військовому журналі Ramparts цитувалися слова колишнього сержанта ВПС, який працював в Агентстві національної безпеки: «Збити SR-71 неможливо». Сержант наводив випадки, коли китайці намагалися це зробити, але пілотам піднятих по тривозі перехоплювачів «Міг-21» залишалося тільки дивуватися, куди подівся порушник. За його словами, «Блэкберды» літали і над радянською територією, а станції прослуховування АНБ уздовж кордонів СРСР фіксували реакцію радянської ППО. Більше того, колишній сержант повідомив, що електронно-розвідувальна техніка США дозволяла їм стежити за польотами практично всіх радянських військових літаків і навіть визначати, хто в даний момент пілотує ту чи іншу машину. І в цьому чимала заслуга «сімдесят перше». Протягом 70-х літаки Америки літали над Північною Кореєю, Китаєм, Кубою, уздовж кордонів СРСР. При цьому були зустрічі з самим швидкісним по тим часам радянським перехоплювачем – Міг-25П, і закінчувалися вони, за свідченнями американців, не на користь останнього. Безуспішні були також спроби дістати невловимого «гостя» новітніми на той момент зенітними ракетами.

Lockheed A-12

Назва «Блэкберд» пов'язують найчастіше з стратегічним розвідником SR-71. Однак за цією назвою стоять ще дві не настільки відомі машини: А-12 і YF-12A. Історія появи цих позначень досить цікава. Відомо, що літаки військової авіації США мають чітку класифікацію. Абревіатура YF позначала клас винищувачів, власне, YF-12A і був експериментальним винищувачем. Літеру А (attack) привласнювали штурмовиків, але А-12 явно не схожий на штурмовик. Це зроблено, щоб заплутати розвідку СРСР після грандіозного міжнародного скандалу, пов'язаного з сбитием над Свердловськом (Єкатеринбургом) американського літака-шпигуна. Тоді президент Ейзенхауер пообіцяв Хрущову не використовувати розвідувальні літальні апарати в небі над Радянським Союзом, але проект Lockheed як раз і був орієнтований на дані операції. Формально він вважався «цивільним», так як належав ЦРУ – не армійської організації. До січня 1962 року прототип А-12 був готовий до випробувань. Після перших польотів з'ясувалося, що в конструкції багато недоробок. Особливо докучала силова установка, яка вимагала довгою і трудомісткою доведення повітрязабірників. Незважаючи на це, А-12 був запущений в серію – ЦРУ терміново потрібен був швидкісний розвідник на зміну застарілому U-2. Було випущено 14 примірників.

Особливості конструкції

Lockheed А-12 залишався по суті експериментальним – він мав безліч недоліків, які можна усунути тільки доопрацюванням конструкції. Мабуть, головний з них – величезне навантаження на пілота, якому, крім керування літаком, що саме по собі було справою непростим, доводилося вправлятися з численної разведаппаратурой. Зовнішніми прикметами А-12 були сильно загострений ніс з прямими кромками передніх частин напливів фюзеляжу і коротка законцовка останнього. Головна ж відмінність від подальших модифікацій «Блэкберда» полягало в тому, що він був одномісним. За пілотської кабіною перебував відсік разведоборудования (так званий Q-відсік), розвідувальна апаратура розміщувалася також в напливах фюзеляжу. За рідкісним винятком А-12 залишалися майже цілком некрашеными – чорними були лише носова частина з пілотської кабіною, передні кромки крил і конуси повітрязабірників.

Перехоплювач YF-12A

Він є бойовим відгалуженням сімейства «Блэкберд». Основні відмінності від літаків-шпигунів:

На YF-12A встановлений радар управління вогнем моделі Hughes AN/ASG-18A з сполученої ІК-системи пошуку і супроводи цілей.

Озброєння – чотири ракети AIM-47A (GAR-9) Super-Falcon класу «повітря-повітря».

За пілотської кабіною замість Q-відсіку передбачена друга кабіна, де розміщувався оператор озброєння.

У 1964 році конструктор Клеренс Джонсон удостоєний премії Коллиэра «За видатні досягнення в аеронавтики США». На презентації Lockheed YF-12A були представлені літаки, пофарбовані в чорний колір. Можливо, звідси і пішла їх неформальну назву – «Чорний птах».

Кінець епохи

До початку вісімдесятих років ресурс машин був вже на межі, і підтримання їх в льотному стані стало досить проблематичним. Особливо важким було становище з двигунами: ТРД J-58 був знятий з виробництва ще в кінці шістдесятих, і хоча через кожні 200 годин роботи двигуни проходять повне розбирання і перевірку, а через кожні 600 годин – капремонт, природно, вони зношуються. Запчастини до них дістати було все важче. Навесні 1988 року міністр ВПС США Едвард Олдрідж повідомив, що вартість утримання парку SR-71 дорівнює витратам на утримання двох крил винищувальної авіації. До того часу кількість що знаходяться в експлуатації машин скоротили вдвічі – з 12 до 6. У 1989 році було вирішено зняти літак розвідник SR-71 з озброєння. Навесні 1990 року «сімдесят перші» відправили у відставку. Три машини були передані льотно-випробувального центру НАСА Драйден в якості літаючих лабораторій для дослідження надзвукового польоту. З решти мінімум шість бортів законсервовані і теоретично можуть у разі необхідності бути приведені у льотне стан.