Au milieu des années 60, la CIA et l'US Air Force ont reçu les derniers avions de reconnaissance A-12 et SR-71. Ces machines, unifiées en termes de partie principale des unités, se distinguaient par des caractéristiques de vol et techniques extrêmement élevées, qui ont permis de résoudre efficacement les tâches principales. Cependant, atteindre la vitesse maximale au niveau de M = 3, 3 et une altitude de vol de plus de 25 km s'est avéré être une tâche extrêmement difficile, qui a nécessité des solutions de conception et des technologies fondamentalement nouvelles.
Cercle de problèmes
Le développement des projets A-12 et SR-71 a été réalisé dans la division Lockheed sous le nom officieux de Skunk Works. La création de nouveaux avions a commencé par la recherche et le développement et la recherche de solutions techniques optimales. A ce stade, il a été établi à quels problèmes l'avion "trois mouches" est confronté. Ensuite, la recherche de technologies appropriées a commencé.
L'aérodynamique est devenue l'une des préoccupations centrales. Voler à une vitesse d'env. M = 3 a ses propres caractéristiques qui doivent être prises en compte lors de la formation de l'apparence de l'aéronef. Cependant, atteindre de telles vitesses était également difficile. Cela nécessitait des moteurs spéciaux capables de fonctionner de la même manière à tous les modes de vitesse.
Aux vitesses de vol requises, le problème des charges thermiques aurait dû se manifester pleinement. Il était nécessaire de protéger le planeur de la surchauffe, de la déformation et d'une éventuelle destruction. Avec tout cela, l'avion devait se distinguer par une résistance élevée, car aux vitesses de fonctionnement, même les manœuvres les plus simples étaient associées à des surcharges.
Une exigence distincte concernait la visibilité de l'avion par rapport à l'ennemi. À cette époque, les principaux pays avaient réussi à construire un réseau radar développé pour le contrôle de l'espace aérien, ce qui rendait urgente la question de la réduction de la signature radar. Ce problème devait être pris en compte lors du développement de la cellule.
Trouver des solutions aux problèmes attendus s'est avéré difficile et lent. Les travaux sur l'avion A-12 pour la CIA ont commencé en 1957 et se sont poursuivis pendant plusieurs années. Pendant ce temps, les concepts généraux et les approches de la conception ont changé plusieurs fois. Le premier vol de l'avion prototype n'a été achevé qu'en 1962. L'avion de reconnaissance SR-71 pour l'armée de l'air a été développé sur la base d'un véhicule déjà terminé, ce qui a permis d'accélérer considérablement les travaux.
Planeur spécial
La solution à la majeure partie des problèmes attendus était directement liée à la conception de la cellule et des systèmes généraux de l'avion. Après une longue recherche, il a été possible de trouver la version optimale de l'aspect aérodynamique. Le schéma « sans queue » était considéré comme le meilleur avec des entrées développées dans la proue et la partie centrale du fuselage et une paire de quilles. Le schéma appliqué a permis d'obtenir une portance élevée et d'améliorer le débit à toutes les vitesses. De plus, le moment de flexion de l'étrave a fortement diminué.
Les contours particuliers de la cellule permettaient de diffuser partiellement les signaux du radar. Dans certaines parties de la cellule, là où la conception le permettait, il y avait des pièces en matériaux radio-absorbants. Cependant, la réduction de la visibilité n'était pas la tâche principale du projet, et d'autres facteurs ont partiellement neutralisé toutes les réalisations de conception dans ce domaine.
Les problèmes de protection thermique, de poids et de résistance ont été résolus à l'aide du titane et de ses alliages. Le planeur était composé de 85 % d'entre eux. D'autres pièces ont été fabriquées à partir d'aciers résistants à la chaleur, de céramiques, etc. Le vitrage de la verrière du cockpit était en verre de quartz. Pour la résistance mécanique et thermique, il a été relié à la cellule par soudage par ultrasons.
D'après les calculs, pendant le vol, la température moyenne de la peau aurait dû atteindre 260°C, le maximum aux bords d'attaque - jusqu'à 400°C. À cet égard, de nombreux pipelines ont été installés dans la cellule pour faire circuler le carburant, évacuer l'excès de chaleur et préchauffer le carburant.
La structure en titane a conservé sa résistance lorsqu'elle est chauffée - mais a changé de dimensions. A vitesse de croisière, les A-12 et SR-71 se sont allongés de plusieurs centimètres. Ce problème a été pris en compte lors de la conception et a prévu des espaces spéciaux dans la peau, les structures internes et même dans le système de carburant. En conséquence, le carburant a littéralement suinté de l'avion au sol, mais après l'accélération, la fuite s'est arrêtée. De plus, une partie du revêtement était en tôle ondulée.
Moteur d'enregistrement
Les avions A-12 et SR-71 utilisaient les moteurs hybrides uniques de la famille JT11D / J58 de Pratt & Whitney. Leur conception combinait turboréacteurs et statoréacteurs avec possibilité de fonctionnement en commun ou en alternance. Poussée maximale, selon la modification, 20 à 25 000 livres; postcombustion - 32,5 mille livres.
Le cœur du moteur J58 était un turboréacteur logé à l'intérieur d'un statoréacteur avec un ventilateur assisté. La prise d'air était équipée d'un corps central mobile, et il y avait aussi un ensemble de trappes et de volets pour contrôler le flux entrant. Les entrées d'air étaient contrôlées conformément aux modes de vol à l'aide d'un ordinateur séparé.
Aux vitesses sub- et supersoniques, les cônes d'admission d'air étaient en position avant et optimisaient le débit à l'entrée du moteur. Avec une augmentation de la hauteur et de la vitesse, ils ont été déplacés vers l'arrière. À des vitesses supérieures à M = 3, le flux d'air était divisé entre les statoréacteurs et les turboréacteurs, ce qui en créait 80 et 20 %. poussée, respectivement.
Le moteur J58 utilisait du carburéacteur spécial JP-7 à base de kérosène. Dans des conditions normales, il se distinguait par une viscosité accrue, mais lorsqu'il était chauffé, il ne différait pas des compositions standard. Le carburant a également été utilisé dans le cadre des systèmes de refroidissement de la peau, du cockpit, des compartiments des instruments, etc. Il a été utilisé comme fluide de travail dans l'hydraulique de commande des buses. Le liquide chauffé est immédiatement entré dans le moteur et a brûlé.
Le moteur a été démarré au moyen de l'injection de la soi-disant. Le carburant de départ est le triéthylborane liquide (TEB) qui s'enflamme au contact de l'air. Chaque J58 avait son propre réservoir TEB pour 16 démarrages moteur / postcombustion. Les moteurs utilisaient une graisse de silicone spéciale optimisée pour les températures élevées. À des températures inférieures à zéro Celsius, cette composition a durci, ce qui a rendu difficile le fonctionnement de l'équipement.
Gros prix
Le département Skunk Works et les entreprises associées ont résolu avec succès toutes les tâches assignées et créé des avions avec des caractéristiques de vol élevées uniques. Cependant, cela a pris plusieurs années et des dépenses financières importantes, et les avions résultants se sont distingués par des coûts de production élevés et une complexité d'exploitation.
Le développement du projet et la recherche de toutes les technologies nécessaires ont pris plusieurs années. Le lancement de la production a également été associé à certains problèmes. Par exemple, dans un mémoire du chef de Skunk Works, Ben Rich mentionne la difficulté d'obtenir du titane. Les États-Unis ne disposaient pas de telles matières premières, c'est pourquoi ils ont dû organiser toute une opération pour les acheter à l'URSS via des sociétés écrans.
Dans l'intérêt de la CIA, 15 avions des principales modifications ont été construits. L'Air Force a reçu 32 unités. Le contrat avec l'Air Force prévoyait le coût d'un SR-71 à hauteur de 34 millions de dollars (plus de 270 millions aux prix actuels), et le programme de production s'est avéré être un record pour l'époque.
L'opération s'est également avérée difficile et coûteuse. La préparation du vol a duré plusieurs jours. Après chaque vol, l'avion a nécessité 650 vérifications et procédures différentes qui ont duré plusieurs heures. Après 25, 100 et 200 heures de vol, une inspection approfondie avec démontage partiel s'est imposée, pour laquelle plusieurs jours ouvrables ont été alloués. Les moteurs ont été envoyés à la cloison après 200 heures de fonctionnement et après 600 heures - pour révision.
Peu de temps avant la mise hors service du SR-71, il a été ouvertement signalé que l'heure de vol d'un tel avion coûte environ. 85 000 dollars Le fonctionnement d'une machine coûte au moins 300 à 400 millions par an.
Néanmoins, la CIA et l'Air Force ont reçu un outil spécial avec les plus hautes performances. A-12 et SR-71 pouvaient opérer à des altitudes d'au moins 25-26 km et développer des vitesses allant jusqu'à M = 3, 3, ce qui les a sauvés pendant de nombreuses années de la défense aérienne d'un ennemi potentiel. Au cours de l'opération, la CIA a perdu 6 de ses A-12, l'Air Force - 12 unités SR-71. Dans le même temps, il n'y a pas eu de pertes au combat.
Percée technologique
L'exploitation de l'avion A-12 n'a duré que quelques années - jusqu'en 1968, l'Air Force a utilisé son SR-71 jusqu'en 1998, et la NASA a radié l'équipement un an plus tard. Les avions de deux modèles et plusieurs modifications, ayant une conception spéciale basée sur des technologies de pointe, pourraient montrer des caractéristiques tactiques et techniques exceptionnelles. Cependant, pour la même raison, ils étaient excessivement coûteux et complexes. Au moment où ils ont été abandonnés, des moyens de reconnaissance plus pratiques et plus efficaces sont apparus.
Un remplacement direct de l'A-12 / SR-71 n'est jamais apparu - le créneau des avions de reconnaissance a été longtemps et fermement occupé par les engins spatiaux. En conséquence, de nouveaux modèles de technologie aéronautique présentant des caractéristiques comparables ne sont pas encore apparus aux États-Unis. Cependant, les projets d'avions à grande vitesse de Skunk Works ont créé une base scientifique, technique et technologique sérieuse pour le développement ultérieur de l'aviation militaire et civile. Certaines solutions proposées dans le passé sont encore activement utilisées.
