Lockheed SR-71

SR-71 «Blackbird»
SR-71B Blackbird во время тренировочного полёта, 1994 год.
Тип	стратегический разведчик
Разработчик	Skunk Works
Производитель	Lockheed Corporation
Главный конструктор	Кларенс «Келли» Джонсон
Первый полёт	22 декабря 1964 года
Начало эксплуатации	1966 год
Конец эксплуатации	1998 год
Основные эксплуатанты	ВВС США NASA ЦРУ
Единиц произведено	32
Базовая модель	Lockheed A-12
Изображения на Викискладе

Эта статья — о самолёте. О музыкальной группе см. SR-71 (группа).

Lockheed SR-71 — стратегический сверхзвуковой разведчик ВВС США. Неофициально был назван «Blackbird» (рус. Чёрный дрозд).

Особенностями данного самолёта являются высокая скорость и высота полёта, благодаря которым основным манёвром уклонения от ракет было ускорение и набор высоты. Самолёт эксплуатировался с 1964 по 1998 годы, 12 из 32 самолётов было потеряно в результате несчастных случаев, боевых потерь не было. В 1976 году был поставлен рекорд скорости среди пилотируемых летательных аппаратов с турбопрямоточной силовой установкой^[1][2].

Разработка

A-12 — предшественник SR-71

Предшественники

Предшественником SR-71 был Lockheed A-12 — высотный самолёт-разведчик, разработанный для ЦРУ США отделением корпорации Lockheed Martin — Skunk Works^[3]. Постепенно конструкция самолёта эволюционировала, были произведены изменения в конфигурации самолёта, а также применены меры по снижению радиолокационной заметности. Всего было построено 18 самолётов A-12. Экипаж A-12 состоял из одного человека.

Кабина пилота SR-71

SR-71

Название SR-71 происходит от прототипа сверхзвукового бомбардировщика XB-70. В поздние периоды испытаний, XB-70 был предложен в роли стратегического самолёта-разведчика, получив обозначение RS-70. Однако, вскоре стало ясно, что скоростной потенциал A-12 гораздо выше, и его было решено использовать в качестве базовой модели, на которой будет основан новый высокоскоростной самолёт. Прототип был назван R-12. Он был длиннее и тяжелее, чем A-12. Его фюзеляж был удлинён для увеличения топливных баков, экипаж был расширен до 2 человек. Самолёт был оборудован радиоэлектронными датчиками, РЛС бокового обзора и фотоаппаратом^[4].

Особенности самолёта

Особенно сложной проблемой полёта на скоростях более 3 М является высокий нагрев корпуса. Для решения этой проблемы значительная часть планера была изготовлена из титановых сплавов. Самолёт был изготовлен с использованием ранних стелс-технологий^[5]. Серийные самолёты окрашивались тёмно-синей краской для маскировки на фоне ночного неба. Самолёт получил неофициальное название «Blackbird» («Черный дрозд») благодаря матовой темной окраске, напоминающей окраску дрозда, а также отражающее его сопротивление свету и радиолокационному излучению.

Схема потоков воздуха в двигателе на разных числах Маха

Также из-за огромной скорости "Локхид" во время посадки (которая длится не менее 1 км) раскрывает парашют.

Воздухозаборники и двигатели

Воздухозаборники являются одной из важнейших особенностей конструкции SR-71, именно они помогали самолёту летать на скоростях более 3300 км/ч, и, в то же время, летать на дозвуковых скоростях с турбореактивными двигателями. В передней части имеется подвижный носовой обтекатель двигателя, который находится в выдвинутом положении при скоростях до 1,6 М. На более высоких скоростях конус задвигается и активируется прямоточный двигатель^[6].

Сверхзвуковой воздушный поток предварительно сжимается за счёт формирующихся на внешней части центрального тела-конуса конических ударных волн — скорость потока падает, и за счёт этого возрастают его статическое давление и температура. Затем воздух входит в 4-ступенчатый компрессор, и затем, поток воздуха разделяется: часть воздуха проходит в компрессор (воздух «основного потока»), в то время как оставшийся поток обходит ядро, чтобы войти в форсажную камеру. Воздух, идущий через компрессор, далее сжимается перед входом в камеру сгорания, где он смешивается с топливом и поджигается. Температура потока достигает своего максимума в камере сгорания: чуть ниже температуры, от которой турбинные лопатки начали бы терять свою прочность. Воздух охлаждается, проходя через турбину и соединяется с воздухом обхода до того, как попадает в форсажную камеру^[7].

В пределах 3 Махов предварительное торможение (сжатие) сверхзвукового потока в конических ударных волнах приводит к значительному росту его температуры. Это означает, что турбореактивная часть двигателя должна уменьшить отношение топливо/воздух в камере сгорания, чтобы не расплавить лопатки турбин далее по потоку. Турбореактивные компоненты двигателя таким образом обеспечивают намного меньшую тягу, а 80 % тяги двигателя обеспечивается воздухом, минующим большинство турбин и поступающим в форсажную камеру, где он сгорает, расширяясь и создавая реактивную тягу в направлении задней поверхности сопла^[7].

Пилоты SR-71 в костюмах высокого давления

Системы жизнеобеспечения

http://en.wikipedia.org/wiki/Lockheed_SR-71#Life_support

Кабина может находиться под давлением высоты 10000 футов (3000 м) или 26000 футов (7900 м) во время полета. Экипажи, совершающие низкой дозвуковой полет, могут использовать стандартный жесткий шлем ВВС, кислородные маски и летные костюмы Nomex.

Экипажи летающие на высоте 80000 футов (24000 м), не могут использовать стандартные маски, которые не могут обеспечить достаточное количество кислорода выше 43000 футов (13000 м), причем разница между давлением воздуха в кабине и пространством внутри маски сделает выдох очень сложным. На скорости более 3300 км/ч самолёт моментально разогревался до 230 °C.

Для решения этих проблем были разработаны специальные скафандры полного давления для всех экипажей A-12 и SR-71. Впоследствии эти же скафандры использовались при полёте космического Шаттла.

Кабина нуждается в эффективной системе охлаждения, при полёте на 3,2 Маха внешняя поверхность самолетов нагревается выше 500 °F (260 °C), а с внутренней стороны лобового стекла до 250 °F (120 °C). Для обеспечения приемлемых температур воздух внутри кабины пилота охлаждался кондиционером, тепло из кабины переносилось в топливо через теплообменник, находящийся перед силовыми установками.

Топливо

В качестве топлива используется специально разработанное реактивное топливо JP-7, отличающееся высокой температурой воспламенения (60°C) и термоустойчивостью. Благодаря этим качествам, топливо JP-7 можно было использовать в качестве хладагента для охлаждения кабины пилота. Кондиционер передавал тепло из кабины пилота к топливопроводам двигателей, нагретое в теплообменнике топливо сразу же поступало в двигатели и сгорало, исключая риск воспламенения и взрыва нагретых паров. Такие свойства топлива, однако, затрудняли его воспламенение, что потребовало использования отдельного пускового горючего - триэтилборана. Триэтилборан использовался и для розжига форсажных камер. Для этого на борту имелась ёмкость, содержащая 1200 мл триэтилборана; характерным эффектом его сгорания при запуске был ярко-зелёный цвет факелов двигателей. Масса топлива самолёта равна 46180 кг, при полной заправке масса самолёта 77100 кг, что делает невозможным взлёт с полной заправкой. Сначала самолёт поднимался в воздух с незначительным запасом топлива, затем дозаправлялся в воздухе, после чего лётчик мог приступать к выполнению задания. После полной дозаправки самолёт становился примерно вдвое тяжелее. Расход топлива на крейсерской скорости составляет около 600 л./мин.

Навигационная система и авионика

Отличительной особенностью самолёта была его навигационная система. В отличие от широко распространенной на самолётах подобного класса инерциальной навигационной системы, на SR-71 была установлена астронавигационная система, обладающая большей точностью. Основой её был звездный датчик, находящийся под оптически прозрачным окном в верхней части фюзеляжа и имеющий возможность регистрировать звёзды как днём (что облегчалось тёмным фоном неба на высоте крейсерского полёта), так и ночью. В ходе полёта датчик отслеживал положения (вход в поле зрения) выбранных звёзд (их было 56 и, позже, 61), цифровые эфемериды которых заранее вводились в бортовое вычислительное устройство. По данным звездного датчика вычислительная машина определяла пространственное положение самолёта. Наряду с достоинствами, такая система имела и недостатки, в частности - требовала длительной настройки перед вылетом.

Корпус самолёта плоский с сужающимися краями

Стелс-технология

SR-71 был первым самолётом, созданным с применением технологий снижения радиолокационной заметности^[8]. Первые исследования в этой области показали, что плоские формы с сужающимися сторонами имеют меньшую ЭПР. С целью снижения радиолокационной заметности вертикальное оперение наклонено относительно плоскости самолёта, чтобы не создавать с фюзеляжем прямой угол, который является идеальным отражателем. На самолёт нанесены радиопоглощающие покрытия, в топливо добавлялся цезий для снижения температуры выхлопа, и, как следствие, ИК-заметности самолёта. Но, несмотря на все эти меры, SR-71 легко обнаружить из-за огромного потока разогретых выхлопных газов. Корпус самолёта во время полёта на высоких скоростях разогревается до 400—500 °C, что также значительно увеличивает ИК-заметность.

Общая эффективность всех мер по снижению заметности самолёта всё ещё обсуждается, однако, сами разработчики признают, что радиолокационная техника Советского Союза развивалась значительно быстрее, чем «анти-радар» Lockheed Martin^[9].

Эксплуатация

Дозаправка SR-71 в воздухе

Боевое применение

SR-71 участвовал в разведке во Вьетнаме и Северной Корее в 1968 году. Одному вьетнамскому зенитно-ракетному полку была специально поставлена задача уничтожить этот самолёт, чтобы поднять престиж советского оружия, однако все пуски ракет по SR-71 были безрезультатными^[10]. SR-71 был единственным американским самолётом, который северовьетнамской системе ПВО так и не удалось сбить^[11].

Во время холодной войны выполнял разведывательные полёты над территорией СССР на Кольском полуострове и Кубе.

В 1973 году во время арабо-израильской войны Судного дня Blackbird производил фоторазведку Египта, Иордании и Сирии.

Неоднократно нарушал воздушное пространство СССР^[12].

Мирное использование

Кроме стратегической разведки, самолёт выполнял аэродинамические исследования НАСА по программам AST (Advanced Supersonic Technology — перспективные сверхзвуковые технологии) и SCAR (Supersonic Cruise Aircraft Research — разработка самолёта с крейсерской сверхзвуковой скоростью полёта).

Рекорды SR-71

В 1976 году SR-71 «Blackbird» установил абсолютный рекорд скорости среди пилотируемых самолётов с ТРД двигателями — 3529,56 км/ч. Всего в FAI было зарегистрировано 4 действительных рекорда^[2], все они относятся к скорости полёта.

Лётно-технические характеристики

Проекции SR-71

Технические характеристики

• Экипаж: 2 человека
• Длина: 32,74 м
• Размах крыла: 16,94 м
• Высота: 5,64 м
• Площадь крыла: 141,1 м²
• Масса пустого: 27215 кг
• Максимальная взлётная масса: 77100 кг
• Масса полезной нагрузки (оборудование): 1600 кг
• Масса топлива: 46180 кг

J58 на форсаже, видны ударные волны в сверхзвуковой струе газа

Двигатель

• Тип двигателя: Турбопрямоточный двигатель с осевым компрессором
• Модель: Pratt & Whitney J58-P4
• Тяга максимальная: 2 x 10630 кгс
• Тяга на форсаже: 2 x 14460 кгс
• Масса двигателя: 3200 кг

SR-71 в полёте

Лётные характеристики

• Максимально допустимая скорость: 3,2 М (при температуре носовой части <427° допускается разгон до 3,3 М^[13])
• Дальность полёта: 5230 км
• Радиус действия: 2000 км
• Продолжительность полёта: 1,5 ч
• Практический потолок: 25910 м (85000 футов)^[13]
• Скороподъёмность: 60 м/с
• Длина разбега/пробега: 350 м
• Нагрузка на крыло: 546 кг/м²
• Тяговооружённость: 0,36

Интересные факты

• Так как в системе обозначений ВВС США индексы всех самолётов-разведчиков начинаются на R (например, истребитель-разведчик «Тандерфлэш» («Громовая вспышка») носит индекс RF-84), то правильное обозначение «Чёрного дрозда» во всех официальных документах — RS-71 (разведчик стратегический, модель 71). Но летом 1964 г. американский президент Л. Джонсон на пресс-конференции случайно оговорился, назвав этот самолёт SR-71. На следующий день СМИ называли этот самолёт именно так, в результате чего это название намертво «приклеилось» к самолёту.

• SR-71, имея при полной заправке взлётный вес 77 100 кг (из них масса топлива 46 180 кг), не имел возможности взлетать с полной нагрузкой. Поэтому сначала самолёт поднимался в воздух с незначительным запасом топлива, затем его дозаправляли в воздухе, после чего летчик мог приступать к выполнению задания. После полной дозаправки самолёт становился примерно вдвое тяжелее. Данная схема эксплуатации значительно усложняла и увеличивала стоимость эксплуатации самолета.

• Пилоты SR-71 говорят, что после полётов на этом самолёте, почти все другие машины становятся "учебными". Включая в этот список и Aérospatiale-BAC Concorde.

• SR-71 широко известен под названием «Чёрный дрозд» (Blackbird), однако оно является неофициальным. Официального названия самолёт не имел.

• В этот самолёт трансформировался Джетфайр из фильма «Трансформеры: Месть Падших».

• В игре Call of Duty: Black Ops в одной из миссий можно стать пилотом и штурманом-оператором этого самолёта. Также он является наградой за серию в мультиплеере.

• При входе SR-71 в территориальные широты СССР по средствам ПВО проходил сигнал «Дрофа». Последний раз такая готовность была объявлена летом 1988 года.^{[источник не указан 514 дней]}
• Похожий по конструкции самолёт используется персонажами серии фильмов Люди Икс.
• Титан для производства самолета поставлялся из СССР^[14].
• В аниме — сериале Hellsing (4 OVA-Серия) Алукард использует SR-71 для того, чтобы попасть на захваченный организацией Миленниумом авианосец «Орёл».
• Космический корабль Обивана Кеноби, в первой (по хронологии событий фильма) части "Звёздных войн", сильно напоминает SR-71. Дело в том, что Джордж Лукас разрабатывал дизайн этого корабля, вдохновившись необычной внешностью SR-71.
• В фильме "Черный гром" (2007 года, в главной роли Стивен Сигал) главный герой с напарником отправляются на задание именно на таком самолёте. Полёт проходит на высоте 24 км, но пилоты не пользуются полными скафандрами, что можно рассматривать как киноляп.

Галерея

• 

  MD-21 вид сзади

• 

  SR-71 в Evergreen Aviation Museum

• 

  A12 Oxcart Blackbird в Huntsville

• 
• 
• 

Примечания

1. ↑ Fédération Aéronautique Internationale (FAI) — General Aviation World Records
2. ↑ ^{1 2} Fédération Aéronautique Internationale (FAI) — General Aviation World Records
3. ↑ Rich and Janos 1994, стр. 85
4. ↑ Landis and Jenkins 2005, стр. 56-57
5. ↑ Crickmore 2009, стр. 30-31
6. ↑ SR-71 manual, Air Inlet System
7. ↑ ^{1 2} Турбореактивный (прямоточный реактивный) двигатель с форсированной тягой Pratt & Whitney J58-P
8. ↑ F-117 на сайте paralay.com — «Первой крупной попыткой снижения ЭПР стала программа высотного сверхзвукового разведчика „Локхид“ SR-71, разработанного под руководством того же Джонсона»
9. ↑ The Advent, Evolution, and New Horizons of United States Stealth Aircraft
10. ↑ Батаев Станислав Григорьевич. В зоне "б" и далее...
11. ↑ Маленькие военные истории  (Проверено 25 сентября 2012)
12. ↑ …27 мая 1987 г. в Заполярье экипажу МиГ-31 в составе гв. капитана Ю. Н. Моисеева и гв. капитана О. А. Краснова (72-й ГИАП) пришлось осуществить боевое воздействие на самолёт-разведчик SR-71 и вытеснить его далеко в нейтральные воды.
13. ↑ ^{1 2} SR-71A Flight Manual. — ISSUE E, CHANGE 2. — 1986. — P. 5-8, 5-9, 5-10. — 1052 p.
14. ↑ "Breaking Through Technological Barriers". CIA. Проверено 30 апреля 2012.

Ссылки

• 32.726764, -117.15387232°43′36.35″ с. ш. 117°09′13.94″ з. д. / 32.726764° с. ш. 117.153872° з. д. ^(G) (O) — A-12, установленный около Аэрокосмического музея в Сан-Диего, США [1].
• 33.883222, -117.26628333°52′59.6″ с. ш. 117°15′58.62″ з. д. / 33.883222° с. ш. 117.266283° з. д. ^(G) (O) — SR-71.
•  (рус.) SR-71 и МиГ-25.
•  (англ.) Официальный сайт разработчика.
• Дюжина SR-71 на военном аэродроме