Sredi šestdesetih let sta CIA in ameriško letalstvo prejeli najnovejša izvidniška letala A-12 in SR-71. Te stroje, združene glede glavnega dela enot, so odlikovale izjemno visoke letalske in tehnične lastnosti, ki so omogočale učinkovito reševanje glavnih nalog. Doseganje največje hitrosti na ravni M = 3, 3 in višina letenja več kot 25 km se je izkazalo za izjemno težko nalogo, ki je zahtevala bistveno nove oblikovalske rešitve in tehnologije.
Krog težav
Razvoj projektov A-12 in SR-71 je potekal v oddelku Lockheed z neuradnim imenom Skunk Works. Ustvarjanje novih letal se je začelo z raziskavami in razvojem ter iskanjem optimalnih tehničnih rešitev. Na tej stopnji je bilo ugotovljeno, s kakšnimi težavami se sooča letalo "tri muhe". Nato se je začelo iskanje ustreznih tehnologij.
Aerodinamika je postala ena osrednjih skrbi. Leti s hitrostjo pribl. M = 3 ima svoje značilnosti, ki jih je treba upoštevati pri oblikovanju videza letala. Doseganje takšnih hitrosti pa je bilo tudi težko. To je zahtevalo posebne motorje, ki bi lahko delovali enako učinkovito v vseh načinih hitrosti.
Pri zahtevanih hitrostih letenja bi se moral problem toplotnih obremenitev v celoti pokazati. To je bilo potrebno za zaščito jadralnega letala pred pregrevanjem, deformacijo in možnim uničenjem. Ob vsem tem je bilo treba letalo odlikovati z visoko trdnostjo, saj so bili pri obratovalnih hitrostih tudi najpreprostejši manevri povezani s preobremenitvami.
Posebna zahteva se je nanašala na vidljivost letala sovražniku. Do takrat so vodilne države uspele zgraditi razvito radarsko omrežje za nadzor zračnega prostora, zaradi česar je bilo vprašanje zmanjšanja radarskega podpisa nujno. To težavo je bilo treba upoštevati pri razvoju letala.
Iskanje rešitev za pričakovane težave se je izkazalo za težko in počasno. Dela na letalu A-12 za Cio so se začela leta 1957 in trajala več let. V tem času so se splošni koncepti in pristopi k oblikovanju večkrat spremenili. Prvi let prototipnega letala je bil zaključen šele leta 1962. Izvidniško letalo SR-71 za letalske sile je bilo razvito na osnovi že dokončanega vozila, kar je omogočilo znatno pospešitev del.
Posebno jadralno letalo
Rešitev glavnega dela pričakovanih težav je bila neposredno povezana z zasnovo letalskega sistema in splošnih letalskih sistemov. Po dolgem iskanju je bilo mogoče najti optimalno različico aerodinamičnega videza. Shema "brez repa" je veljala za najboljšo z razvitimi pritokmi v premcu in osrednjem delu trupa ter parom kobil. Uporabljena shema je omogočila doseganje velikega dviga in izboljšanje pretoka pri vseh hitrostih. Poleg tega se je upogibni moment v premcu močno zmanjšal.
Posebne konture letalskega ogrodja so omogočale delno razprševanje signalov z radarja. Na nekaterih delih letalskega ogrodja, kjer je to konstrukcija dopuščala, so bili deli iz radijsko absorbirajočih materialov. Vendar zmanjšanje prepoznavnosti ni bila glavna naloga projekta, obstajali pa so tudi drugi dejavniki, ki so delno nevtralizirali vse oblikovalske dosežke na tem področju.
Vprašanja toplotne zaščite, teže in trdnosti so rešili s pomočjo titana in njegovih zlitin. Jadralno letalo jih je sestavljalo 85%. Drugi deli so bili izdelani iz toplotno odpornega jekla, keramike itd. Zasteklitev nadstreška v pilotski kabini je bila izdelana iz kremenčevega stekla. Zaradi mehanske in toplotne trdnosti je bil z ultrazvočnim varjenjem povezan z ogrodjem.
Po izračunih bi morala med letom povprečna temperatura kože doseči 260 ° C, največ na sprednjih robovih - do 400 ° C. V zvezi s tem so bili v ogrodju nameščeni številni cevovodi za kroženje goriva, odstranjevanje odvečne toplote in predgretje goriva.
Struktura titana je ob segrevanju ohranila svojo trdnost - vendar je spremenila dimenzije. S potovalno hitrostjo sta se A-12 in SR-71 podaljšala za nekaj centimetrov. Ta težava je bila upoštevana pri načrtovanju in je predvidela posebne vrzeli v koži, notranjih strukturah in celo v sistemu za gorivo. Posledično je gorivo dobesedno izteklo iz letala na tleh, vendar se je po pospeševanju puščanje ustavilo. Tudi del obloge je bil izdelan iz valovitih listov.
Rekordni motor
Letala A-12 in SR-71 so uporabljala edinstvene hibridne motorje družine JT11D / J58 iz Pratt & Whitney. Njihova zasnova združuje turboreaktivne in ramjetne motorje z možnostjo skupnega ali izmeničnega delovanja. Največji potisk, odvisno od modifikacije, 20-25 tisoč funtov; naknadni gorilnik - 32,5 tisoč funtov.
Jedro motorja J58 je bil turboreaktivni agregat, nameščen v enoti ramjet s pomočjo ventilatorja. Dovod zraka je bil opremljen s premičnim osrednjim ohišjem, na voljo pa je bil tudi sklop loput in loput za nadzor dohodnega toka. Dovod zraka je bil v skladu z načini letenja nadzorovan z ločenim računalnikom.
Pri pod- in nadzvočnih hitrostih so bili stožci za dovod zraka v položaju naprej in optimizirali pretok na vstopu v motor. S povečanjem višine in hitrosti so bili premaknjeni nazaj. Pri hitrostih nad M = 3 je bil pretok zraka razdeljen med ramjet in turboreaktivne motorje, kar je ustvarilo 80 in 20 odstotkov. potiska.
Motor J58 je uporabljal posebno reaktivno gorivo JP-7 na osnovi kerozina. V normalnih pogojih ga je odlikovala povečana viskoznost, pri segrevanju pa se ni razlikoval od standardnih sestavkov. Gorivo so uporabljali tudi kot del hladilnih sistemov za kožo, pilotsko kabino, predale za instrumente itd. Uporabljali so ga kot delovno tekočino v hidravliki za nadzor šob. Ogrevana tekočina je takoj vstopila v motor in izgorela.
Motor se je zagnal s pomočjo vbrizgavanja t.i. Začetno gorivo je tekoči trietilboran (TEB), ki se vname ob stiku z zrakom. Vsak J58 je imel svoj rezervoar TEB za 16 zagonov motorja / vžigalnika. Motorji so uporabljali posebno silikonsko mast, optimizirano za visoke temperature. Pri temperaturah pod ničlo Celzija se je ta sestava utrdila, kar je otežilo upravljanje opreme.
Velika cena
Oddelek Skunk Works in povezana podjetja so uspešno rešili vse dodeljene naloge in ustvarili letala z edinstvenimi visokimi letalnimi lastnostmi. Vendar je to trajalo nekaj let in znatne finančne stroške, nastala letala pa so odlikovali visoki proizvodni stroški in zapletenost delovanja.
Razvoj projekta in iskanje vseh potrebnih tehnologij je trajalo nekaj let. Zagon proizvodnje je bil povezan tudi z določenimi težavami. Na primer, v spominu vodje Skunk Works Ben Rich omenja težave pri pridobivanju titana. Združene države niso imele takšnih surovin, zato so se morale dogovoriti za celotno operacijo, da bi jih kupile od ZSSR prek podružnic.
V interesu Cie je bilo zgrajenih 15 letal glavnih modifikacij. Letalske sile so prejele 32 enot. Pogodba z letalskimi silami je predvidela stroške enega SR-71 na ravni 34 milijonov dolarjev (več kot 270 milijonov po trenutnih cenah), produkcijski program pa se je za svoj čas izkazal kot rekordno drag.
Tudi operacija se je izkazala za težko in drago. Priprave na let so trajale nekaj dni. Po vsakem letu je letalo zahtevalo 650 različnih pregledov in postopkov, ki so trajali več ur. Po 25, 100 in 200 urah leta je bil potreben temeljit pregled z delno demontažo, za kar je bilo namenjenih več delovnih dni. Motorje so po 200 urah delovanja poslali po pregradi in po 600 urah - na remont.
Malo pred razgradnjo SR-71 so odkrito poročali, da letalska ura takega letala stane pribl. 85 tisoč dolarjev. Delovanje enega stroja letno stane najmanj 300-400 milijonov.
Kljub temu sta CIA in letalske sile prejele posebno orodje z najvišjo zmogljivostjo. A-12 in SR-71 sta lahko delovala na nadmorski višini najmanj 25-26 km in razvijala hitrosti do M = 3, 3, kar jih je dolga leta rešilo pred zračno obrambo potencialnega sovražnika. Med operacijo je CIA izgubila 6 svojih A-12, letalske sile-12 enot SR-71. Hkrati ni bilo bojnih izgub.
Tehnološki preboj
Delovanje letala A-12 je trajalo le nekaj let-do leta 1968 so letalske sile uporabljale svoj SR-71 do leta 1998, NASA pa je leto kasneje odpisala opremo. Letala dveh modelov in več modifikacij s posebno zasnovo, ki temelji na naprednih tehnologijah, bi lahko pokazala izjemne taktične in tehnične lastnosti. Vendar so bili iz istega razloga pretirano dragi in zapleteni. Ko so bili opuščeni, so se pojavila bolj priročna in učinkovita izvidniška sredstva.
Neposredna zamenjava za A-12 / SR-71 se ni nikoli pojavila-nišo izvidniških letal so dolgo in trdno zasedla vesoljska plovila. Posledično se novi modeli letalske tehnologije s primerljivimi značilnostmi v ZDA še niso pojavili. Vendar so projekti hitrih letal podjetja Skunk Works ustvarili resno znanstveno, tehnično in tehnološko podlago za nadaljnji razvoj vojaškega in civilnega letalstva. Nekatere rešitve, predlagane v preteklosti, se še vedno aktivno uporabljajo.
