SR-71 Blackbird: der Unberührbare

(Di Lorenzo Pasturenzi)
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In der zweiten Hälfte der 50 - Jahre, mit der Verschärfung des Kalten Krieges zwischen dem Westblock und dem neuen Sowjetblock (Warschauer Pakt, 1955), wurde es für den amerikanischen Geheimdienst außerordentlich notwendig, möglichst viele Informationen über den Kalten Krieg zu erhalten Zustand der sowjetischen Armeen und über den möglichen Einsatz der großen Protagonisten dieses Konflikts, der Interkontinentalraketensysteme.

In einer Zeit, in der das Weltraumrennen noch in den Kinderschuhen steckte und die Spionagesatelliten nur in einigen futuristischen Projekten Realität waren top secretDie Bedeutung der Luftaufklärung wuchs enorm.

Die USA stellten die U-2 "Dragon Lady" in einer Reihe auf, die online in die 1955 aufgenommen wurde, in der 1958 jedoch aufgrund des raschen Fortschritts der Raketentechnologie und der Flugabwehrsysteme bereits als veraltet galt. Die CIA wandte sich dann an Lockheed, ein führendes Unternehmen im Verteidigungssektor, und legte den Grundstein für die Geburt eines neuen "nicht nachweisbaren" und "nicht zusammenlegbaren" Aufklärungsflugzeugs.

Codename: "Archangel Project"

Die Notwendigkeit einer neuen Aufklärung wurde mit der 1 ° May 1960 noch verschärft, als die von Francis Gary Powers geführte U-2 über dem Himmel der Sowjetunion abgeschossen wurde und eine sehr ernste diplomatische Krise zwischen den beiden Blöcken auslöste. Die CIA fügte dann dem Archangel-Projekt neue Anforderungen hinzu, die eine drastische Reduzierung der Radarsignatur der verschiedenen von Lockheed vorgestellten Projekte erforderten. Ein neues Projekt folgte, OXCARTinteressiert an den technologischen Fortschritten, die die Entwicklung des neuen Flugzeugs mit sich gebracht hätte.

"Kelly" Johnson, visionärer Ingenieur an der Spitze des Entwicklungsteams, brachte im 1961 den A-12 (Foto) zur Welt, einen direkten Vorfahren des SR-71. Es wurden drei Hauptversionen entworfen: ein Abfangjäger, ein Aufklärungsflugzeug und ein Bomber. Die Interceptor- und Bomber-Versionen wurden verworfen (vor allem, um kein Geld aus der Entwicklung der XB-70 Valkirie herauszuholen), während die Aufklärung in SR-71 umbenannt wurde.

In der 1967 wurde nach einer langen Tragzeit das schnellste von einem Exoreaktor der Menschheitsgeschichte geflogene Flugzeug in Dienst gestellt.

Die gebauten 31-Einheiten haben eine Reihe von Aufzeichnungen aufgestellt, die heute Bestand haben: die maximale Tangentenhöhe im Dauerbetrieb (26000 m) und die erreichte maximale Fluggeschwindigkeit (3529 km / h), wobei verschiedene Laufleistungsaufzeichnungen hinzugefügt wurden klassisch (z. B. Westküste-Ostküste in 1h- ​​und 8-Minuten). Vor allem aber hat das Flugzeug die gestaltete Aufgabe sehr gut gemeistert: Keines der in den Dienst getretenen 31-Exemplare wurde auf Mission abgeschossen und erhielt den liebevollen Spitznamen "Unberührbar".

DIE TECHNIK

Die technischen Probleme bei der Realisierung einer Maschine dieser Komplexität waren vielfältig. Vor allem die Notwendigkeit, einen geeigneten Motor zu finden, der ausreichend Schub liefert und unter den unterschiedlichsten Höhen- und Geschwindigkeitsbedingungen betrieben werden kann (vom Unterschallregime in geringen Höhen bis zum Überschallregime bei 26000 m). Die Wahl fiel auf den Pratt & Whitney J58, einen Motor, der sich noch in der Entwicklung befindet und auf hohe Machzahlen ausgelegt ist.

Die Apparatur bestand aus einem klassischen Turbojet mit Nachbrenner, jedoch mit einer interessanten Besonderheit. Um das Problem des Abwürgens von Kompressionsstufen bei hohen Geschwindigkeiten zu überwinden, die den einströmenden Luftstrom für Mach des Fluges oberhalb von 2.2 nicht bewältigen konnten, wurde eine Trennwand befördert, die den einströmenden Strom beförderte, der durch die Wirkung des Einlasses ausreichend komprimiert wurde Luft direkt in die Nachbrennerkammer, wodurch die Kompressoren selbst, die Hauptbrennkammer und die Turbinen aus dem Kreislauf ausgeschlossen werden. Der so transformierte Motor wurde zum Stator (Ramjet).

Der Staustrahl ist eine Art Luftfahrtpropeller, der keine beweglichen mechanischen Organe (Turbinen und Kompressoren) enthält, sondern die vom Einlass während des Überschallfluges erzeugten Stoßwellen verwendet, um die Strömung zu komprimieren und dann ihre Verbrennung in der Kammer und durchzuführen Auswurf durch Düse.

Ein wesentlicher Bestandteil dieses Prozesses war daher der spezielle Lufteinlass, dessen Geometrie es ermöglichte, das in den Motor eintretende Fluid durch die Erzeugung eines Zuges von schrägen Stoßwellen zu komprimieren, wodurch es für die Verbrennung direkt im Nachbrenner geeignet wurde. Diese Lösung ermöglichte es sogar, den Verbrauch zu verbessern, da Energieverluste durch den Betrieb von Turbomaschinen vermieden wurden, die vom neuen thermodynamischen Zyklus ausgeschlossen waren!

Das Design des Lufteinlasses wurde so zum Dreh- und Angelpunkt der Bemühungen der Ingenieure. Wie wir bereits gesagt haben, musste dies in der Lage sein, dem Triebwerk die richtige Luftmenge mit der richtigen Geschwindigkeit und dem richtigen Druck zuzuführen, sowohl für den weiten Höhen- und Geschwindigkeitsbereich des Flugzeugs als auch für die Art des eingesetzten Antriebs. Es wurde daher beschlossen, eine komplexe einziehbare Rückengeometrie zu verwenden, gefolgt von einem konvergierenden-divergierenden Kanal mit variabler Geometrie.

Bei Unterschallgeschwindigkeiten wurde der Stecker vollständig herausgezogen, wodurch der Erfassungsbereich des Motors maximiert wurde. Im Überschallbereich wurde die Vorrichtung für jedes Inkrement von 4 Mach um etwa 0.1 cm zurückgeschoben.

Die Pfropfenform ermöglichte die Erzeugung von schrägen Stoßwellen, die im Vergleich zu normalen Stoßwellen, die mit anderen Konformationen erhalten worden wären, weniger intensiv waren, da sie nur auf die Komponente senkrecht zum Geschwindigkeitsvektor einwirken, die die Flüssigkeit verlangsamt und komprimiert. Nach der Einwirkung dieser ersten Stoßwellenfolge wurde die Luft in den Konvergenz-Divergenz-Kanal befördert, der aus den Außenwänden des Motors und dem Anfangsabschnitt der Wirbelsäule selbst bestand, in dem andere schräge Wellen gebildet wurden, und a normale Stoßwelle. Das Ziel der Ingenieure war es, diese normale Stoßwelle in der Kehle des Kanals zu positionieren, da in dieser Zone die Geschwindigkeit des Fluids nahe an Mach 1 lag und daher die Welle, deren Intensität von der Mach des Flusses abhängt, auf den es einwirkt, sein würde war sehr schwach und verursachte so wenig Energieverlust.

Um die Stoßwelle im Rachen bei verschiedenen Geschwindigkeiten zu halten, wurden Bypass-Kanäle konstruiert, die durch Abziehen einer bestimmten Luftmenge den Druck und die Temperatur im Inneren des Einlasses regulierten. Darüber hinaus erlaubte die Bewegung des Stifts, die Geometrie des Konvergenz-Divergenz-Kanals zu modifizieren, um eine Geschwindigkeit nahe dem Mach 1 im Hals für die verschiedenen Fluggeschwindigkeiten zu erhalten. Durch das Erreichen dieser Betriebsbedingungen wurde der Lufteinlass gestartet, dh er verursachte einen geringen Energieverlust und versorgte den Staustrahl mit einem hohen Druckfluss. Dieses technische Meisterwerk führte zur Geburt eines Motors, der in der Lage ist, 145 KN Schub zu liefern und unter den verschiedenen Flugbedingungen zu arbeiten, die für das Flugzeug erforderlich sind.

Auch das Strukturprojekt war nicht ohne Probleme. Tatsächlich war der hohe Mach-Flug mit einer starken Überhitzung der Flugzeugzelle verbunden (um ihre Farbe von schwarz nach blau zu ändern!), Die auf die Reibung zurückzuführen war, die durch den Kontakt zwischen dem Luftstrom und den Wänden entsteht. In mehreren Bereichen wurden die 300 ° C erreicht, so dass die damals verwendeten klassischen Aluminiumlegierungen nicht eingesetzt werden konnten. An ihre Stelle trat eine fast vollständige Titanbeschichtung (90% der Zelle), die trotz der hohen Kosten keine Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften bei hohen Temperaturen erfuhr.

Besonders komplex war auch das Tankprojekt. Tatsächlich verursachten die hohen Temperaturen eine Ausdehnung der verwendeten Materialien, so dass zur Vermeidung von Brüchen freie Hohlräume freigelassen werden mussten, die das Material einnehmen konnte. Die auf diese Weise konstruierten Tanks wurden nur bei hohen Geschwindigkeiten wasserdicht, während beim Starten und Landen Kraftstofflecks auftraten!

Die SR-71 war auch das erste Flugzeug, für das strukturelle Lösungen verwendet wurden, um den Radarfußabdruck zu verringern und den Radarquerschnitt erheblich zu verringern (ein Maß für die Fähigkeit eines Körpers, das Radarsignal in Richtung des empfangenden Radars zu reflektieren). . Spezielle radarabsorbierende Paneele wurden untersucht und das Flugzeug wurde schwarz lackiert, um den Emissionsgrad im Zusammenhang mit der strukturellen Erwärmung zu verringern (daher der Spitzname "Blackbird"). Man kann daher sagen, dass es das erste Projekt war, bei dessen Entwicklung die Anforderungen von Heimlichkeit.

Foto: US Air Force / NASA / CIA / Web