SR-71 Blackbird: yang Tak Tersentuh

(Untuk Lorenzo Pasturenzi)
15/10/19

Pada paruh kedua tahun-tahun 50, dengan memburuknya Perang Dingin antara blok Barat dan blok Soviet baru (Pakta Warsawa, 1955), menjadi sangat penting bagi intelijen Amerika untuk dapat memperoleh informasi sebanyak mungkin tentang keadaan tentara Soviet dan kemungkinan penyebaran protagonis besar dari konflik ini, sistem rudal antarbenua.

Di zaman di mana perlombaan ruang angkasa masih dalam masa pertumbuhan dan satelit mata-mata hanya ada di beberapa proyek futuristik top secret, pentingnya pengintaian udara tumbuh sangat besar.

Amerika Serikat mengantri U-2 "Dragon Lady", masuk secara online di 1955 tetapi sudah dianggap usang di 1958 karena kemajuan pesat teknologi rudal dan sistem anti-pesawat. CIA kemudian menghubungi Lockheed, sebuah perusahaan terkemuka di sektor pertahanan, meletakkan dasar untuk kelahiran pesawat pengintai "tidak terdeteksi" dan "tidak dapat dilipat" baru.

Nama kode: "Proyek Archangel"

Perlunya pengintaian baru dibuat lebih ketat pada 1 ° Mei 1960, ketika U-2 yang dikemudikan oleh Francis Gary Powers ditembak jatuh di atas langit Uni Soviet, memicu krisis diplomatik yang sangat serius antara kedua blok. CIA kemudian menambahkan persyaratan baru ke proyek Archangel, yang membutuhkan pengurangan tajam tanda tangan radar dari berbagai proyek yang disajikan oleh Lockheed. Sebuah proyek baru terjadi, gerobak sapi, di mana NASA juga berpartisipasi, tertarik pada kemajuan teknologi yang akan membuat pengembangan pesawat baru.

"Kelly" Johnson, insinyur visioner di kepala tim pengembangan, melahirkan di 1961 ke A-12 (foto), leluhur langsung dari SR-71. Ada tiga versi utama yang dirancang: pencegat, pesawat pengintai, dan pembom. Versi pencegat dan bomber dibuang (terutama agar tidak mengambil dana dari pengembangan XB-70 Valkirie), sedangkan pengintaian dinamai SR-71.

Di 1967, setelah usia yang panjang, pesawat berpemandu tercepat yang dikendarai oleh exoreactor sejarah manusia memasuki layanan.

Unit 31 dibangun menetapkan serangkaian catatan yang bertahan hari ini: ketinggian tangen maksimum dalam penerbangan berkelanjutan (26000 m) dan kecepatan penerbangan maksimum yang dicapai (3529 km / jam), dengan penambahan catatan jarak tempuh yang berbeda klasik (misalnya, Pantai Barat-Pantai Timur dalam menit 1h dan 8). Di atas semua itu, bagaimanapun, pesawat berhasil dengan sangat baik dalam tugas yang dirancang: tidak ada spesimen 31 memasuki layanan tidak pernah ditembak jatuh pada misi, sehingga mendapatkan julukan penuh kasih sayang "Untouchable".

TEKNIK

Masalah teknik yang dihadapi dalam realisasi mesin dengan kompleksitas seperti itu banyak. Di atas segalanya, kebutuhan untuk menemukan mesin yang cocok yang akan memberikan daya dorong yang cukup dan yang dapat beroperasi pada kondisi ketinggian dan kecepatan yang paling berbeda (dari rezim subsonik di ketinggian rendah hingga rezim supersonik di 26000 m). Pilihan jatuh pada Pratt & Whitney J58, mesin yang masih dalam pengembangan yang dirancang untuk beroperasi pada angka Mach tinggi.

Peralatannya terdiri dari turbojet klasik dengan afterburner, namun dengan kekhasan yang menarik. Untuk mengatasi masalah terhentinya tahapan kompresi pada kecepatan tinggi, tidak dapat mengelola aliran udara masuk untuk Mach penerbangan di atas 2.2, sekat disampaikan yang menyampaikan aliran masuk, cukup dikompresi oleh aksi asupan udara, langsung ke ruang afterburner, sehingga tidak termasuk kompresor itu sendiri, ruang pembakaran utama dan turbin dari siklus. Mesin dengan demikian ditransformasikan menjadi stator (ramjet).

Ramjet adalah jenis baling-baling aeronautika yang tidak mengandung organ mekanis seluler di dalamnya (turbin dan kompresor), tetapi menggunakan gelombang kejut yang dikembangkan oleh saluran masuk selama penerbangan supersonik untuk menekan aliran dan kemudian melakukan pembakarannya di dalam ruang dan ejeksi oleh nozzle.

Karenanya, komponen mendasar dari proses ini adalah asupan udara tertentu, geometri yang memungkinkan kompresi fluida memasuki mesin melalui pembangkitan gelombang kejut miring, sehingga cocok untuk pembakaran langsung di afterburner. Solusi ini bahkan memungkinkan untuk meningkatkan konsumsi berkat penghapusan kehilangan energi terkait dengan operasi turbo tidak termasuk dalam siklus termodinamika baru!

Desain asupan udara dengan demikian menjadi titik tumpu di mana upaya para insinyur terkonsentrasi. Seperti yang telah kami katakan, ini harus dapat memasok mesin dengan jumlah udara yang tepat pada kecepatan dan tekanan yang tepat baik untuk berbagai ketinggian dan kecepatan yang dihadapi oleh pesawat dan untuk jenis propulsi yang diadopsi. Oleh karena itu diputuskan untuk menggunakan geometri tulang belakang yang dapat ditarik yang rumit diikuti oleh saluran konvergen-divergen dengan geometri variabel.

Untuk kecepatan subsonik, steker benar-benar diekstraksi, memaksimalkan area tangkapan engine. Di bidang supersonik, peralatan didorong kembali sekitar 4 cm untuk setiap peningkatan 0.1 Mach.

Bentuk sumbat dibiarkan menghasilkan gelombang kejut miring, kurang kuat dibandingkan dengan gelombang kejut normal yang seharusnya diperoleh dengan konformasi lain karena hanya bertindak pada komponen yang tegak lurus dengan vektor kecepatan, yang memperlambat dan memampatkan fluida. Setelah mengalami aksi kereta pertama gelombang kejut ini, udara dikirim ke saluran konvergen-divergen yang terdiri dari dinding luar mesin dan bagian awal tulang belakang itu sendiri, di mana gelombang miring lainnya dibentuk dan gelombang kejut normal. Tujuan para insinyur adalah untuk memposisikan gelombang kejut normal ini di tenggorokan saluran, karena di zona ini kecepatan fluida dekat dengan Mach 1 dan oleh karena itu gelombang, yang intensitasnya tergantung pada Mach aliran yang menjadi tempat kerjanya, akan menjadi sangat lemah sehingga menyebabkan sedikit kehilangan energi.

Untuk mempertahankan gelombang kejut di tenggorokan pada berbagai kecepatan, saluran bypass dirancang yang, dengan mengurangi sejumlah udara tertentu, mengatur tekanan dan suhu di dalam saluran masuk. Selain itu, pergerakan pin memungkinkan untuk memodifikasi geometri dari saluran konvergen-divergen, sehingga memperoleh kecepatan mendekati Mach 1 di tenggorokan untuk berbagai kecepatan penerbangan. Dengan mencapai kondisi operasi ini, asupan udara dimulai, yaitu menyebabkan sedikit kehilangan energi dan memberikan aliran tekanan tinggi pada ramjet. Mahakarya rekayasa ini menghasilkan lahirnya mesin yang mampu menghantarkan 145 KN dorong dan beroperasi di berbagai rezim penerbangan yang dibutuhkan pesawat.

Bahkan proyek struktur itu bukan tanpa masalah. Bahkan, penerbangan Mach tinggi melibatkan overheating tinggi sel pesawat (sehingga dapat mengubah warna dari hitam menjadi biru!) Karena gesekan yang dikembangkan oleh kontak antara aliran udara dan dinding. Di beberapa daerah tercapai 300 ° C, oleh karena itu paduan aluminium klasik yang digunakan pada saat itu tidak dapat digunakan. Sebagai gantinya, lapisan titanium yang hampir seluruhnya melakukan debutnya (90% dari sel), yang meskipun biayanya tinggi tidak mengalami degradasi sifat mekanik pada suhu tinggi.

Proyek tangki juga sangat kompleks. Suhu tinggi pada kenyataannya menyebabkan perluasan bahan yang digunakan, sehingga untuk menghindari kerusakan itu perlu meninggalkan rongga bebas bahwa bahan bisa menempati. Tank yang dirancang dengan cara ini menjadi kedap air hanya pada kecepatan tinggi, sementara saat lepas landas dan kebocoran bahan bakar terjadi!

SR-71 juga merupakan pesawat pertama yang solusi strukturalnya digunakan untuk mengurangi jejak radarnya, sangat mengurangi penampang radar (ukuran kemampuan tubuh untuk memantulkan sinyal radar ke arah radar penerima) . Panel penyerap radar khusus dipelajari dan pesawat dicat hitam untuk mengurangi emisivitas yang terkait dengan pemanasan struktural (karenanya julukan "Blackbird"). Oleh karena itu dapat dikatakan bahwa itu adalah proyek pertama yang memfokuskan pengembangannya di sekitar persyaratan stealthiness.

Foto: Angkatan Udara AS / NASA / CIA / web