Lockheed martin разрабатывает наследника легендарного самолета-шпиона sr-71 blackbird

Плюсы и минусы самолёта-разведчика

Плюсов машина имеет множество, иначе и быть не могло с самолетом, который опередил свое время на десятилетия. Эффективный сбор информации позволял окупать стоимость вылетов, но после того, как «Дрозд» перестал быть уязвимым, от него отказались.

Минусов тоже предостаточно, причем проявились они еще на стадии тестовых проверок:

Машина очень сложна, что потребовало многочисленных не менее сложных доработок;
При эксплуатации нужно постоянно проводить проверки, буквально 100-часовая эксплуатация влекла за собой проверки, занимавшие 16 дней для каждого ЛА, которые частично разбирались. Это не считая обязательных осмотров, которые проводились после каждого вылета;
В воздухе часто случались чрезвычайные ситуации, в том числе с летальными исходами. Однако многих пилотов удалось спасти за счет использования современных катапульт.

Рождение «Черного дрозда»

А-12

Предшественником SR-71 был Lockheed A-12 — высотный одноместный самолёт-разведчик, разработанный для ЦРУ США отделением корпорации Lockheed Martin — Skunk Works. Он совершил первый полет 25 апреля 1962 года. Самолёт был создан на основе идей американского авиаконструктора Кларенса «Келли» Джонсона.

Целью его разработки было дальнейшее развитие самолёта-разведчика U-2, известного под кодовым названием «Ангел», который в свое время попортил немало нервов советским пограничникам, безнаказанно летая на высоте 21 км в воздушном пространстве СССР с июля 1956 года. Радиолокаторы советской ПВО обнаруживали самолёт, но прервать его полёт было нечем.

Всего над территорией СССР с 1956 по 1960 годы было выполнено 24 разведывательных полёта самолётов U-2, что позволило выявить большое количество военных и промышленных объектов. Истинное местоположение советского ракетного полигона Тюратам (нынешний космодром Байконур) стало известным американской разведке 5 августа 1957 года именно в результате очередного полёта U-2 над территорией СССР.

Но и на старуху бывает проруха. U-2 считался неуязвимым до 1 мая 1960 года, когда во время очередного полёта над Советским Союзом этот самолёт был сбит под Свердловском ракетой класса «земля — воздух» зенитно-ракетного комплекса (ЗРК) С-75. Это был последний полет U-2 над СССР.

Пилот самолета Гарри Пауэрс покинул самолет с парашютом, был взят в плен, осуждён за шпионаж и приговорён к десяти годам заключения, однако 10 февраля 1962 года был вместе с американским студентом-экономистом Фредериком Прайором был обменен на советского разведчика Рудольфа Абеля. Второй U-2 был сбит над Кубой первой же ракетой того же советского ЗРК С-75.

В связи с уязвимостью этого самолета в США началась разработка других разведчиков, в частности, А-12, который и послужил основой для создания высокоскоростного высотного SR-71 Blackbird.

Начало пути

Кларэнс Джонсон и его U-2 и SR-71

Предшественником и прообразом SR-71 стал высотный самолет-разведчик А-12, также созданный К. Джонсом. Для начала 60-х годов А-12 показывал поистине «заоблачные» результаты в скорости — 3300 км/ч и высоте полета — около 29 км. По мнению Джонсона и его коллег, этого вполне должно было хватить для совершения безнаказанных разведывательных полетов над территорией СССР и Кубы.

Самолет-разведчик A-12

Но грандиозным планам ЦРУ, в чьем ведении находился А-12, так и не суждено было сбыться. 1 мая 1960 года его «старший собрат» — самолет – шпион U-2, пилотируемый Френсисом Пауэрсом, был превращен в груду обломков недалеко от Свердловска зенитной ракетой комплекса С-75. Стало понятно, что время безнаказанных полетов над СССР безвозвратно закончилось.

Основные цели и задачи

Основным направлением эксплуатации машины стала разведка, которую он выполнял при помощи аэрофотоаппаратов, радиолокационной станции (РЛС) и тепловизионных приборов. За час полета над исследуемой территорией удавалось обследовать более 155 000 км².

SR-71 Blackbird на задании

Фотоаппаратура могла вести съемку в радиусе 150 км, качество очень высокое, что давало возможность обследовать территорию Кольского полуострова, не нарушая границы СССР.

Серьезным недостатком аппаратуры была ее слепота в облачную погоду. Плохая видимость требовала поиска открытого участка в облаках для ведения съемки. Кроме того, погода иногда становилась причиной аварий. В итоге эти аспекты поставили крест на полетах над территорией Европы.

Опередивший время

В SR-71 была реализована схема-бесхвостка. В своем стремительном полете к цели «Черный дрозд» опирался на трапециевидные стреловидные крылья. У него отсутствовали традиционные стабилизаторы и горизонтальное оперение. Их функции были возложены на цельноповоротные кили, слегка заваленные внутрь на 15 градусов.

Трехстоечное шасси также имело некоторые особенности. Так передняя стойка убиралась против хода, а остальные – в крыло и фюзеляж к продольной оси машины. Здесь же впервые нашла свое применение технология «стелс», благодаря специальной темно-синей краске, которая одновременно предохраняла корпус самолета от перегрева, маскировала его и делала малозаметным для наземных РЛС.

Список стелс-технологий можно дополнить специальным радиопоглощающим покрытием, особой формой фюзеляжа и добавкой цезия в топливо, снижающей температуру выхлопа.

Огромную скорость SR-71 развивал благодаря двум прямоточным двигателям производства компании Pratt & Whitney мощностью по 10603 л.с. каждый. На форсаже их тяга увеличивалась почти до 14,5 тысяч л.с. Для них было разработано специальное топливо JP-7 и самое совершенное на то время бортовое и разведывательное оборудование. Экипаж состоял из двух человек.

Описание конструкции SR-71

Для планера использован титан (около 90 процентов конструкции). Металл позволяет исключить опасные последствия перегрева, так как на высоких скоростях температура поверхности достигала 500 градусов. Кстати, американцы использовали советский (!) титан.

Шасси из трех стоек:

передняя убиралась против движения;
основные — к продольной оси машины — в корпус и крылья.

Сам самолет двухместный, хотя изначальная версия и прототип был одноместным.

SR-71 Blackbird, конструкция

Фюзеляж

При разработке Blackbird длина фюзеляжа увеличилась с 32 до 32,7 метров, что позволило увеличить емкость топливных баков. Детальная проработка поверхностей и необходимость достижения аэродинамики, стремящейся к идеалу, позволили получить футуристический концепт, который на много опередил свое время.

Воздухозаборники

Воздухозаборники стали основой успеха и главной головной болью самолета. Именно они позволяли летать на до- и сверхзвуке. Изначально они управлялись вручную, но на испытаниях с ними происходили сбои, в том числе повлекшие гибель пилотов. Позже конструктор интегрировал автоматику для управления ими, и проблемы прекратились.

Двигатели

Машина оснащается двумя двигателями — ТРДДФ Pratt Whithey J-58 с тягой по 14,74 тс. Турбопрямоточный с осевым компрессором мотор весит 3,2 тонны, в длину 5,72 м, диаметр – 1,37 м.

На скоростях более 3 Мах значительно увеличивается предварительное сжатие потока, температура многократно повышается. Появляется риск расплавления лопаток, поэтому снижается подача топлива в камеру сгорания. В результате внешний прямоточный контур обеспечивает до 80% тяги, тогда как реактивный контур – только 20%.

Топливная система и топливо

Для машины было создано специальное топливо —  JP-7, оно используется всей военной авиацией США. Его использовали инженеры для охлаждения перегретого корпуса, через обшивку была пропущена сеть труб, за счет нее топливо перед попаданием в двигатели значительно охлаждало поверхность, примерно до 300 градусов. Кроме того, это позволило подавать горючее при температуре 320 градусов, что упрощало его возгорание. Система циркуляции была серьезной проблемой, так как JP-7 просачивалось даже через мельчайшие зазоры, если их уплотнение было недостаточно качественным. Решена проблема утечки была только в 1965 г.

SR-71 Blackbird — дозаправка

На крейсерской скорости оба мотора потребляли в минуту 600 кг горючего.

Навигационная система

Навигационная система ориентировалась по звездам, она называлась астроинерционной и была автоматизирована. Благодаря ей, экипаж мог точно определить свое положение в любое время и при любых погодных условиях.

Для сверки данных использовался бортовой компьютер и вычислитель воздушных данных.

Стелс-технология

Использованы ранние наработки по технологии «Стелс». Поверхность обработана при помощи краски на ферритовой основе, что позволяло повысить скрытность и частично снижало температуру поверхности на высокой скорости.

Планер обтекаемый, форма футуристическая, профиль тонкий, несмотря на внушительные габариты машины.

В топливо добавляется цезий, что позволяет снизить температуру выхлопа и заметность.

SR-71 Blackbird уходит от ракет

Хвостовое оперение имеет наклон к горизонтали, чтобы не создавать прямой угол с фюзеляжем, который отличается высокой степенью отражения.

Справедливости ради нужно отметить, что эти меры были не так эффективны, как кажется. Машину легко обнаруживали по разогретому корпусу и потоку выхлопных газов.

Летные характеристики

Управлять самолетом было сложно, причем начинались нюансы еще на земле.

Каждый вылет на задание состоял из следующих пунктов:

1,3 км разбег по полосе до скорости 400 км/ч;
пилоты набирают скорость 680 км/ч;
после отрыва, 2,5 минуты уходит на подъем до 7,5 км;
на установленной высоте нужно поддерживать скорость 0,9 Маха;
при этих параметрах идет дозаправка;
после наполнения баков управление переходит в режим автопилотирования;
набор скорости происходит строго на скорости 860 км/ч;
ручное управление включается только после набора 24 км и на скорости в 3 Маха.

Не менее сложных действий требует посадка. Сначала летчики включают автопилот, снижение начинается только после сброса скорости до 750 км/ч. Посадка осуществляется на скорости не более 450 км/ч, полосы можно коснуться на 270-ти. Затем выпускается тормозной парашют — так самолет движется по полосе 1100 м, после чего парашют отстреливается. Окончательная остановка происходит за счет тормозов шасси.

Мирный SR-71 Blackbird

История разработки самолёта-разведчика SR-71 Blackbird

С середины 60-х американцы периодически сообщали о том, что в чистом небе часто происходили странные явления: неожиданно раздавался шум, удар и тут же все исчезало. В незнании граждане страны пребывали до 1967, когда единичные обращения переросли в массовые жалобы. Тогда правительству страны пришлось официально обратиться к людям с сообщением, что все явления связаны с испытаниями сверхзвукового разведчика Lockheed SR -71 Вlackbird.

Впервые SR-71 «Черный дрозд» взлетел в 1964. Самолет стал альтернативой для военных, которым нужна была машина, аналогичная по характеристикам А-12 – сверхзвуковой разведчик ЦРУ. Изначально машину предполагалось применять для разведки над территорией Советского Союза и Кубы, но в 1960 был сбит над территорией СССР первый У-2 – предшественник самолета «Черный дрозд». В итоге вместо них решили использовать спутники, а дорогостоящие самолеты стали совершать пролеты над Северным Вьетнамом и Японией.

Конструктор А-12 (Кларенс Джонсон) был огорчен таким решением и начал с 1958 вести переговоры с ВВС. Инженер пытался убедить военных в необходимости создания инновационного ЛА, который мог бы одновременно вести разведку и выполнять задачи бомбардировщика.

SR-71 Blackbird и пилоты перед взлетом

Четыре года высшее руководство Военно-воздушных сил игнорировало запросы, пока не было дано согласие на оценку макетов, которые уже были готовы к тому времени. Это были R-12 и RS-12, что оказались разнесены в пух и прах генералом Ли Мейем. По его словам, Blackbird был точной копией XB -70 Valkyrie.

На самом деле, схожих моментов было не так много:

назначение — оба были разведчиками-бомбардировщиками;
обе машины имели возможность дозаправляться в воздухе;
максимальная скорость самолетов превосходила звук в три раза.

В остальном общего не было ни во внешнем виде, ни в характеристиках. «Валькирия», уже эксплуатировавшаяся на тот момент, была больше практически в два раза, а по скорости уступала новинке 100 км/ч.

Та встреча стала серьезным спором, а накал страстей достиг такого уровня, что минобороны США просто приказало прекратить работу над обоими прототипами.

Конструктор изменил аббревиатуру на Reconnaissance Strategic – стратегический разведчик, после чего продолжил разработку. Название превратилось в SR-71 в результате ошибки президента, который сообщил о новации.

Lockheed SR-71 был прототипом для двух машин того же конструктора:

А-12;
YF -12.

Последний совмещал возможности разведчика и перехватчика, именно его и взял за основу Джонсон для создания «Черного дрозда». Он стал крупнее, причем считается одним из крупнейших военных самолетов в истории. Однако это не помешало стать ему в один ряд с малозаметными машинами «Стелс».

SR-71 Blackbird на затуманенной полосе

Взлетная масса прототипа YF-12 достигала 57,6 тонн, а у «Черной птицы» увеличилась до 78. Поднять в воздух огромную массу было тяжело, поэтому взлетал самолет-разведчик с минимальным запасом горючего, после чего заправлялся в воздухе на 7,5 километрах от переоборудованного KC -135 Q. Без пополнения запаса топлива, в воздухе самолет мог продержаться не более полутора часов, за это время удавалось пролететь не более 5230 км. Основной проблемой всего процесса была дороговизна – один подъем с дозаправкой обходился в 8 млн долларов.

Причиной тому называют несколько факторов:

У Советского Союза появились истребители МиГ-31, которые могли успешно вытеснять «Черных птиц» за пределы исследуемых территорий;
У СССР появились комплексы «Круг», способные уничтожать ЛА на максимальных высотах и скоростях, которые развивал американский самолет-разведчик.

Справедливости ради нужно отметить, что не все SR теперь стоят в ангарах музеев. Несколько объектов были переданы NASA, что использовала наработки инженеров для своих проектов.

Эксплуатация SR-71 Blackbird

Впервые разведчик вылетел 21 марта 1968 года с базы на Окинаве. Этот образец стал рекордным, так как впоследствии налетал больше всего часов – 2981 за 942 подъема, из которых четверть была боевыми заданиями.

МиГ-31 — самолет, способный достать SR-71

До 1970 года «Дрозды» совершали вылеты раз в неделю, затем уже по два полета. С 1972 самолеты исследовали территории практически ежедневно.

В 1970 и 1972 было потеряно две машины, но виной тому были неисправности механики. За все время использования SR-71 ни одного самолета ПВО Вьетнама сбить не удалось, несмотря на более чем 800 пусков ракет.

Над евразийским континентом машины появлялись на двух маршрутах:

Над Балтийским морем;
Вдоль западного берега Норвегии и Кольского полуострова.

В период «Войны Судного дня» Blackbird проводил разведывательные операции над территорией Сирии, Египта, Иордании. Работа позволила предотвратить ряд наступательных операций египетских войск.

Комплекс Круг — одна из вероятных причин ухода SR-71 в отставку

Использовали «птиц» и в мирных целях, в частности, для проведения исследований по программам НАСА: AST и SCAR. Первая относилась к сфере разработки перспективных сверхзвуковых технологий, вторая – разработка машины со сверхзвуковой крейсерской скоростью.

Прощай, «Черный дрозд»!

«Черный дрозд» в музее Pima Air & Space Museum, Таксон, Аризона.

Наряду с уникальными летными характеристиками SR-71, его стоимость эксплуатации, включая сложность обслуживания, была очень высокой, а техническое обслуживание каждого самолёта было беспрецедентно сложным и затратным.

Каждый вылет самолёта по сложности можно было сравнить с подготовкой космической ракеты-носителя. А после каждого полёта летательный аппарат проходил более 650 различных проверок: пять техников в течение шести часов изучали состояние планера, два техника по силовым установкам также несколько часов посвящали тщательному осмотру воздухозаборников, двигателей, выхлопных и перепускных устройств.

Проблемы, проблемы, проблемы…

Пилоты SR-71 в костюмах высокого давления.

Первый полёт SR-71 Blackbird состоялся 23 декабря 1964 года. Всего было построено 32 самолета. Однако в процессе создания и эксплуатации SR-71 американским конструкторам и инженерам пришлось решить множество проблем.

Особенно сложной проблемой полёта на скоростях, превышающих скорость звука более, чем в 3 раза (М>3), является высокий нагрев корпуса. Для её решения 85% деталей планера было изготовлено из титанового сплава, а большая часть остальных деталей изготавливалась из полимерно-композитных материалов.

Панели фюзеляжа были изготовлены таким образом, что они неплотно прилегали друг к другу, когда самолёт находился на земле, и окончательно «стыковались» только в полёте, после разогрева планера и его удлинения на несколько дюймов. Используемое на нем топливо (JP-7) было специально разработано для сверхзвуковых самолётов и характеризовалось высокой температурой вспышки и термостабильностью. Охлаждение самолёта обеспечивалось циркуляцией того же топлива под титановыми поверхностями перед его попаданием в двигатели.

Самолёт был изготовлен с использованием ранних стелс-технологий. Серийные экземпляры окрашивались тёмно-синей краской для маскировки на фоне ночного неба.

При полёте на высоте 24 км экипажи столкнулись с двумя проблемами. Выяснилось, что со стандартным давлением кислородной маски на высоте более 13 км человек не может нормально дышать для поддержания сознания и жизнедеятельности;

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.

Второй проблемой стал сильный нагрев самолёта на скоростях, в три раза превосходящих скорость звука. Для обеспечения приемлемых температур воздух внутри кабины пилота охлаждался кондиционером, а тепло из кабины переносилось на топливо через теплообменник, находящийся перед силовыми установками.

Кроме того, из-за вынужденно больших тепловых зазоров в стыках панелей кессон-баков полностью заправленный самолёт на стоянке тёк. Поэтому была отработана следующая хитрая технология: самолёт поднимался в воздух с небольшим запасом топлива, разгонялся до сверхзвуковой скорости для прогрева обшивки, затем тормозил, дозаправлялся в воздухе из заранее поднятого топливозаправщика, после чего экипаж мог приступать к выполнению задания.

SR-71 был первым самолётом, созданным с применением технологий снижения радиолокационной заметности. На самолёт были нанесены радиопоглощающие покрытия, в топливо добавлялся цезий для снижения температуры выхлопа, и, как следствие, для снижения инфракрасной заметности самолёта. Несмотря на все эти меры, SR-71 легко обнаруживался радиолокационными методами, а на меньших расстояниях — благодаря потоку разогретых выхлопных газов и нагреву корпуса на высоких скоростях.

Интересна история названия самолета. Правильное обозначение «Чёрного дрозда» во всех официальных документах — RS-71 (разведчик стратегический, модель 71). Летом 1964 г. американский президент Л. Джонсон на пресс-конференции случайно оговорился, назвав этот самолёт SR-71. На следующий день ошибочное название распространилось в СМИ, в результате чего намертво «приклеилось» к самолёту.

На строительство самолета требовалось много титана. В США такого количества материала не было. Поэтому ЦРУ разработало схему с участием сети подставных фирм, через которые закупало в СССР титан для постройки SR-71!