Стратегический разведчик SR-71 «BlackBird»

Московский государственный авиационный институт

(Технический университет)

РЕФЕРАТ

по введению в авиакосмическую  технику.

SR-71 «BlackBird»  
 стратегический разведчик.

Проверил 

Плотников Виктор Фёдорович 

Москва 2012. 
SR-71A «BlackBird» 
стратегический разведчик  

 Заказчиком А-12 выступало  ЦРУ, поэтому ударные возможности  для этой машины представлялись  излишними. Однако Келли Джонсон  хотел в полной мере реализовать  потенциал своего детища: он считал, что ВВС также необходим скоростной  высотный разведчик, обладающий  способностью наносить удары  по наземным целям. Дискуссии  между Джонсоном и высшими  чинами ВВС о возможности создания  такого самолета велись, начиная  с 1958 г., но официальное предложение  фирме Локхид поступило лишь  в марте 1962 г. К этому времени  в «Сканк Уоркс» над проектом стратегического разведчика-бомбардировщика R-12 работали уже больше года. Макеты двух альтернативных вариантов (R-12 и RS-12) были готовы уже в апреле, а 4 июня макеты осмотрели высшие офицеры ВВС во главе с командующим, генералом Кертиссом Ли Меем. Ли Мей выступал против планов Джонсона, считая проект RS-12 дублером бомбардировщика ХВ-70 «Валькирия». Конец спору положил Макнамара, «похоронивший» обе программы. Как ни странно, «похороны» RS-12 оказались виртуальными, хитрый Джонсон изменил расшифровку «RS» с «Reconnaissance/Strike» (разведывательный/ударный) на «Reconnaissance Strategic» (стратегический разведчик) и продолжил разработку «универсального А-12», как он сам называл RS-12.  
   Именно об RS-12 говорил в своей июльской речи 1964 г. президент США Джонсон, - самолет в тексте фигурировал под обозначением RS-71, но президент перепутал буквы: с его языка слетело «SR» и прочно припечаталось к разведчику. В общем-то перемена букв местами в этой аббревиатуре смысла не меняет абсолютно - reconnaissance strategic или strategic reconnaissance. Индекс «71» обозначал следующий за разведывательным вариантом RS-70 (так и оставшемся виртуальным) бомбардировщика «Валькирия». 
   Контракт на изготовление шести прототипов «универсального А-12» фирма Локхид заключила в конце декабря 1962 г. Самолеты эти предназначались ЦРУ, а не ВВС, - военные все еще не могли решить, нужен им такой самолет или нет. Правда, один из инженеров, принимавших участие в программе, считает, что ВВС просто хотели спихнуть на ЦРУ часть финансового бремени - недаром офицеры настояли на присвоении проекту шифра R-12, подчеркивая таким образом, что это «всего лишь» модификация А-12. И все же оппозиция «SR» в ВВС была гораздо более сильной, нежели в ЦРУ.  

 В начале 60-х годов  в Штатах велись жаркие споры  вокруг дальнейших путей развития  стратегической технической разведки. ВВС не соглашались с существовавшим  положением, когда стратегические  самолеты-разведчики находились  в ведении ЦРУ; в свою очередь,  в Управлении нашли себе «новую  игрушку» - спутники- шпионы с фотоаппаратурой, обладающей высокой разрешающей способностью. В какой-то момент стороны пришли к консенсусу - все самолеты-разведчики переходят в ведение ВВС, спутники же достаются ЦРУ. Можно сказать, в момент достижения этого самого консенсуса приказала долго жить программа А-12: военных больше устраивал SR.  

 Хотя ЦРУ сумело  сохранить за собой уже построенные А-12, наращивание численного парка этих машин исключалось. Ни хватало средств даже на поддержание разведчиков в состоянии, пригодном к полетам. Окончательно в свои руки программу R-12 ВВС взяли весной 1963 г. 
   Первое заседание макетной комиссии состоялось 13 июня 1963 г. Военные в целом остались довольны, однако они постоянно возвращались к ранним идеям Келли Джонсона о возможности придания разведчику ударных функций. В августе 1963 Военно-Воздушные силы добавили к прежнему контракту еще 25 самолета, до общего количества - 31.  

 Прототипом для стратегического  разведчика SR-71 послужил четвертый  опытный экземпляр перехватчика, известный под обозначением YF-12С,  ставший промежуточной модификацией  между перехватчиком и разведчиком.  По сравнению с YF-12, фюзеляж  удлинили на 0,91 м и вернулись  к прежней форме боковых наплывов. В хвостовой части фюзеляжа  установили увеличенный топливный  бак. Главным отличием R-12 от А-12 являлось наличие второго члена  экипажа, кабину которого оборудовали  в секции, отведенной на А-12 под  отсек с фотооборудованием. Окончательная  сборка и оснащение самолета  оборудованием велись не на  заводе в Бербэнке, а в Палмдейле. Два грузовика перевезли на трейлерах 29 октября 1964 г. в Палмдейл огромные ящики с фюзеляжем и крыльями самолета. Повидимому, именно после прибытия самолета в Палмдейл и началось более тесное сотрудничество специалистов фирмы Локхид с военными , а обозначение SR-71 стало использоваться в качестве официального.  
   Первые гонки двигателя на собранном самолете выполнили 18 декабря 1964 г., через три дня состоялась первая скоростная рулежка с отрывом от земли на высоту 12м. Ведущим летчиком-испытателем SR-71 был назначен «фирменный» пилот «Сканк Уоркс» Боб Гиллиленд. 
   На следующий день, 22 декабря, все было готово к проведению первого полета. Гиллиленд занял место в кабине SR, рядом готовились к взлету три F-104 сопровождения, в одном из которых сидел Джеймс Истхэм, также назначенный летчиком-испытателем SR-71. Первый полет прошел успешно, Гиллилэнд выписал в небе континентальной части США огромный круг, достигнув скорости М=1,5 и высоты 15244 м.  

 С поступлением из  Бербэнка новых самолетов расширялась программа испытаний, в которой были задействованы, кроме Гиллленда и Истхэма, и другие летчики фирмы Локхид - Билл Уивер и Арт Петерсон. На первых порах особенно досаждала инженерам течь магистралей гидравлической и топливной систем. Тем не менее, летом 1965 г. удалось завершить большую часть программы по категории I. В целом результаты испытаний удовлетворили заказчика, за исключением дальности полета, которая оказалась на 25 % меньше требуемой. 
   В январе 1966 г. начались испытания учебно-тренировочной модификации SR-71В. 
   Зимой 1965-66 гг. программа SR-71 понесла первую потерю: 25 января разбился третий опытный разведчик. Из-за отказа системы управления воздухозаборником самолет потерял управление в полете на скорости М=3,0 и высоте 24 390 м. Летчику Биллу Уиверу удалось спастись, причем Уивер потерял сознание и не помнил, каким образом он очутился под стропами парашюта, ведь катапультируемое кресло Уивера осталось в самолете. Видимо из-за высокой перегрузки поток воздуха сорвал фонарь кабины и буквально вырвал летчика из кресла. Второй член экипажа, Джим Зауэр, при катапультировании погиб. 
   Неудачи подстерегали SK-71 к только в воздухе, но и на земле. Через год после январской катастрофы 1966 г., 10 января 1967 г. пришлось списать первый прототип SR-71. Почти всю программу исследования процесса торможения на земле выполнил Бил Уивер; незакрытыми оставались несколько пунктов программы, включая торможение с максимальной полетной массой. Завершал программу Арт Петерсон, Уивер в это время находился на похоронах своего друга Уолта Рэя, разбившегося на A-12. Скоростные пробежки происходили на авиабазе Эдвардс на специально намоченной полосе. На скорости 370 км/ч не выпустился тормозной парашют. На мокрой поверхности обычные тормоза оказались неэффективными, зато, как только SR выскочил на сухой участок с зажатыми тормозами колесами, все шесть шин колес главных опор шасси лопнули одновременно. Диски колес, высекая снопы искр, зачертили по ВПП, от искр загорелись изготовленные из магниевого сплава втулки колес. Самолет остановился только тогда, когда проскочил всю полосу и носовая стойка шасси зарылась в грунт высохшего озера. Петерсон сильно обгорел и не мог принимать участие в полетах в течение нескольких недель.

  
   Летом 1966 г. на взлете «разулся»  пятый прототип: как и в январском  случае, от искр загорелись втулки  колес, а потом и сам самолет.  Экипаж в составе летчиков - подполковника  ВВС Билла Скляра и майора  Ноэля Уарнера благополучно покинул горящую машину, выпрыгнув из кабины. После этого случая магниевые втулки колес заменили на алюминиевые и поставили новые пневматики фирмы Гудрич.  

 Очередное тяжелое  проишествие произошло 13 апреля 1967 г.: SR-71 с бортовым номером «17» потерпел аварию недалеко от Лас-Вегаса, оба члена экипажа (офицеры 9-го крыла) успешно катапультировались. Причина вновь была связана с работой силовой установки. 
   25 ноября 1967 г. в Неваде разбился 16-й построенный самолет, также пилотируемый экипажем ВВС. Экипаж в ночном полете неправильно считал показания авиагоризонта и потерял ориентацию в пространстве. Летчики спаслись, однако очередной разведчик пришлось списать. 
   Последняя в ходе летных испытаний авария произошла 18 декабря 1969 г., самолет пилотировали подполковники ВВС Джо Роджерс и Гэри Гейдельбэг. Полет проводился в рамках отработки бортовой системы РЭБ. После дозаправки от КС-135, вскоре после выхода на сверхзвук, экипаж услышал сильный хлопок, после чего произошло резкое падение тяги двигателей и потеря управляемости самолетом. Разведчик вышел на большие углы атаки и свалился на крыло. Через одиннадцать секунд после хлопка Роджерс скомандовал: «Let's go» - пошли! Катапультирование прошло успешно - офицеры приземлились на южной оконечности Долины смерти, шт. Калифорния. Причина хлопка или взрыва так и осталась невыясненной. Вероятная причина катастрофы, скорее всего опять связана с работой воздухозабоника. При незапуске воздухозаборника возникает очень большая ассимметрия тяги двигателей. Самолет кренится и сваливается на крыло. Данная проблема «нарисовалась» еще на стадии проектирования А-12. Чтобы избежать асимметрии тяги рассматривался даже вариант установки обоих двигателей в фюзеляже, однако в конечном итоге было решено проблемы асимметрии тяги и «незапуска» воздухозаборника отдать «на откуп» автоматической системе управления работой воздухозаборников. «Незапуск» воздухозаборников так и остался самым уязвимым местом всех самолетов серии А-12/YF-12/SR-71. Со временем эти проблемы удалось разрешить лишь частично путем подбора коэффициентов регулирования в системе управления и замене аналоговой системы на цифровую. Много рискованных полетов по программе отладки системы управления воздухозаборниками выполнил Билл Уивер. В полете Уивер преднамеренно прерывал состояние «запуска»: по его словам, ощущения при этом напоминали ощущения пассажира курьерского поезда несущегося не по рельсам, а по шпалам. 
   К концу 1967 г. фирма Локхид передала ВВС последний, 31-й, заказанный разведчик SR-71; линия по их производству была законсервирована. Возможно, этого делать и не стоило, так как череда катастроф и происшествий с разведчиками продолжалась. В основном, «гробились» самолеты, пилотируемые строевыми летчиками (к этому времени SR-71 уже состояли на вооружении 9-го стратегического разведывательного авиакрыла). Тренировочный SR-71B разбился 11 января 1968 г. Опытный пилот, командир 99-й эскадрильи, вывозил курсанта в его третий полет на разведчике. Уже по пути домой отказал электрогенератор; аккумуляторная батарея позволяла работать системам самолета в течение 30 минут, но этого оказалось мало - SR разбился в 12 километрах к северу от базы. Самолет № 11 пострадал 29 июля 1968 г. от пожара правого двигателя, который произошел в полете на скорости М=2,88 и высоте 29 732 м. Опытный летчик вовремя заметил горящую лампочку аварийной сигнализации, немедленно выключил двигатель и сумел вернуться на аэродром. В октябре 1968 г. на взлете лопнули покрышки колес, куски диска пробили топливный бак, начался пожар. Неуправляемый самолет выкатился за пределы полосы, экипаж катапультировался, но выжить удалось только оператору. 11 апреля 1969 г. еще один пожар - на пятом SR-71. Все три этих самолета пришлось списать, хотя они и остались ремонтопригодными, однако их восстанавливать не стали по причине чрезвычайно высокой стоимости ремонта. Наконец 17 июня 1970 г. SR-71 столкнулся над штатом Нью-Мексико с заправщиком KC-135Q, разведчик разбился, Боингу удалось доковылять до своей базы. 
   Официально летные испытания по категориям 1 и II завершились в мае 1972 г. За огромный вклад в программу А-12, YF-12 и SR-71 награды Общества летчиков-испытателей получили Лу Шальк, Билл Пэрк, Джим Истхэм и Боб Гиллиленд.

SR-71B/C «BlackBird» 
Учебно-тренировочный вариант стратегического разведчика

    Для подготовки летчиков SR-71 и проведения тренировочных 

полетов построили две  «спарки» SR-71В. Внешне самолет был  практически идентичен "Титановому гусю" - двухместному А-12. Кабина инструктора, расположенная за кабиной курсанта, с небольшим превышением обеспечивала необходимый обзор. Для улучшения  путевой устойчивости учебной модификации  под мотогондолами установили дополнительные кили. 
   Первый учебно-тренировочный SR #956 взлетел 18 ноября 1965. Его пилотировали Bob Gilliland и Steven Belgau. 18 декабря Bill Weaver и Jim Eastham подняли второй SR-71B - #957. 
   SR-71В #956 стал первым Blackbird, поступившим на вооружение 4200-го стратегического разведывательного авиакрыла. 7 января 1966 г. его перегнал в Бил с авиабазы Эдвардс лично командир подразделения - полковник Д.Нельсон. 
   Тренировочный SR-71B #957 разбился 11 января 1968 г. Опытный пилот, командир 99-й эскадрильи, вывозил курсанта в его третий полет на разведчике. Уже по пути домой отказал электрогенератор; аккумуляторная батарея позволяла работать системам самолета в течение 30 минут, но этого оказалось мало - SR разбился в 12 километрах к северу от базы. Robert Sowers и David Fruehauf катапультировались успешно. 
   Для замены разбитой машины изготовили двухместный SR-71С S/N 64-17981, практически не отличавшийся от своего предшественника: пристыковали к сильно поврежденному при посадке YF-12A (S/N 60-6934) носовую часть фюзеляжа SR-71, предназначавшегося для статических испытаний. 
   SR-71B (17956) и 2 SR-71A (971 и 980) в 1990 были переданы в NASA, получив номера 831, 832 и #844 соответственно, и используются  в качестве летающих лабораторий.

SR-71 «BlackBird»  
                                                 стратегический разведчик

   Разработчикам SR-71 пришлось  преодолеть огромные трудности  в проектировании. Многие проблемы  возникли в результате нагрева  самолета при длительных полетах  со скоростью в 3 раза превышавшей  скорость звука. Из-за высоких  температур самолет был выкрашен  в черный цвет, за что и получил  прозвище - BlackBird (Черный дрозд). Черная краска, изготовленная на ферритовой основе, рассеивала тепло, частично отводя его с поверхности самолета, а также уменьшала радиолокационную заметность самолета. Фирма разработала радиопоглощающую шиповидную конструкцию с пластиковым сотовым наполнителем, которая  выдерживала нагрев до 275^оС. На SR-71 радиопоглощающий материал использован в конструкции носков крыла и элевонов. Его относят к первому поколению малозаметных самолетов (stealth).   

 На самолет были  установлены двигатели фирмы  «Пратт-Уитни»  J.58 (JT11D-20B), развивающие на форсаже тягу в 14470 кг. На скорости М=3 ТРД давал только 18 % тяги, остальное обеспечивалось форсажной камерой, работающей в режиме прямоточного воздушно-реактивного двигателя. Специальное топливо JP-7 использовалось для охлаждения обшивки (шасси и БРЭО), так что к двигателям оно подавалось нагретым до 320^о. Топливные баки расположены в верхней части фюзеляжа и в консолях крыла. Для увеличения дальности полета самолет оборудован системой дозаправки топливом в воздухе.   

 Первоначально сформировали  две эскадрильи самолетов SR-71A. Однако высокая стоимость эксплуатации, составившая только в 1975 г.  около 56 млн. долларов, вынудила  поставить одну эскадрилью на  консервацию.  

 Всего было изготовлено  29 SR-71A и 2 учебно-тренировочных SR-71B. При этом стоимость всей программы превысила 1 млрд. долл.  
   Экипаж SR-71A состоит из летчика и оператора разведывательной аппаратуры, который выполняет также функции штурмана и бортового инженера, а в случае необходимости может пилотировать самолет. Новые катапультируемые кресла «Martin Baker Mk H»  стали частью системы спасения, обеспечивающей безопасное катапультирование с высоты до 30 км при скорости полета М=3. 
   Значительная часть используемого разведывательного оборудования была специально разработана для SR-71. Автоматическая автономная астроинерционная навигационная система позволяет вести наблюдение за звездами и по ним вычислять местоположение самолета даже в дневное время, а вычислитель воздушных данных и бортовая ЭВМ обеспечивают высокую точность полета по заданному маршруту. Разведывательное оборудование состоит из аэрофотоаппаратов, РЛС бокового обзора и аппаратуры, работающей в инфракрасном диапазоне. В носовом приборном отсеке разместилась панорамная аэрофотокамера. Отмечалось, что с высоты 24 км за 1 час полета бортовая аппаратура позволяет провести разведку территории площадью 155 (260) тыс.км².