Полвека назад, 22 декабря 1964 года, совершил первый полет американский высокоскоростной самолет-разведчик SR-71, из-за окраски фюзеляжа в темно-синий цвет получивший прозвище Blackbird («Черный дрозд»). К 1998 году, когда самолет сняли с вооружения, в США были построены 32 «Черных дрозда»; 12 из них потеряны. Сегодня подразделение Skunk Works американской компании Lockheed Martin, разработавшее SR-71, занимается созданием нового беспилотного летательного аппарата SR-72, который должен будет занять место, освободившееся после списания Blackbird.
SR-71A Blackbird
Фото: U.S. Air Force
В начале 1960-х, в разгар холодной войны, подразделение Skunk Works американской компании Lockheed (после слияния в 1995 году с Martin Marietta стала называться Lockheed Martin) начало разрабатывать высокоскоростной самолет-разведчик для Центрального разведывательного управления США. Самолет, получивший обозначение A-12, разрабатывался специально для ведения разведки над территорией СССР, однако после принятия на вооружение в 1963 году для этих задач ни разу не использовался.
Костюм летчика SR-71
Фото: Brian Shul / USAF / Wikipedia
Параллельно с A-12 Skunk Works разрабатывала высокоскоростной стратегический самолет-разведчик под обозначением SR-71. Изначально в его основу планировали положить разведывательную версию RS-70 сверхзвукового бомбардировщика XB-70 Valkyrie (отсюда и происходит индекс SR-71). Впрочем, после начала работы инженеры Skunk Works решили, что платформа A-12 лучше подходит для высоких скоростей и большой высоты полета, проведения разведки, рекогносцировки и наблюдения. В основу обновленного проекта было решено взять разведывательный самолет ЦРУ, и в 1964 году SR-71 выполнил первый полет.
Дозаправка SR-71 от танкера KC-135Q Stratotanker
Корпус SR-71 получил аэродинамические «острые» формы фюзеляжа, как у A-12. Кроме того, на самолет были установлены массивные мотогондолы, а основные элементы конструкции разведчика были выполнены из титановых сплавов. Последние, ввиду их устойчивости к сильному нагреву, позволяли самолету выполнять полеты на скоростях, близких к трем числам Маха (около 3,5 тысяч километров в час). На скорости более 3 тысяч километров в час SR-71 нагревался до 400-450 градусов Цельсия.
Сборка самолетов-разведчиков ЦРУ A-12
Фото: CIA / Wikipedia
Для охлаждения кабины пилотов использовались кондиционеры, в качестве хладагента в которых применялось авиационное топливо, отбираемое из топливопроводов. После участия в теплообмене оно сразу же поступало в двигатели и сгорало.
SR-71
Фото: Paul J. Richards / AFP
Для обеспечения нормального дыхания пилотов на высоте полета более 13 тысяч метров были разработаны специальные скафандры полного давления. Они равномерно сдавливают тело и грудную клетку, помогая дышать при низком атмосферном давлении в кабине и нормализуя кровообращение. Позднее эти же скафандры использовались при запусках «Шаттлов».
SR-71
Фото: Shane Lin / Flickr
SR-71 окрашивался в темно-синий цвет, чтобы не выделяться на фоне ночного неба, из-за чего вскоре получил прозвище Blackbird («Черный дрозд»). При этом самолет стал первым летательным аппаратом, в котором были использованы технологии малозаметности: плоский фюзеляж, наклонные кили, радиопоглощающее покрытие и топливная смесь с добавлением цезия для снижения температуры выхлопных газов.
SR-71
Фото: Dan Davison / Flickr
Однако самым «передовым» элементом конструкции самолета-разведчика были турбореактивные двигатели J58 с изменяемым циклом, которые устанавливались на SR-71 осесимметрично и имели регулируемые воздухозаборники с подвижными в горизонтальной плоскости конусами. Благодаря этим силовым установкам SR-71 установил в 1976 году абсолютный рекорд скорости при полете по прямой — 3529,56 километра в час.
Двигатель J58-P4
Фото: Benjamin Nolan / Flickr
Основную тягу при полете на скоростях до двух чисел Маха обеспечивали турбореактивные двигатели, размещенные внутри прямоточных воздушно-реактивных. В таком режиме большая часть поступающего воздуха проходила через зону компрессоров, сжималась, смешивалась с топливом и поступала в камеру сгорания. Истекающие из камеры сгорания разогретые газы вращали турбину, которая в свою очередь раскручивала входной вентилятор турбореактивного двигателя.
Двигатель J58-P4
Фото: Andy Field / Flickr
Изменение режимов работы двигателя в полете производилось, помимо прочего, за счет специальных подвижных конусов в воздухозаборниках. По мере роста скорости конусы задвигались, отводя все больше воздуха в обходные каналы прямоточных двигателей, но и обеспечивая минимальный приток в турбореактивный двигатель. При скорости полета около трех тысяч километров в час и выше конусы задвигались практически полностью. При этом большая часть набегающего воздуха сжималась, за счет образования ударных волн нагревалась на внешней части подвижных конусов и, минуя компрессоры, камеру сгорания и турбину, поступала сразу в форсажную камеру, где уже смешивалась с топливом и раскаленными газами из камеры сгорания турбореактивного двигателя.
SR-71
Фото: Shane Lin / Flickr
Гибридный двигатель J58 был достаточно сложным в эксплуатации. Для запуска силовых установок SR-71 на земле использовались машины Wildcat V8, оснащенные двумя двигателями общей мощностью 600 лошадиных сил. Они раскручивали осевой одновальный компрессор J58 до начала устойчивого турбореактивного цикла.
SR-71A
Фото: mark6mauno / Flickr
Разогрев входящего воздуха до рабочих температур полета на земле осуществлялся посредством специальных установок с турбореактивными двигателями J75, размещавшихся на некотором расстоянии перед воздухозаборниками. Для начального поджига топлива в камере сгорания на земле использовался триэтилбор, самовоспламеняющийся при температуре воздуха выше минус пяти градусов Цельсия.
SR-71
Фото: blueforce4116 / Flickr
Из-за высокой мощности воздухозаборники SR-71 легко втягивали со взлетно-посадочной полосы мелкие предметы, которые могли повредить двигатель. Чтобы избежать этого, на аэродромах базирования SR-71 находились специальные уборочные команды, поддерживавшие взлетные полосы практически в идеально чистом состоянии.
Кабина пилота SR-71
Фото: Carl Malamud / Flickr
Конструкцию двигателя усложняло и наличие компьютера, регулировавшего впрыск топлива в камеру сгорания и форсажную камеру, а также отвечавшего за перемещение конусов в воздухозаборниках по мере роста скорости. Иногда датчики, с которых компьютер снимал показания в полете и использовал полученные данные для расчета основных параметров работы двигателей, отказывали и управлять SR-71 становилось крайне сложно.
SR-71
Фото: NASA
За все время действия проекта «Черный дрозд» были построены 32 самолета, из них 12 были потеряны, причем по небоевым причинам. До того как в 1998 году SR-71 списали, он принял участие в нескольких боевых заданиях, включая разведывательные полеты над Кольским полуостровом, Кубой, а также Египтом, Сирией и Иорданией в 1973-м во время арабо-израильской «войны Судного дня».
SR-71
Фото: USAF
Самолеты также регулярно участвовали в исследовательских полетах NASA по программам разработки технологий устойчивого сверхзвукового полета AST и перспективного самолета с крейсерской сверхзвуковой скоростью полета SCAR.
SR-72
Фото: Lockheed Martin
С 2007 года подразделение Skunk Works американской компании Lockheed Martin ведет разработку нового гиперзвукового разведывательного беспилотного летательного аппарата SR-72 (в нумерации соблюдена преемственность, как и в случае с SR-71), который в перспективе займет место, освободившееся после списания SR-71. Перспективный аппарат, если его разработка будет завершена, по своим размерам будет сопоставим с SR-71, но сможет развивать вдвое большую скорость — до шести чисел Маха.
SR-72
Фото: Lockheed Martin
В середине декабря 2014 года NASA заключило с компанией Lockheed Martin контракт на разработку концепции перспективной гиперзвуковой силовой установки для разведчика SR-72. Стоимость контракта составила 892,3 тысячи долларов. Предполагается, что перспективный двигатель будет представлять собой комбинацию из турбореактивного двигателя смешанного цикла TBCC и прямоточного воздушно-реактивного двигателя DMRJ, способного запускаться и поддерживать устойчивую работу на скоростях от 2,2-2,5 числа Маха. Когда именно SR-72 может быть принят на вооружение, пока неизвестно.