Avioane de recunoastere si supraveghere (VIII)

 

Recorduri

Denumirea SR 71 provine de  la  codificarea folosita in acea perioada pentru avioanele de recunoastere (reconnaissance and strike), respectiv  – RS. Codul  RS 70 trebuia sa fie  alocat variantei pentru aceste tip de misiuni ale bombardierului supersonic B 70 Valkyrie.  Probabil din eroare, presedintele Lyndon Johnson cand a facut publica existenta avionului in iulie 1964, l-a denumit, SR 71 si asa a ramas, SR fiind utilizat pentru”strategic reconnaissance”. Anuntul a fost facut cu 10 luni inainte de primul zbor al avionului, datorita rivalitatilor politice din SUA, presedintele fiind acuzat de opozitie ca nu face suficiente eforturi de inarmare. Pare cel putin ciudat, daca punem in comparatie secretomania legata de programul A 12.

Au fost construite 32 aparate, 12 fiind  pierdute in accidente, un pilot si-a pierdut viata. De remarcat ca 11 accidente au avut loc in perioada 1966-1972.

Nici un avion nu a fost doborat, desi s-au tras peste 1000 de rachete sol-aer in timpul zborurilor peste teritorii inamice.

A fost operational intre 1968 si 1989, iar apoi, doar trei avioane in perioada 1996-1998, ultimele doua fiind folosite de NASA pana in 1999.

Un fapt bizar este decizia luata de Secretarul Apararii din SUA, Robert McNamara in 1968, de distrugere a intregii pregatiri de fabricatie folosita pentru Blackbirds (!?).

Pretul uni avion era de 33 mil $, echivalentul a circa 200 mil $ in prezent.

Costul orei de zbor se ridica la aproximativ 85 000 $/ora.

Este un avion derivat din A 12, avand doua cabine. Postul din fata este destinat pilotarii avionului, iar cel din spate doar pentru navigatie, operare sisteme recunoastere si bruiaj, radiocomunicatii…

Diferente fata de  A12 OXCART.

Profilul unei misiuni :

Pregatirea pentru zbor incepe cu 2,5 ore inainte de decolare, cand are loc examinarea fizica a pilotului. Urmeaza o masa cu multe proteine formata din carne si oua.

Cu 1h si 15 min ore inainte, incepe echiparea pilotului cu costumul de zbor, fiecare pilot avand cate doua seturi proprii. Urmeaza verificarea presurizarii, sistemele de incalzire, comunicatie si oxigen.

Costumul de zbor este presurizat, protejand pilotul in cazul catapultarii la vitese de M 3+. Costa 250 000 $ si a fost folosit si de primii astronauti de pe navetele spatiale americane.

Cantareste 18 kg si este format din 4 straturi: nylon pentru confort, cauciuc pentru presurizare, plasa pentru forma si in exterior Fipro, material rezistent la temperaturi de 420 C.

In timpul zborului costumul nu este presurizat, fiind mentinut la presiunea cabinei echivalenta altitudinii de 8000 m, umflarea sa fiind facuta doar in cazul catapultarii sau depresurizarii bruste.

Scaunul de catapultare functioneaza de la conditii de viteza zero la sol, pana la 30 000 m si M3+.

In caz de catapultare la 25 000 m, urmeaza o cadere libera de circa 8- 10 minute pana la 5 000 m, unde se deschid automat parasutele. Coborand apoi inca 15 minute pana la sol.

Costum de zbor

Pornirea motoarelor se face cu circa 30 de minute inainte de decolare, folosind un sistem de antrenare dotat cu 2 motoare V8 de cate 600 CP. La turatia de 1000 rpm, este injectat aditivul piroforic trietilboran pentru aprindere, iar la 3200 rpm sistemul se decupleaza automat. Ulterior s-au folosit si sisteme de pornire pneumatice.

Avionul are la bord o cantitate de aditiv pentru 16 reporniri in aer pentru fiecare motor. Erau foarte utile, tinand cont de frecventa mare a asa ziselor „unstart”, opriri ale motoarelor in zbor.

Sistem pornire motoare

Motorul J 58

De remarcat culoarea ajutajului. Temperatura gazelor 1800 C

Sistemul de propulsie este format din doua motoare  J 58  ce produc 110 kN uscat si 150 kN cu postcombustie fiecare, combinat cu cate o priza reglabila si un sistem de prelevare aer, functionand  ca un statoreactor la viteze de peste M 2+.

Dupa pornirea motoarelor, pilotii isi inchid casca si incep sa respire oxigen 100% pur, reducand in 30 minute nivelul de azot din sange cu 50%. In acest timp se fac verificarile sistemelor.

Cabina

Avionul are la bord, inainte de decolare, circa 25 000 l de combustibil, adica jumatate din capacitatea totala

Avionul este gata de rulare

se vede combustibilul scurs pe sol

In timpul rulajului la sol si a decolarii, trebuie protejate pneurile, care sunt foarte sensibile.

Sunt confectionate cu  22 pliuri si  folosesc o presiune de circa 30 atm. Au un strat reflector de aluminiu pentru protectie termica si sunt „ingropate’ in zona rezervoarelor de combustibil pentru racire in zbor. Rezista in jur de 15 aterizari.  In total 3 avioane au fost pierdute datorita exploziei pneurilor.

 Decolarea se face dupa 20 secunde de la start si un rulaj de 1400 m la viteza de 385 km/h.

Pregatire si decolare

Urmeaza o urcare la 7000 m in circa 2 minute.

Datorita faptului ca avionul a decolat cu jumatate din combustibil si deja a consumat din el, este nevoie de o alimentare care se face de obicei dupa circa 7-20 minute. Din motive de siguranta, avionul este mai usor de aterizat cu putin combustibil la bord in caz de avarie. Pentru  a avea o raza mai mare este mai utila alimentarea in zbor.

Una din problemele pilotilor este gasirea la timp a cisternei in acea perioada cand nu exista GPS ul.

Alimentarea in sine era dificila datorita vitezei  de circa 600 km/h. Se face la circa 7000 m si dureaza 10-15 min. Cisternele sunt  de tip KC 135Q/T, special construite pentru SR 71. Fata de cisternele normale, care folosesc acelasi tip de combustibil ca si avionul ce trebuie alimentat, in cazul SR 71 combustibilul JP 7  nu poate fi amestecat cu cel al cisternei. In total au fost fabricate 56, deci aproape 2 pentru fiecare SR 71.

Alimentare in zbor

Dupa alimentarea in zbor, se urca la 23 000 m in circa 17 minute,  atingand M 3+. Avionul are o autonomie de circa 90 minute si aproximativ  5000 km de zbor, pana la urmatoarea alimentare. Pe masura consumarii combustibilului, se urca la 25 – 26 000 m.

Vedere din cabina la altitudinea de 25 000 m

Solutia gasita a fost o combinatie intre un sistem de navigatie inertiala, combinat cu altul de navigatie astrala. Navigatia inertiala consta in mod simplificat intr-o platforma dotata cu giroscoape pentru stabilizare si accelerometre sensibile pe cele trei axe de miscare. Folosind un calculator care integreaza acceleratiile, se obtin deplasarile pe axele x,y,z, rezultand pozitia avionului fata de pozitia initiala, desigur cu o anumita precizie.

Pentru a mari acuratetea pozitionarii, SR 71  a folosit si un sistem de navigatie astral.

Sistemul inertial era aliniat inainte de decolare, folosind coordonatele precise ale punctului de decolare. Alinierea dura circa 1 h si 45 min.

Sistemul coordonat de navigatorul din cabina a 2a, putea determina pozitia avionului calculata fata de pozitia astrelor pe cer la o anumita ora.Vizarea astrelor  (minim trei) se facea printr-un obiectiv din cuart aflat pe coama avionului, navigatorul avand posibilitate de vizare a astrelor, atat pe timp de zi cat si de noapte.  In calculatorul de bord exista o lista cu pozitiile a 56 astre, lista  majorata apoi la 61.

Precizia sistemului combinat era de 90 m. Se presupune ca acest sistem R2-D2, poate fi o  solutia inca valabila  pentru multe avioane in conditiile lipsei semnalelor GPS. De remarcat ca si avioane ca B 707 sau 747 aveau o fereastra pentru folosirea sextantului ca mijloc de navigatie.

Sistem navigatie inertiala INS

Sistemul astral

Pentru executarea misiunilor de recunoastere si supraveghere, SR 71 folosea combinatii de diversi senzori. Pentru fotografiere, in conul frontal se afla  Optical BAR Camera  Itek KA-80, ce folosea 3200 m de film, avand o acoperire de 250 000 km2/ora (cat Romania). Imaginea acopera o banda lata de 110 km. Camera foto functiona permanent, la fel ca si camera in infrarosu.

Camera foto

Radarul de tip SAR (Synthetic Aperture radar), cu vedere laterala de pana la 180 km, pe culoare late de 18 km, realiza o rezolutie de 3 m. Datele erau inregistrate, iar dupa modernizari, avea posibilitate de transmisie a datelor prin data link in timp real.  In lateral se foloseau  Technical Objective Camera ,  cu rezolutie de 15 cm la o distanta de maxim 40 km. Pentru ELINT avea montat sistemul Electronic horizon cu raza de 500 km,

Avionul era echipat cu un sistem de bruiaj contra rachetelor aer-aer sau sol-aer.

Toate misiunile se desfasurau numai in spatiul aerian international, la limita granitelor tarilor tinta.

Zborurile  erau efectuate in principal din UK si Japonia.

Misiuni SR 71

 

Desi nu a fost atacat niciodata de un avion interceptor, sunt unii care se lauda ca au reusit „lock on” pe un avion SR 71.

In anii ’80 avionul executa aproape saptamanal zboruri de recunoastere in zona Marii Baltice, pe o ruta numita „Baltic Express”. Suedezii care cunosteau exact traseul,  se pare ca au reusit de cateva ori sa intercepteze SR 71 cu avioane SAAB J 37 Viggen . Acestea se aflau in misiuni de patrulare si, dirijati de la sol, urcau rapid de la altitudinea de zbor orizontal, radarul de bord reusind sa faca „lock on” pe SR 71, cand Viggen-ul avea un unghi mare de atac. E greu de estimat daca o tragere cu rachete ar fi avut succes, intrucat echipajul de pe SR 71, stiind ca este vorba de avioane prietene, nu  actiona bruiajul sau nu incerca sa manevreze.

Oricum, suedezii sunt foarte mandri de performantele avioanelor si pilotilor lor.

Harta Baltic Express

Rusii sustin ca pe perioada lui 1986 cateva MIG 31 au reusit sa faca „lock on” pe avioane SR 71, aflate in zona Marii Barents. Se pare ca elaborasera o tactica adecvata, in care interceptarea trebuia efectuata la exact 16 minute de la inceputul alarmei. Afirmatiile sunt facute in cartea scrisa de cpt. Mikhail Myagkiy, pilot pe MIG 31 in acea perioada.

Dupa efectuarea misiunii de recunoastere, urmeaza coborarea la 8000 m, care dureaza circa 10 minute.

Viteza de aterizare este de 275 km/h, franarea fiind facuta utilizand parasuta de franare, care este largata la 100 km/h. Fara aceasta, distanta de oprire este de 3000 m. Rezerva de combustibil la aterizare este de circa 5000 l.

Aterizare si un mic show

 

Foto alb negru de la 25 000 m

Foto de la 26 000 m

Dupa retragerea din exploatare, cele 20 de SR 71  au fost expuse in diverse muzee.

Pentru ca legenda acestui avion sa fie si mai frumoasa, ar fi nevoie sa existe si  o urmare.

De zeci de ani, pasionati de aviatie analizeaza orice orice comunicat al celor de la „Skunk works”, vaneaza pe cer orice posibil avion cu caracteristici neobisnuite. S-a tot vorbit de Aurora, presupus hipersonic, dar, daca privim atent, tehnologiile pentru realizarea unui avion cu astfel de performante, nu sunt  mature nici in prezent.

Dupa SR 71, Lockheed Martin a mai produs F 117, F 22, F 35 si mai putin cunoscutele  RQ-170 Sentinel, UAV uri subsonice stealth destinate recunoasterii aeriene. Pe 4 decembrie 2011, iranienii au doborat si capturat un aparat Sentinel apartinand CIA. Asta arata ca programele secrete CIA-Skunk works au continuat si dupa colaborarea in programul A 12 OXCART.

In mod cert, cei de la „Skunk works” si-au perfectionat permanent calitatile stealth ale avioanelor.

De la primele incercari efectuate pentru U 2, s-a ajuns la F 22 si F 35, desigur, pas cu pas.

Un demn urmas al lui SR 71, continuator al legendei, ar trebui sa bata recorduri de viteza si inaltime, sa fie invizibil, imposibil de doborat, un adevarat campion al noilor tehnologii. Desi s-au dezvoltat satelitii, un avion de recunoastere care poate survola spatiul inamic este inca foarte util.

Pentru a se putea apropia de astfel de performante, avionul ar trebui sa zboare la M 5+, inaltime 30-35 000 m, un RCS cat mai mic si desigur dotat cu senzori puternici si contramasuri electronice.

Mai intai trebuie rezolvate problemele propulsiei si a incalzirii structurii.

Inca din anii ’60 s-au facut studii, cercetari si diverse proiecte, fara a avea rezultate transformate in produse operationale.

In domeniul materialelor se fac permanent noi pasi, in prezent fiind disponibile materiale ceramice ultrarezistente la temperaturi mari (UHTC) , care ar putea permite chiar viteze de M 7+ la nivelul marii , rezistand la temperaturi de 2000 C.

In plus, au fost studiati diversi combustibili care pot fi utilizati pentru racirea componentelor avionului.

In concluzie, problema temperaturilor ridicate ar trebui sa fie rezolvabila cu tehnologia actuala.

Problema majora pentru un astfel de avion ramane in schimb cea a propulsiei. Motoarele aeroreactoare functioneaza in mod optim la viteze diferite: turboreactoarele pana la M 2.5, statoreactorul pana la M 4, iar statoreactorul cu ardere supersonica, pana la M 7. In plus, statoreactoarele incep sa functioneze numai la viteze minime de M 2, respectiv M3+.

Pentru ca un avion sa poata decola si atinge viteze hipersonice, fara folosirea unei rachete, se pare ca inca nu a fost realizat un astfel de motor.

Cercetarile cele mai avansate sunt finantate de DARPA, in proiectul realizarii unui motor hibrid, numit Turbine based combined cycle (TBCC), care sa functioneze ca turboreactor pana la M 2.5, apoi ramjet  si in final scramjet. Proiectul este derulat de Aerojet Rocketdyne si este destinat in final mult asteptatului SR 72.

Proiectul este inca la o faza incipienta, Aerojet anuntand recent ca pe 8 octombrie a testat cu succes  un motor dual ramjet/scramjet. Deocamdata a fost testat modulul DMRJ – Dual mode ramjet – care functioneaza ca ramjet si scramjet (vezi figura de sus). Mai trebuie adaugat in paralel un turboreactor (turbine engine) si de rezolvat problema esentiala a prizei de admisie (common inlet).  Acolo sigur este importanta colaborarea cu Lockheed Martin.

O astfel de priza de admisie trebuie sa asigure viteze subsonice pentru turboreactor si ramjet si viteze supersonice pentru scramjet.  Cat va mai dura? Oare o fi totul public?

In mod cert aceasta tehnologie este cheia zborurilor hipersonice, tehnologie ravnita de multi si deci secreta.

NASA LANGLEY RESEARCH CENTER, HAMPTON, Va., Oct. 08, 2018 (GLOBE NEWSWIRE) – Aerojet Rocketdyne successfully tested a new dual-mode ramjet/scramjet (DMRJ) engine. When combined with a gas turbine engine as part of a turbine-based combined cycle propulsion (TBCC) system, this engine may provide the capability to propel a vehicle from a standstill into the hypersonic flight regime of Mach 5 or higher and back again.

Cei de la „Skunk works” au in plan realizarea unui avion SR 72   colaborand cu cei de la Aerojet.

In concluzie, SR 71 va avea un urmas, nu se stie cand, deci legenda continua oricum.

(va urma)

Grigore Leoveanu