משפחת מטוסי הציפור השחורה

משפחת מטוסי הציפור השחורה הוא שם לקבוצת מטוסים שפותחו על ידי לוקהיד בסדנת הבואשים בראשות קלארנס ג'ונסון בין שנות ה-1950 המאוחרות ועד שנות ה-1960 שפותחו מדגם ה-‏A-12 בשביל הסי איי איי. המשפחה כוללת את ה-A-12, את ה-‏YF-12, ה-SR-71 ומל"ט ה-‏D-21 (שנישא על ידי ה-M-21).
דגמי ה-A-12 וה-SR-71 של המשפחה הם מטוסי הסילון המאוישים הסדרתיים המהירים ומגביהי הטוס בהיסטוריה של התעופה.

תחילת הפיתוח

הרעיון לפיתוח משפחת הציפור השחורה החל עם תחילת הטיסות המבצעיות של ה-‏U-2. באותו זמן היה ברור שהמגבלות של המטוס לא יאפשרו טיסה בטוחה בשמי ברית המועצות, עם טכנולוגיית הנ"מ המתפתחת של הרוסים. ולכן עליית מדרגה מבחינת ביצועים נדרשה בשביל למלא את המשימות הנדרשות.
בסתיו 1957 ה-סי איי איי גיבש מכרז, תחת שם קוד GUSTO שדרש מטוס חד מושבי שיוכל לשייט בגובהים בין 24,384 מטר (80,000 רגל) ל-30,480 מטר (100,000 רגל) במהירות שיוט שבין מאך 3 למאך 4 וכלל חתך מכ"ם נמוך בשילוב עם מערכות לוחמה אלקטרונית, תקשורת ואיסוף מודיעין מתקדמים. קלי ג'ונסון ואנשי סדנת הבואשים של חברת לוקהיד בחנו 12 עיצובים למטוס שכונו Archangel, המתקדם והאחרון ביניהם שנבחר כונה A-12. ב-29 באוגוסט 1959 חברת לוקהיד ניצחה במכרז וקיבלה את האישור לבנות את שישיית מטוסי ה-A-12 הראשונים. לתוכנית הפיתוח וההפעלה של ה-A-12 תחת ה-CIA ניתן שם הקוד אוקסקארט (באנגלית: OXCART).
גוף המטוס במאך 3 היה צפוי להתחמם לטמפרטורות גבוהות שחומרים ושיטות ייצור קיימות לא יכלו לעמוד בהן, לכן למעלה מ-93% ממבנה המטוס היה צריך להיות מורכב מסגסוגת טיטניום. באותה תקופה עיבוד סגסוגת טיטניום הייתה טכנולוגיה חדשה יחסית ולכן כלל המכשירים הנדרשים לשם כך היו צריכים להיווצר תוך כדי פיתוח המטוס. קשיים נוספים שהיה צריך להתעלות עליהם היו: מנוע שמסוגל לפעול בתנאי מאך 3, דלק, נוזל הידראולי וחיווט שיכלו לעמוד בטמפרטורות גבוהות. לשם השגת חתך המכ"ם הנמוך במבנה נעשה שימוש חומרים מרוכבים עמידים ששולבו בתוך מבנה מִנְשָׁק זָוִיתִי המורכב בצידי המטוס ונמתח לאורך מבנה הקדמי של הגוף ועד לכנפיים. מבנה המנשק חולק למשולשים, כאשר החלק הפנימי היה מטיטאניום והחלק החיצוני מחומרים מרוכבים סופגי קרינה. מבנה זה כונה "טיפול צורני" (באנגלית: Edge Treatment). בנוסף במקום הגה כיוון בודד שלרוב מחזיר הרבה קרינת מכ"ם תוכננו שני הגאי כיוון מחומרים מרוכבים המותקנים על בתי המנוע ומוטים כלפי מרכז הגוף
במהלך תוכנית הפיתוח עלתה הסוגיה של השגת הטיטאניום, שנחצב רק בברית המועצות ובדרום אפריקה. בשל האמברגו על דרום אפריקה, אי אפשר היה לרכוש טיטניום משם. לכן ה-CIA יצר מספר חברות קש במדינות עולם שלישי שרכשו טיטניום מברית המועצות.
בתחילת ספטמבר 1960 חיל האוויר בא עם דרישה למטוס יירוט עתיר ביצועים שבא כמענה למפציצים העל קוליים שקהילת המודיעין האמריקאית האמינה שהרוסים מפתחים, זאת לאחר שתוכנית ה-‏F-108 בוטלה. הדרישה הולידה את ה-AF-12 שכלל מכ"ם מסוג AN/ASG-12 מבנה קדמי מוארך, תא טייס גבוה יותר, תא לנווט מאחורי הטייס ומערכות נשק תואמות. הדרישה לחתימת מכ"ם נמוכה לא נכללה בתוכנית ולכן במבנה הקדמי של המטוס מבנה המנשק לא כלל את הטיפול הצורני. בסדרת ניסויים במנהרות רוח התגלה שהמטוס סובל מחוסר יציבות בציר הסבסוב שנבעה משינויי המבנה לטובת המכ"ם והתא. בשביל לפצות על כך הורכבו שני סנפירים קבועים מתחת לבתי המנועים והוסף סנפיר מתקפל בגחון המטוס.
קלי ג'ונסון ניגש לחיל האוויר בשנת 1960 ונתן בידיהם הצעה למטוס ביון ותקיפה, אך צורך זה היה צריך להיות מסופק על ידי תוכנית ה-‏B-70; לאחר שתוכנית זאת בוטלה בשנת 1961, חיל האוויר החל לחפש חלופות ובאפריל 1962 חיל האוויר ניגש לחברת לוקהיד עם דרישה למטוס ביון-הפצצה. וגם במקרה זה הדרישה לחמקנות לא שולבה בתוכנית. בשל העובדה שרוב הטכנולוגיה ליצור של המטוס וכן רוב טיסות הניסוי שבוצעו ב-A-12 הקטינו את מחיר התוכנית של חיל האוויר, היא בפועל תרמה לבסוף לביטול התוכנית של סוכנות הביון. המטוס של חיל האוויר סומן RS-71 והדרישות שלו היו הוספת תא נווט מאחורי תא הטייס, והוספת תאי מכשירים לאמצעי ביון שונים.
באוקטובר 1962 כחלק מתוצאות הפלת מטוס ה-U-2 של פרנסיס גארי פאוורס מעל ברית המועצות וההסכם להפסקת טיסות ביון מאוישות בשמיה ה-CIA פנה לקלי ג'ונסון בדרישה למחקר על מטוס ביון בלתי מאויש תחת שם הקוד TUGBOARD. המטוס היה צריך להיות בעל ביצועים ותכונות דומים וכן מערכות תואמות ל-A-12. בתהליך הפיתוח הוחלט להתאים למטוס מנוע מגח סילון במקום מנוע J-58 ולשגר אותו מגב של מטוסי A-12 מותאמים שנקראו M-21. לאחר מספר שיגורים מוצלחים בשיגור ניסוי המל"ט התנגש במטוס האם ושני המטוסים התרסקו. לאחר האסון ה-D-21 שוגרו בעזרת טיל האצה ממטוסי B-52.

תוכנית הניסוי

בפברואר 1962 דגמי הניסוי הראשונים של ה-A-12 הועברו בחלקים לאזור 51 בשיירה גדולה. ההרכבה של האבטיפוס הראשון לקחה כשישים ימים והוא החל בניסויי הסעה וריצות המראה. ב-25 באפריל במהלך ניסוי ריצת המראה על המסלול המטוס התנתק מהקרקע, מה שנרשם כטיסת הבכורה הלא רשמית. טיסת הבכורה הרשמית התקיימה חמישה ימים מאוחר יותר ב-30 באפריל, בטיסה זאת פער קטן בין הפנלים לגוף המטוס בבתי כני הנסע אפשר כניסת אוויר ובמהלך האצה האוויר תלש את הפנלים מהמטוס. אמנם המקרה היה חריג אך הוא אפשר לבחון את טיב התכנון של המטוס שקלי ג'ונסון התעקש יאפשר טיסה בטוחה גם עם אובדן מספר פנלים או כל המשטחים המרוכבים. שילוב החומרים המרוכבים בהגאי הכיוון ייצר בעיה של לחות כלואה שלא הייתה מספיקה לצאת מגוף המשטח בהאצה ובטמפרטורות גבוהות הייתה הופכת לקיטור בתוך מבנה המשטח והייתה קורעת חלקים ממנו. דגם האב-טיפוס השני הגיע למטווח מכ"ם בו בחנו את התכונות החמקניות של המטוס בסדרת הניסויים הוכח כי חתך המכ"ם של המטוס היה בגודל של עשירית ממטוסי קרב של אותה התקופה.
בתחילת תוכנית הניסוי המטוס טס עם מנועי J-75, בשביל לא לסכן את המטוסים הראשונים עם מנוע חדש. רק ב-15 בינואר 1963 המטוס טס עם שני מנועי J-58. באותה תקופה אנשי סדנת הבואשים היו מבצעים ניסויים בפרופילים של הכונסים, בתוכנות הבקרה של החרוטים שלהם, ובשלבי העבודה של דלתות המעקף וניקוז האוויר. בשל כך לא מעט תקלות וכיבויי מנוע קרו. בטיסה הראשונה במאך 3 למשל אחד המנועים התפוצץ והמטוס חזר לנחיתה הודות לנחישותו של הטייס.
הטייסים שגויסו לסי איי איי החלו לטוס במטוסי ה-A-12 מוקדם ככל האפשר וב-24 במאי 1963 אחד הטייסים שלהם נאלץ לנטוש לאחר שמערכת הפיטו של המטוס קפאה ומערכת בקרת הטיסה, בניסיון לפצות על הנתונים השגויים, הכניסה את המטוס לסחרור הפוך.
ב-20 ביולי ה-A-12 המטוס טס לראשונה במהירות של מאך 3.
ב-7 באוגוסט מטוס הניסוי הראשון של ה-AF-12 ביצע את טיסת הבכורה שלו.
ב-1 במרץ 1964 נשיא ארצות הברית לינדון ג'ונסון הכריז על פיתוח מטוס חדשני הטס מעל מהירות מאך 3 וכינה אותו ה-A-11 לטובת הטעייה. בסוף מסיבת העיתונאים שני מטוסי YF-12 נחתו בקרבת מקום לצורך הדגמה. אחד המטוסים שחנה בהאנגר היה כל כך חם מהטיסה שהוא הפעיל את מערכת הכיבוי בביניין.
ב-9 ביולי התרסק מטוס A-12 נוסף בגישה לנחיתה, כאשר נזק חום תקע את אחד ממשטחי האלוון.
ב-28 בדצמבר 1965 מטוס A-12 התרסק בשל הרכבה לא נכונה של פלגי הג'יירואים של מערכת בקרת הטיסה שגרמות לתיקון שגוי בציר הסבסוב והעלרוד ברגע ההמראה.

D-21

המל"ט שפותח כשיטת עקיפת ההסכם בין ברית המועצות לארצות הברית לאיסור טיסות מודיעין מאוישות בשמי רוסיה תוכנן להיות משוגר ממטוס A-12 מותאם במיוחד (שכונה M-21). לאחר תאונה אווירית שבה המלט המשוגר פגע במטוס האם המל"ט הותאם לשיגור ממטוסי B-52 בעזרת טיל האצה. המל"ט נשלח למשימה בשמי סין אך לאחר 3 ניסיונות בהם המלטים אבדו ללא תוצרים, התוכנית בוטלה. התוכנית נשארה מסווגת עד שנת 1977.