Lockheed SR-71 Blackbird

O Lockheed SR-71 Blackbird é un avión de recoñecemento estratéxico de longo alcance e con capacidade para acadar velocidades superiores a Mach 3 que foi operado pola Forza Aérea dos Estados Unidos. Foi desenvolvido como un proxecto negro a partir do avión de recoñecemento Lockheed A-12 nas anos 60 por Lockheed e a súa división Skunk Works. O enxeñeiro aeroespacial estadounidense Clarence "Kelly" Johnson foi o responsable de moitos dos innovadores conceptos do deseño. Durante as misións de recoñecemento aéreo, o SR-71 operaba a altas velocidades e alturas para permitirlle superar as ameazas. Se un mísil terra-aire lanzado era detectado, a acción evasiva estándar era sinxelamente acelererar e escapar do mísil. A forma do SR-71 estaba baseada na do A-12, que foi un dos primeiros avións en ser deseñado cunha sección radar equivalente reducida.

O SR-71 operou coa USAF dende 1964 ata 1998. Fabricáronse un total de 32 aparellos; 12 perdéronse en accidentes sen que ningún fose derrubado por accións inimigas.Landis and Jenkins 2005, pp. 98, 100-101Pace 2004, pp. 126-127 O SR-71 recibiu varios alcumes, como "Blackbird" e "Habu".Crickmore 1997, p. 64 Dende 1976 mantén o récord mundial de velocidade de aeronave tripulada cun motor que respira aire, estando o récord anterior en mans do relacionado Lockheed YF-12.Landis and Jenkins 2005, p. 78Pace 2004, p. 159

 Desenvolvemento 

 Antecedentes 
O anterior avión de recoñecemento de Lockheed era o relativamente lento U-2, deseñado para a Central Intelligence Agency (CIA). A finais de 1957 a CIA contactou con Lockheed para fabricar un avión espía indetectable. O proxecto, bautizado Archangel, foi liderado por Kelly Johnson, director da unidade de Lockheed Skunk Works en Burbank, California. Os traballos do proxecto Archangel comezaron no segundo cuarto de 1958, co obxectivo de voar máis alto e máis rápido que o U-2. De 11 deseños sucesivos elaborados nun lapso de 10 meses, o "A-10" foi o favorito. Porén, a pesar disto, a súa forma facíao vulnerable á detección do radar. Tras unha reunión coa CIA en marzo de 1959, o deseño foi modificado para ter un 90% de redución na sección transversal de radar. O 11 de febreiro de 1960 a CIA aprobou un contrato de 96 millóns de dólares con Skunk Works para construír unha ducia de avións espía, co nome de "A-12". O derrubamento en 1960 do U-2 de Francis Gary Powers subliñou a súa vulnerabilidade e a necesidade dun avión de recoñecemento máis rápido como o A-12.Rich and Janos 1994, p. 85

O A-12 voou por vez primeira en Groom Lake (Área 51), Nevada, o día 2 de abril de 1962. Fabricáronse 13 unidades; tamén se desenvolveron dúas variantes, tres unidades do prototipo de interceptador YF-12, e dous M-21 porta drons. O aparello debería estar equipado co motor Pratt & Whitney J58, pero o seu desenvolvemento alongouse e no seu lugar inicialmente foi instalado o menos potente Pratt & Whitney J75. Os J58 foron adaptados cando estiveron dispoñibles, e convertéronse na planta de potencia estándar para todos os avións posteriores da serie (A-12, YF-12, M-21), ademais de para o SR-71. O A-12 realizou misións sobre Vietnam e Corea do Norte antes de ser retirado en 1968. A cancelación do programa anunciouse o 28 de decembro de 1966,McIninch 1996, p. 31 debido tanto a preocupacións co orzamento como á chegada do SR-71, un derivado do A-12.Cefaratt; Gill (2002). Lockheed: The People Behind the Story. Turner Publishing Company. pp. 78, 158. ISBN 978-1-56311-847-0

 SR-71 
miniatura|250x250px|Liña de produción do SR-71 Blackbird
A designación SR-71 é unha continuación da serie de bombardeiros de antes de 1962; o derradeiro avión construído usando a serie foi o XB-70 Valkyrie. Porén, unha versión de bombardeo do Blackbird recibiu brevemente a designación B-71, que retivo cando o modelo foi cambiado a SR-71.

Durante as derradeiras etapas das probas, o B-70 foi proposto para un rol de recoñecemento/ataque, coa designación "RS-70". Cando se descubriu claramente que o potencial de rendemento do A-12 era moito maior, a Forza Aérea solicitou unha variante do mesmo en decembro de 1962.Landis and Jenkins 2005, pp. 56-57 Orixinalmente chamada R-12 por Lockheed, a versión da Forza Aérea era máis grande e pesada que o A-12, cunha maior fuselaxe para levar máis combustible e dous asentos na cabina. Entre o equipo de recoñecemento tiña sensores de intelixencia de sinais, un radar aerotransportado de visión lateral, e unha cámara de fotos. Os A-12 da CIA eran unha mellor plataforma de foto-recoñecemento que os R-12 da Forza Aérea R-12, xa que o A-12 voaba máis alto e máis rápido, con só un piloto, e tiña espazo para levar unha cámara mellor e máis instrumentos.McIninch 1996, p. 29

Durante a campaña de 1964, o candidato republicano Barry Goldwater criticou repetidamente ao presidente Lyndon B. Johnson e á súa administración por quedar detrás da Unión Soviética no desenvolvemento de novas armas. Johnson decidiu contrarrestar esas críticas revelando a existencia do interceptor da Forza Aérea YF-12A, o que tamén serviu de cobertura para o aínda segredo A-12McIninch 1996, pp. 14-15 e o modelo de recoñecemento da Forza Aérea dende xullo de 1964. O Xefe do Estado Maior da Forza Aérea, o xeneral Curtis LeMay, preferiu a designación SR (Strategic Reconnaissance, recoñecemento estratéxico) e quería que o RS-71 fose nomeado SR-71. Antes do discurso de xullo, LeMay meteu presión para modificar o discurso de Johnson para ler SR-71 en vez de RS-71. A transcrición entregada aos medios aínda tiña a anterior designación RS-71 nalgúns lugares, creando a historia de que o presidente lera mal a designación do avión.Merlin 2005, pp. 4-5 Johnson só se referiu ao A-11 para ocultar ao A-12, mentres revelaba que había un avión de recoñecemento de gran velocidade a grande altura.McIninch, 1996

En 1968 o Secretario de Defensa Robert McNamara cancelou o programa do interceptor F-12; solicitouse tamén que as ferramentas especializadas usadas para fabricar tanto o YF-12 como o SR-71 fosen destruídas.Landis and Jenkins 2005, p. 47 A produción do SR-71 foi de 32 avións, fabricándose 29 SR-71A, dous SR-71B, e un único SR-71C.Merlin 2005, p. 6

 Deseño 

 Visión xeral 
miniatura|250x250px|Cabina dianteira
O SR-71 foi deseñado para voar a máis de Mach 3 cunha tripulación de dous homes nunha cabina en tándem, co piloto na parte dianteira e o oficial de sistemas de recoñecemento operando os sistemas e equipos de vixilancia dende a parte traseira, encargándose tamén da navegación.Graham, Richard (7 de xullo de 1996). SR-71 Revealed: The Inside Story. Zenith Press. ISBN 978-0760301227 O SR-71 foi deseñado para minimizar a súa sección radar equivalente, un dos primeiros intentos de deseño furtivo.Crickmore 2009, pp. 30-31 Os avións eran pintados en azul escuro, case negro, para incrementar a emisión de calor interna e actuar como camuflaxe contra o ceo nocturno. A cor escura fixo que o avión fose alcumado "Blackbird" (paxaro negro).

Aínda que o SR-71 levaba contramedidas de radar para evitar a súa intercepción, a súa maior protección era a súa combinación de altitude e alta velocidade, que o facía case invulnerable. Xunto coa súa baixa sección radar equivalente, esas cualidades daban moi pouco tempo aos mísiles terra-aire (SAM) inimigos para adquirir e rastrear ao avión no radar. No momento no que o SAM puidese rastrear ao SR-71, adoitaba a ser demasiado tarde para disparar un mísil, e o SR-71 estaría fóra de alcance antes de que o SAM puidese interceptalo. Se o SAM podía rastrear o SR-71 e disparar un mísil a tempo, o SAM gastaría case toda a delta-v das súas fases de impulso e sostemento só para acadar a altura do SR-71; nese momento, sen pulo, podería facer pouco máis que seguir o seu arco balístico. A aceleración sería suficiente para un SR-71 para evitar un SAM; cambios da velocidade, altitude e dirección realizados polos pilotos do SR-71 adoitaban a ser suficientes para estragar calquera bloqueo de radar no avión por parte dos SAM ou de cazas inimigos.Graham, Richard (7 de xullo de 1996). SR-71 Revealed: The Inside Story. Zenith Press. ISBN 978-0760301227 A velocidades sostidas de máis de Mach 3,2, o avión era máis rápido que o interceptor da Unión Soviético máis veloz, o Mikoyan-Gurevich MiG-25, que tampouco podía alcanzar a altura do SR-71. Durante a súa vida de servizo ningún SR-71 foi derrubado.

 Célula, cúpula e tren de aterraxe 
Na meirande parte dos avións o uso do titanio estaba limitado polo custo; xeralmente só se usaba en compoñentes expostos ás temperaturas máis altas, como os carenados de escape e os bordos de ataque das ás. No SR-71 usouse titanio no 85% da estrutura, con gran parte do resto de materiais compostos poliméricos. Para controlar os custos, Lockheed usou unha aliaxe de titanio máis fácil de traballar que se abrandaba a unha temperatura máis baixa. Os desafíos plantexados levaron a Lockheed a desenvolver novos métodos de fabricación, e que dende entón veñen usándose na fabricación doutros avións. Lockheed descubriu que o lavado de titanio soldado require auga destilada, xa que o cloro presente na auga da billa é corrosivo; non se puideron utilizar ferramentas chapadas en cadmio, xa que tamén causaban corrosión.Rich and Janos 1994, pp. 213-214 A contaminación metalúrxica foi outro problema; nalgún momento, o 80% do titanio entregado para a fabricación foi rexeitado por estes motivos.Rich and Janos 1994, p. 203McIninch 1996, p. 5
miniatura|257x257px|Lockheed M-21 e dron D-21 sobre el
As altas temperaturas xeradas no voo requirían un deseño e unhas técnicas operacionais especiais. Grandes porcións da pel das ás internas eran onduladas, non lisas. Os aerodinamistas opuxéronse inicialmente ao concepto, referíndose despectivamente á aeronave como unha variante Mach 3 do Ford Trimotor dos anos 20, coñecido pola súa pel de aluminio corrugada.Johnson 1985 A calor causaría que unha pel lisa rompese ou se curvase, mentres que a pel corrugada podería expandirse vertical e horizontalmente e incrementaba a resistencia lonxitudinal.

Os paneis da fuselaxe foron fabricados para que só se axustasen se apertar co avión en terra. O aliñamento axeitado conseguíase cando a célula se quentaba e expandíase varias polgadas.Graham, 1996, p. 47 Debido a isto, e á falta dun sistema de selado de combustible que puidese manexar a expansión da aeronave a temperaturas extremas, o avión perdía combustible JP-7 en terra antes da engalaxe.Graham, 1996, p. 160

O parabrisas exterior da cabina estaba feito de cuarzo e estaba fundido ultrasonicamente co marco de titanio. A temperatura no exterior do parabrisas chegaba aos 316 °C durante unha misión.Graham, 1996, p. 41 A refrixeración realizábase mediante un ciclo de combustible detrás da superficies de titanio nos lombos. Na aterraxe, a temperatura da cúpula era de máis de 300 °C.

As franxas vermellas que aparecían nalgúns SR-71 estaban para evitar que os traballadores de mantemento danasen a pel. Preto do centro da fuselaxe a pel curvada era delgada e delicada, sen apoio das costelas estruturais, espazadas a uns metros.

Os pneumáticos do Blackbird, fabricados por B.F. Goodrich, tiñan aluminio e enchíanse de nitróxeno. Custaban 2 300 dólares e normalmente tiñan que ser substituídos cada 20 misións. O Blackbird aterraba a uns 310 km/h e despregaba un paracaídas para parar; o paracaídas tamén reducía o estrés nos pneumáticos.Blackbird diaries, Air & Space, decembro de 2014/xaneiro de 2015, p. 46

 Compra do titanio 
O titanio escaseaba nos Estados Unidos, polo que o equipo de Skunk Works se viu na obriga de buscar o metal noutro lugar. Gran parte do material necesitado chegou da Unión Soviética. O coronel Rich Graham, piloto do SR-71, describiu así o proceso de adquisición:O avión é un 92% titanio no interior e no exterior. Cando se estaba fabricando o avión os Estados Unidos non tiñan subministración do mineral, chamado mineral de rutilo. É un solo moi areoso e só se atopa en moi poucas partes do mundo. O principal provedor do mineral era a URSS. Traballando a través de países do terceiro mundo e con operacións falsas, foron capaces de conseguir o mineral de rutilo e envialo aos Estados Unidos para fabricar o SR-71.

 Forma e evasión de ameazas 
miniatura|250x250px|Vapor de auga se condensa polos vórtices de baixa presión xerados polos bordos afiados por fóra de cada toma de aire.
Como segundo avión operacional deseñado en torno a unha forma e materiais de avións furtivos, tras o Lockheed A-12, o SR-71 tiña varias características deseñadas para reducir a súa sinatura de radar. O SR-71 tiña unha sección radar equivalente duns 10 m2.Graham, 1996, p. 75 Baseándose en estudos anteriores de tecnoloxía furtiva, que indicaban que unha forma con lados aplanados e afiados reflectiría a maior parte da enerxía lonxe do lugar de orixe do raio de radar, os enxeñeiros engadiron lombos e inclinaron as superficies de control vertical cara a dentro. Incorporáronse materiais de absorción de radar nas seccións en forma de serra da pel do avión. Usáronse tamén aditivos no combustible baseados en cesio para reducir dalgún xeito a visibilidade das plumas de lume dos escapes ao radar, aínda que seguían sendo demasiado evidentes. Kelly Johnson máis tarde admitiu que a tecnoloxía de radar soviética avanzara máis rápido que a tecnoloxía oculta empregada contra ela.

O SR-71 contaba cun par de bordos afiados que percorrían cada lado do avión dende a nariz ata a popa. Eses bordos non estaban no anterior deseño A-3; Frank Rodgers, un doutor no Scientific Engineering Institute, unha organización de fachada da CIA, descubriu que unha sección transversal dunha esfera tiña unha reflexión de radar moi reducida, e adaptou unha fuselaxe cilíndrica estendendo os seus lados.Suhler 2009, p. 100 Despois de que o panel consultivo seleccionase provisionalmente o deseño FISH de Convair  sobre o A-3 con base no RCS, Lockheed adoptou os bordos afiados nos deseños do A-4 ata o A-6.Suhler 2009, ch. 10

Os aerodinamistas descubriron que os bordos afiados xeraban potentes vórtices e creaban sustentación adicional, conseguindo melloras aerodinámicas inesperadas.AirPower, maio de 2002, p. 36 O ángulo de incidencia das ás delta podería reducirse para unha maior estabilidade e menor resistencia a altas velocidades e con maior peso transportado, como o combustible. As velocidades de aterraxe tamén se reduciron, xa que os vórtices creaban un fluxo turbulento sobre as ás a altos ángulos de ataque, facendo difícil que entrase en perda. Os bordos afiados tamén actuaban como extensións do bordo de ataque, que incrementaban a axilidade de cazas como os F-5, F-16, F/A-18, MiG-29 e Su-27. A adición dos mesmos tamén permitiu a eliminación dos planos canard previstos.AirPower, maio de 2002, p. 33Goodall 2003, p. 19

 Entradas de aire 
miniatura|309x309px|Operación das entradas de aire e patróns de fluxo de aire a través do motor J58
As entradas de aire permiten ao SR-71 voar a máis de Mach 3,2, mantendo o fluxo de aire nos motores ás velocidades subsónicas iniciais. Mach 3,2 era a velocidade máis eficiente á que foi deseñado o aparello. Porén, na práctica o SR-71 era ás veces máis eficiente incluso a velocidades superiores, dependendo da temperatura exterior do aire, medido por quilos de combustible queimados por milla náutica. Durante unha misión, o piloto do SR-71 Brian Shul voou máis rápido do normal para evitar múltiples intentos de intercepción; despois descubriu que este feito reducira o consumo de combustible.Shul and O'Grady 1994

Na parte dianteira de cada entrada, un cono móbil apuntado chamado "pico" era bloqueado na súa posición máis adiantada en terra e durante o voo subsónico. Cando o avión aceleraba máis aló de Mach 1,6 un parafuso interno movía o pico 66 cm cara a dentro, dirixido por un ordenador analóxico da entrada de aire que tiña en conta o sistema pitot estático, a inclinación, o balanceo, a guiñada e o ángulo de ataque. Ao mover a punta do pico a onda de choque achegábase á cuberta da entrada ata que tocaba lixeiramente o interior do bordo da cuberta. Esta posición reflectía repetidamente a onda de choque do pico entre o centro do corpo do pico e os lados internos da carcasa da entrada, e minimizaba o derramamento de fluxo de aire que é a causa da resistencia de derramamento. O aire baixaba de velocidade supersonicamente cun plano de onda de choque final na entrada do difusor subsónico.

Despois deste choque normal, o aire é subsónico. Desacelérase aínda máis no conduto diverxente para conseguir a entrada requirida na entrada do compresor. A captura da onda de choque dentro da entrada chámase "inicio da entrada". Os tubos de purga e as portas de derivación foron deseñados dentro da entrada e das góndolas do motor para encargarse de parte desta presión e para situar a onda final para permitir que a entrada permaneza "iniciada".

Nos primeiros anos de operación os ordenadores analóxicos non sempre podían controlar rapidamente as cambiantes entradas de voo ambientais. Se as presións internas volvíanse demasiado altas e o pico estaba mal situado, a onda de choque podía apagar a fronte da entrada, nun fenómeno chamado "inlet unstart", un violento desaxuste do fluxo de aire supersónico. Durante os "unstarts" era común o apagado do postqueimador. O pulo asimétrico resultante provocaría que o aparello xirase violentamente cara a un lado. O piloto automático e os controis manuais combaterían o xiro, pero a miúdo o ángulo extremo reduciría o fluxo de aire no motor oposto e estimularía as "perdas simpáticas". Isto xeraba un rápido contraxiro, acotío con fortes ruídos de "golpes", e un voo duro durante o cal os cascos dos tripulantes ás veces golpeaban coa cuberta das súas cabinas.Crickmore 1997, pp. 42-43 Unha resposta a un "unstart" era apagar as dúas entradas para evitar o xiro e despois reinicialas.Landis and Jenkins 2005, p. 97 Despois de realizar probas en túneles de vento e modelaxe por computador por parte do centro de probas NASA Dryden, Lockheed instalou un control electrónico para detectar as condicións dun "unstart" e realizar o reinicio sen a intervención do piloto.Rich and Janos 1994, p. 221 Durante a resolución destes problemas a NASA tamén descubriu que os vórtices dos bordos afiados do nariz entraban no motor e interferían coa súa eficiencia. A NASA desenvolveu un ordenador para controlar as portas de derivación do motor que contrarrestaba este problema e melloraba a eficiencia. Comezando en 1980, o sistema analóxico de control da entrada foi substituído por un sistema dixital que reduciu estes problemas.Landis and Jenkins 2005, p. 83

 Motores 
O SR-71 estaba equipado con dous motores turborreactores de fluxo axial Pratt & Whitney J58 (designados pola compañía JT11D-20). O J58 era unha innovación considerable na época, capaz de producir un pulo estático de 145 kN. O motor era máis eficiente ao redor de Mach 3,2,[56] a velocidade de cruceiro típica do Blackbird. A velocidades máis baixas o turborreactor proporcionaba a meirande parte da compresión. A velocidades superiores o motor deixaba de provocar a meirande parte do pulo, encargándose del o postqueimador.

 Notas 

 Véxase tamén 

 Bibliografía 
 Crickmore, Paul F. "Lockheed's Blackbirds – A-12, YF-12 and SR-71A". Wings of Fame, Volume 8, 1997, pp. 30–93. Londres: Aerospace Publishing. .
 Graham, Richard H. SR-71 Revealed: The Inside Story. St. Paul, Minnesota: MBI Publishing Company, 1996. .
 Landis, Tony R. e Dennis R. Jenkins. Lockheed Blackbirds. Minneapolis, Minnesota: Specialty Press, edición revisada, 2005. .
 McIninch, Thomas. "The Oxcart Story ". Center for the Study of Intelligence, Central Intelligence Agency, 2 de xullo de 1996.
 Merlin, Peter W. "The Truth is Out There... SR-71 Serials and Designations". Air Enthusiast, No. 118, xullo/agosto de 2005. Stamford, UK: Key Publishing, pp. 2-6. ISSN 0143-5450.
 Pace, Steve. Lockheed SR-71 Blackbird. Swindon, UK: Crowood Press, 2004. .
 Rich, Ben R. e Leo Janos. Skunk Works: A Personal Memoir of My Years at Lockheed. Nova York: Little, Brown and Company, 1994. .
 Suhler, Paul A. From RAINBOW to GUSTO: Stealth and the Design of the Lockheed Blackbird (Library of Flight Series). Reston, Virxinia: American Institute of Aeronautics and Astronautics (AIAA), 2009. .

Categoría:Aeronaves de Lockheed
Categoría:Aeronaves co primeiro voo en 1964