Lockheed SR-71 Blackbird
Thiết kế và phát triển > Cửa hút gió

Cửa hút gió là một đặc tính thiết kế cốt yếu cho phép chiếc máy bay có thể bay đường trường ở tốc độ lớn hơn Mach 3,2, nhưng vẫn cung cấp được tốc độ luồng gió dưới tốc độ âm thanh Mach 0,5 cho các động cơ turbo phản lực. Phía trước trong mỗi cửa hút gió là một chóp hình nón nhọn được gọi là "spike" vốn sẽ được khóa lại ở vị trí tận cùng phía trước khi đậu trên mặt đất hay bay với tốc độ dưới âm thanh. Trong quá trình tăng tốc bay đường trường ở vận tốc cao, chóp nón sẽ mở khóa ở tốc độ Mach 1,6 và bắt đầu một quá trình di chuyển cơ khí vận hành bằng chốt bên trong về phía sau. Nó sẽ di chuyển cho đến tối đa 66 cm (26 inch).
Máy tính điều khiển cửa hút gió nguyên thủy được thiết kế theo kiểu máy tính tương tự, sẽ dựa trên số liệu về độ cao (ống pitot), độ dốc, lộn vòng, hướng bay, và góc tấn để xác định sự di chuyển cần thiết. Bằng cách di chuyển, chóp nón sẽ thu hút các sóng dội, dẫn chúng đi sát các nắp cửa hút gió cho đến khi chạm nhẹ vào mép nắp cửa hút gió. Tại vị trí này sự rò rỉ sóng dội gây nhiễu động trên mặt ngoài vỏ động cơ và cánh được giảm thiểu, trong khi sóng dội từ chóp nhọn tiếp tục được dội lại giữa thân giữa của chóp và các thành phía trong của cửa hút gió. Bằng cách này, áp lực sóng dội được duy trì trong khi luồng khí chậm dần cho đến khi một sóng dội tốc độ Mach 1 hình thành ngay phía trước quạt nén của động cơ.
Đàng sau các sóng dội "bình thường" này là một luồng gió dưới tốc độ âm thanh được hút vào máy nén động cơ. Việc bắt lấy các sóng dội này ở tốc độ Mach 1 bên trong cửa hút gió được gọi là "khởi động cửa hút". Những áp lực rất mạnh đã tích tụ bên trong cửa hút gió và phía trước mặt máy nén. Các ống dẫn và các cửa thoát được thiết kế trên cửa hút gió và thân động cơ để chịu đựng một phần áp lực này và để định vị sóng dội cuối cùng cho phép các cửa hút gió duy trì tình trạng "khởi động". Áp lực tích tụ trên cửa hút gió (ép vào các cấu trúc cửa hút gió) mạnh đến mức, khi bay đường trường ở vận tốc Mach 3,2 người ta đã ước lượng rằng khoảng 58% lực đẩy được cung cấp bởi cửa hút gió, 17% bởi máy nén và 25% còn lại bởi bộ đốt sau.
Ben Rich, nhà thiết kế của nhóm Lockheed Skunkworks phụ trách các cửa hút, thường mô tả các máy nén động cơ như là "các bơm giúp duy trì cửa hút gió hoạt động" và định vị các cửa hút gió để bay đường trường ở tốc độ Mach 3,2 (khi chiếc máy bay đạt đến điểm hiệu quả nhất được thiết kế). Lực "đẩy" bổ sung liên quan đến việc giảm năng lượng động cơ tiêu thụ cần thiết để nén dòng không khí. Một đặc tính độc đáo của chiếc SR-71 là khi nó bay nhanh hơn, hiệu suất nhiên liệu (tính bằng trọng lượng nhiên liệu trên quãng đường đi) càng có hiệu quả. Một tình huống được tường thuật bởi Brian Shul, tác giả quyển Sled Driver: Flying the World's Fastest Jet, trong một phi vụ trinh sát ông bị bắn nhiều lần. Tuân thủ theo quy trình bay họ đã tăng tốc và duy trì một tốc độ nhanh hơn thông thường trong một thời gian; sau đó họ khám phá ra rằng điều này đã làm giảm lượng nhiên liệu tiêu thụ.
Trong những năm đầu của chương trình Blackbird, các máy tính tương tự kiểm soát cửa hút gió thường không thể luôn luôn theo kịp với sự thay đổi nhanh chóng của môi trường bay. Nếu áp lực bên trong trở nên quá lớn và chóp nón "spike" được đặt sai vị trí, các sóng dội đột ngột bị thổi mất ra phía trước cửa hút gió, gây ra tình trạng được gọi là "mất khởi động" (Inlet Unstart). Dòng không khí đi qua máy nén động cơ đột ngột bị ngưng, lực đẩy giảm sút, và nhiệt độ khí thoát ra bắt đầu gia tăng. Do lực đẩy khủng khiếp của động cơ còn lại đẩy chiếc máy bay một cách không đối xứng, sự mất khởi động có thể làm chiếc máy bay trệch hướng mạnh sang một bên. Hệ thống lái tự động và các tác động điều khiển thủ công có thể chống lại sự lệch hướng, nhưng thường sự lệch góc quá nhiều sẽ làm giảm luồng không khí vào động cơ đối diện và bắt đầu gây ra sự "chòng chành tương quan".
Giải pháp chuẩn đối phó tình trạng "mất khởi động" là phi công phải thoát ra và tắt khởi động cho cả hai cửa hút gió; điều này sẽ đẩy cả hai chóp nón ra phía trước, chấm dứt tình trạng chệch hướng và cho phép phi công tái khởi động từng cửa hút gió. Một khi đã được tái khởi động, với quá trình đốt cháy bình thường của động cơ, chiếcmáy bay có thể tăng tốc và lên cao đến độ cao bay đường trường quy định.
Các máy tính tương tự kiểm soát cửa hút gió sau này được thay thế bằng loại kỹ thuật số. Các kỹ sư của Lockheed đã phát triển phần mềm điều khiển cửa hút gió động cơ có khả năng bắt lại các sóng dội bị mất và đốt lại động cơ trước khi phi công kịp nhận biết một tình trạng mất khởi động đã xảy ra. Các chuyên viên cơ khí của chiếc SR-71 chịu trách nhiệm về hàng trăm tinh chỉnh các cửa gió tắt phía trước của cửa hút gió. Điều này giúp kiểm soát các sóng dội, ngăn ngừa sự mất khởi động, và nâng cao tính năng bay.