Lockheed A-12 разрабатывался для замены U-2. Заказ и финансирование работ осуществлялись Центральным Разведывательным Управлением США. Основной причиной начала работ послужило усовершенствование систем противовоздушной обороны потенциального противника – U-2 несмотря даже на высоту полета были довольно медленным, а значит уязвимым для ПВО. А-12 производился в 1962-1964 годах и эксплуатировался в 1963-1968 годах (последний вылет - май 1968 года). Конструкция одноместного самолета послужила основой для высотного высокоскоростного разведчика SR-71 Blackbird.
В Lockheed уже прорабатывались возможные решения, когда руководителя перспективных разработок Клэренса Л.(Келли) Джонсона, занимавшего должность директора Lockheed's Advanced Development Projects office (также известного как «Skunk Works») вызвали в 1958 году в Вашингтон.
A-12 (сер. №06932) в полёте, 1960е
Объявили конкурс на лучшую машину призванную заменить U-2. При этом на проектирование новых машин не выделялось ни цента – компании разрабатывали машины за свой счет, надеясь на то, что все расходы будут компенсированы в дальнейшем. Среди представленных были проект ВМС и проект Boeing. Lockheed представил на рассмотрение несколько проектов: G2A – дозвуковой бесхвостый с малой ЭПР, CL-400 – сверхзвуковой c двигателями на водородном топливе, A-1 и A-2 – сверхзвуковые самолеты с ПВРД или ТРД-ПВРД. Обозначение последних расшифровывали как «Archangel-1(2)». В сентябре 1958 года наибольшее одобрение получил проект FISH предложенный подразделением Convair компании General Dymanics Corporation. Машина представляла собой беспилотный разведчик, запускаемый с проектируемого скоростного варианта бомбардировщика Hustler – B-58B. Однако спустя 2 месяца компания Lockheed предлагает новый проект скоростного разведчика под обозначением A-3. В конце ноября фирмам Convair и Lockheed предлагают создать сверхзвуковые стратегические разведчики с двумя использованием мощных двигателей Pratt & Whitney J58. Проекту присвоили кодовое обозначение GUSTO.
Предпочтение было отдали проекту Lockheed. Кроме меньшей стоимости и лучших тактико-технических характеристик, тут не последнюю роль сыграло и то, что предыдущий U-2 был создан в срок и без превышения бюджета. Кроме того проверенность кадров подразделения "Skunk Works" обеспечивала полную секретность. Всего Skunk Works разработало 12 прототипов, прежде чем была утверждена компоновка самолета – именно последний прототип получил обозначение А-12. 14 сентября 1958 года ЦРУ заключило с Lockheed контракт на продолжение работ по самолету A-12. На расходы в период с 01.09.1959 по 01.01.1960 было выделено 4,5 млн. долларов. Проекту присвоили кодовое обозначение OXCART («Воловья повозка»). 26 января 1960 г. ЦРУ выдало заказ на 12 самолетов А-12. Сумма контракта составляла почти 100 млн. долларов.
Интересным является тот факт, что ЦРУ начало подбирать летчиков еще до того, как состоялся первый полет самолета. Всего из подразделений военно-воздушных сил выбрали 11 человек. Все летчики прошли проверку ЦРУ и тщательный медицинский отбор.
Программа имела очень высокий уровень секретности, который можно сравнить с проектом «Манхэттен». О разработке Lockheed А-12, кроме людей проводящих научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы, знали американский президент, несколько человек из ВВС и несколько конгрессменов. Категорически запрещалось увязывать работы с компанией Lockheed, все чертежи, агрегаты и узлы, маркировались "C&J Engineering". Необходимые расчеты, проводимые на компьютере НАСА, для сохранения секретности выполняли работники «Сканк Уоркс» в ночное время.
Проект А-12 выполнили по модифицированной схеме "бесхвостка" с крылом, которое плавно сопрягалось с фюзеляжем (позже данную схему назвали интегральной). При проектировании конструкторы сталкивались с различными проблемами «вылезающими» отовсюду. «Бесхвостки» с треугольным крылом имелись, однако у них имелся лишь один двигатель. Два двигателя «Миража IV» размещались в фюзеляже, а у новой машины они разнесены. Конструкторы опасались, что при отказе одного из двигателей значительный разворачивающий момент рули направления на килях не смогут компенсировать.
Проблемой стала и высокая температура конструкции на высоких скоростях. Расширение металла при нагреве могло вызывать недопустимые температурные напряжения, деформацию и разрушения. Высокие температуры стали причиной использования специального керосина. Головную боль вызывали используемые для А-12 титановые сплавы. Титан не только тяжело обрабатывался, но и ощущалась острая нехватка данного материала в США. Для самолетов титан заказывался в СССР. Электрические контакты позолотили гальваническим способом, а в некоторых местах дополнительно обкладывали асбестом для повышения их надежности при высоких температурах.
Согласно контракту ЭПР A-12 необходимо было минимизировать. В ноябре 1959 года начались электромагнитные испытания макета на специально полигоне Groom Lake (Невада). В ходе доработок Lockheed А-12 получил характерную «кобровидную» форму – изгибающийся контур и наплывы по бокам фюзеляжа. Наплывы аэродинамику не ухудшили, а даже увеличили устойчивость самолета и подъемную силу, уменьшили изгибающий момент на фюзеляже. Небольшие кили, смонтированные на концах гондол двигателей, были наклонены к центру самолета на 15 градусов от вертикали. Фирмой была разработана радиопоглощающая шиповидная конструкция с пластиковым сотовым наполнителем. Ее использовали для изготовления боковых наплывов, элевонов и носков крыла. Около 20% от площади крыла выполнено с использованием такой конструкции, позволявшей выдерживать нагрев до 275°С. Черная краска на ферритовой основе рассеивала тепло и уменьшала радиолокационную заметность машины.
Фюзеляж, крыло (стреловидность по передней кромке – 60°) и другие элементы самолета имели сложную форму, позволявшую достигать высоких аэродинамических характеристик при различных режимах полета. Цельноповоротные кили при различных режимах полета поворачивались асинхронно или синхронно в пределах ± 20 градусов. Для экономии веса одноместную кабину не оборудовали защитой от нагрева. Все системы жизнеобеспечения подключались к скафандру пилота.
Пять первых самолетов А-12, построенных в 1962 году, оснащались двигателями Pratt&Whitney J75 (тяга 76 кН). Однако использованные для первых машин двигатели позволяли развивать скорость в пикировании М=2. Чтобы повысить скорость в октябре на самолеты начали устанавливать специально разработанные двигатели J58, которые позволили развить в 1963 году скорость М=3,2.
Поскольку основным предназначением Lockheed A-12 было осуществление разведывательных полетов над территорией потенциального противника для оснащения машин были заказаны специальные фотокамеры. Для их создания привлекли компании Hycon, Eastman Kodak и Perkin-Elmer. Все разработанные данными компаниями камер (Тип I, II и IV) были приобретены для программы OXCART. Кроме них использовалась инфракрасная стереокамера FFD-4, разработанная Texas Instruments Corporation в 1964 году для U-2 по проекту TACKLE. Чтобы защитить камеры от нагрева создали специальное окно из кварцевого стекла. С металлической рамой стекло сплавлялось с применением ультразвука.
В середине января 1962 года в ангаре летно-испытательной базы ВВС Уотертаун Стрип собрали первый прототип самолета. Летные испытания начались весной. В этот же период производилась установка оборудования. Прототип Lockheed А-12 пилотируемый летчиком-испытателем Лу Счалк впервые поднялся в воздух 25 апреля 1962 года, во время одной из пробежек машина оторвалась от земли. Первый «официальный» полет А-12 состоялся 30 апреля 1962 года. A-12 преодолел звуковой барьер 2 мая 1962 года во время второго испытательного полета.
Все это время самолеты Lockheed А-12 оснащались двигателями J75. 5 октября 1962 года в воздух поднялась машина с двигателями J75 и J58, а 15 января 1963 года A-12 летал уже с двумя J58. Во время испытаний была выявлена постоянная утечка топлива. Нарушение герметичности и перегрев изоляции проводки оставались проблемой в течении всего периода эксплуатации А-12.
Самолет имел большое количество недостатков. Главный из которых – огромная психофизическая нагрузка на пилота одноместной машины. 24 мая 1963 вблизи Wendover, UT произошла первая катастрофа A-12. Во время полетов над американской территорией по разным причинам в 1963-1968 годах разбилось 4 А-12.
Скоростью M=3 была достигнута 20 июля 1963 года. В ноябре того же года были достигнуты расчетная скорость и высота. 3 февраля 1964 года разведчик на высоте 25290 метров набирает скорость М=3,2 и поддерживает его в течение 10 минут. 27 января 1965 года A-12 в течение 1 часа 40 минут летел со скоростью М=3,1 преодолев расстояние 4,8 тыс. км.
По состоянию на октябрь 1966 года в ходе испытаний выполнялось около 40 полетов в месяц. Очередной впечатляющей демонстрацией возможностей Lockheed А-12 стал шестичасовой пролетел Билла Пэрка состоявшийся 21 декабря 1966 года. Машина преодолела 10198 миль (16412 км). 1967 год начался с трагедии – в рутинном тренировочном полете 5 января на четвертом прототипе разбился Уолтер Рэй. Сразу же после взлета отказал расходомер, что вызвало повышенную подачу топлива и возгорание двигателя.
Несмотря на то, что самолет изначально разрабатывался для проведения разведывательных полетов над территорией СССР и Кубы, А-12 для этих задач никогда не использовались. Несмотря на успехи, которые демонстрировал А-12 во время тестовых полетов, машина оставалась «сырой» и крайне сложной в пилотировании и обслуживании. Несмотря на это заказчик потребовал к 5 ноября 1964 года предоставить 4 самолета для осуществления разведывательных полетов над Кубой. Поскольку гражданские пилоты подготовлены не были, Келли Джонсон разрешил испытателям в добровольном порядке принять участие в данной операции. К 10 ноября А-12 были подготовленный к операции, однако руководство ЦРУ уже отказалось использовать новый разведчик. Одной из причин отказа от А-12 стала неготовность бортовой аппаратуры радиоэлектронной борьбы.
Свое боевое крещение Lockheed A-12 должен был пройти в Азии. 18 марта 1965 года состоялось совещание Маккона, директора ЦРУ и Макнамары, министра обороны. Обсуждался вопрос усиления противовоздушной обороны Китая и возросшая угроза с ее стороны для американских самолетов U-2 и разведывательных БПЛА. Было решено, что альтернативой БПЛА и U-2 являются Lockheed А-12, которые необходимо перебросить в Азию. Программе дали наименование Black Shield («Блэк Шилд», Черный Щит). Местом базирования был выбран аэродром Кадена на острове Окинава. Во время первой фазы программы в Кадене предполагалось размещать три разведчика на период 60 дней дважды в год.
В 1965 году интерес к А-12 со стороны высокопоставленных лиц резко снизился. Просьбы руководства ЦРУ разрешить полеты над Северным Вьетнамом и Китаем по программе «Black Shield» натолкнулись на противодействие Госдепартамента и Макнамары.
Нежелание руководства использовать А-12 по прямому назначению стало причиной постановки вопроса об их необходимости. Решение поставить уже построенные Lockheed A-12 на консервацию было принято в конце 1966 года. Их место должны были занять спутники-шпионы и двухместный разведчик SR-71 - непосредственный потомок A-12. Сроками постановки на консервацию был определен февраль 1968 года. Однако вместо консервации разведчиков их начали готовить к боевым вылетам. Изменить решение вынудило появление ЗРК С-75 в Северном Вьетнаме. Запрос использования для полетов А-12 над ДРВ пришел от президента США Джонсона. Разведчики должны были вести мониторинг северовьетнамской ПВО, отслеживая изменения в дислокации ракетных комплексов. Использование А-12 над Вьетнамом было разрешено американским президентом 16 мая 1967 года. 22 – 27 мая на Окинаву было переброшено три А-12 без опознавательных знаков, полностью выкрашенные в черный цвет.
29 мая командир экспедиционного подразделения полковник Слатер отрапортовал о готовности к первому разведывательному полету который состоялся спустя два дня – 31 мая 1967 года. Продолжительность полета – 3 ч 39 мин., скорость – М=3,1, высота – 80 тыс. футов (24 383 км). Разведчик зафиксировал 70 позиций ЗРК. В период с 31 мая по 15 августа было совершено семь боевых вылетов. Излучение РЛС фиксировалось в четырех из них, однако пусков ракет не отмечалось.
16 августа – 31 декабря разведчики совершили еще пятнадцать полетов над ДРВ. В полете 17 сентября по самолету запустили одну ракету комплекса С-75, 23 сентября произвели еще один запуск. 30 октября по А-12 пилотируемому Дэннисом Салливаном выпустили шесть ракет, которые нанесли небольшие повреждения самолету – это считается единственным случаем поражения разведчика.
В период с 1 января по 31 марта 1968 года самолеты над Вьетнамом летали четырежды, над Северной Кореей – два раза. Первый полет над Кореей совершил летчик ЦРУ Фрэнк Мюррей 26 января. Полет летчика Джэка Лэйтона над КНДР 8 мая 1968 года стал последним для Lockheed А-12. После этого началась постановка разведчиков на консервацию.
Еще в июле 1966 году комитетом по бюджету был подготовлен меморандум, в котором предлагались два варианта судьбы Lockheed А-12 и SR-71:
- сохранить status quo, А-12 – оставались в ЦРУ, SR-71 – в военно-воздушных силах;
- аннулировать А-12, передав все функции разведчикам SR-71.
Единственный построенный двухместный тренировочный A-12, выставленый в Калифорнийском Научном Центре в Лос-Анджелесе
16 декабря 1966 года был выбран последний вариант: сворачивание программы А-12 началось с 1 января 1968 года. Первое полугодие 1968 года А-12 пытались сохранить за ЦРУ – предлагались различные варианты создания «эскадрильи быстрого реагирования». Однако 16 мая американский президент подтвердил принятое ранее решение. В мае-июне 1968 года разведчики покинули Кадену, 4 июня начались работы по консервации разведчиков в Палмдейле. Не все самолеты вернулись с Окинавы, 4 июня во время тренировочного полета пропал пилотируемый Джеком Уиком (Jack Weeks) А-12. Официально сообщалось, что пропал SR-71.
А-12 последний раз поднялся в небо 21 июня 1968 года.
Всего по программе А-12 было построено 18 самолетов следующих модификаций:
A-12 – сверхзвуковой одноместный стратегический разведчик для ЦРУ;
A-12 «Титановый гусь» – учебно-боевой двухместный самолет;
YF-12A – истребитель-перехватчик, двухместный;
SR-71A – сверхзвуковой стратегический двухместный разведчик для ВВС;
SR-71B – учебно-боевой самолет, двухместный;
SR-71C – учебно-боевой самолет, двухместный;
M-21 – двухместный носитель для беспилотного летательного аппарата D-21.
Летно-технические характеристики Lockheed A-12:
Длина – 31,26 м;
Высота – 5,64 м;
Площадь крыла – 170 м²;
Размах крыла – 16,97 м;
Масса пустого самолета – 30600 кг;
Нормальная взлетная масса – 53000 кг;
Двигатель – 2 × Pratt & Whitney J58-P4;
Масса двигателя – 3200 кг;
Максимальная тяга – 2x10630 кгс;
Тяга на форсаже – 2x14460 кгс;
Топливо – 46180 л;
Максимальная скорость – 3300 км/ч;
Крейсерская скорость – 2125 км/ч;
Скороподъемность – 60 м/с;
Практическая дальность – 4023 км;
Тактический радиус действия – 2000 км;
Практический потолок – 28956 м;
Продолжительность полета – 5 часов;
Нагрузка на крыло – 311 кг/м²;
Тяговооруженность – 0,54;
Экипаж – 1 человек.
В середине 60-х годов прошлого века жители американских мегаполисов неоднократно обращались в городскую администрацию с жалобами на странные явления, происходящие в небе. В совершенно безоблачную погоду в небе неожиданно раздавался гром и, стремительно затихая, бесследно исчезал.
Время шло. Загадочный гром продолжал периодически пугать простых американцев. Наконец, 10 июля 1967 года, после того, как единичные жалобы переросли в массовые недовольства, ВВС США сделали официальное заявление, в котором сообщалось, что странный гром появляется в результате полетов сверхзвукового стратегического разведчика Lockheed SR -71.
Продолжением этой истории стали несколько десятков судебных исков американских граждан, в которых они требовали от ВВС возместить ущерб, нанесенный в ходе полетов. Сумма, которую военным пришлось отдать по решению суда, составила 35 тысяч долларов, однако, в тридцатилетней истории самого быстрого и одного из самых дорогостоящих в эксплуатации военного самолета SR -71 - это маленькая капля в море побед и поражений.
История создания, или хотели, как лучше, а получилось, как всегда
Первый полет «Черного дрозда» или «Черной птицы», как американские военные прозвали SR -71 за его внешний вид, состоялся 22 декабря 1964 года. Новые сверхзвуковые разведчики предназначались для пользования ВВС США, которые на тот момент не имели достойного соперника сверхзвуковому разведчику нового поколения A -12, стоявшему на вооружении в ЦРУ.
На тот момент A -12 являлся самым скоростным самолетом в мире - примерно 3300 км/ч и обладал одним из самых высоких потолков максимальной высоты - 28,5 км. Изначально ЦРУ планировало использовать А-12 для разведки над территорией Советского Союза и Кубы, однако, планы пришлось поменять в связи с событием, произошедшим 1 мая 1960 года, когда предшественник «Титанового гуся» (как называли А-12) U -2 был сбит советским зенитно-ракетным комплексом. ЦРУ решило не рисковать дорогостоящими самолетами и для разведки в СССР и на Кубе использовало спутники, а А-12 направило в Японию и Северный Вьетнам.
A-12
Главному конструктору A -12 Кларенсу «Келли» Джонсону такое распределение разведывательных сил казалось несправедливостью и, начиная с 1958 года, он начал вести тесные переговоры с высшим командованием ВВС о создании более совершенного военного самолета, который мог бы сочетать в себе функции разведчика и бомбардировщика.
Спустя четыре года ВВС США, наконец, оценило возможные преимущества, которые они могли получить при наличии на вооружении A -12 или его возможного прототипа и дали свое согласие. К тому времени Джонсон и его бригада уже более года работали над двумя новыми моделями R -12 и RS -12. Через несколько месяцев макеты были готовы и Джонсон представил их на «растерзание» командованию ВВС. Генерал Ли Мей, прибывший на презентацию, остался крайне недоволен. Он заявил, что RS -12 - не более, чем повторение проектируемого на тот момент бомбардировщика компании North American Aviation - XB -70 Valkyrie , модификации RS -70.
Возможно, поводом для такого заявления стали: во-первых, боевое предназначение обоих самолетов - разведчики-бомбардировщики, во-вторых, способность дозаправки в воздухе и той и у другой модели, в-третьих, максимальная скорость, у обоих в три раза превосходящая скорость звука. Во всем остальном ни по размерам, ни по форме, ни по техническим характеристикам самолеты абсолютно не похожи.
1) Длина RS -12 - 32,74 м / Длина Valkyrie - 56,6 м.
2) Размах крыла RS -12 - 16,94 м / Размах крыла Valkyrie - 32 м
3) Максимальная скорость RS -12 (на тот момент предполагалась) - более 3300 км/ч / Максимальная скорость Valkyrie - 3200 км/ч.
Переубедить генерала Мея Джонсон так и не смог. Более того, спор стал настолько серьезным, что вмешаться пришлось министру обороны США Роберту Макнамару. Не вставая ни на чью сторону, он просто приказал прекратить разработку и того и другого самолета. Если бы на место Джонсона был кто-нибудь другой, то возможно проекты так и остались бы только проектами. Однако о нем совершенно справедливо как-то сказал Холл Хиббард, руководитель Джонсона и глава проекта по созданию первого самолета «Стелс» F -117: «Этот чертов швед буквально видит воздух» . Возможно, сейчас Джонсон видел воздух лучше прежнего и поэтому решил использовать свой последний шанс.
Он просто изменил расшифровку аббревиатуры RS c «Reconnaissance Strike» (разведывательный/ударный) на «Reconnaissance Strategic» (стратегический разведчик). Таким образом, изменив боевое назначение своего самолета, его уже никто не мог упрекнуть в дублировании Valkyrie и он продолжил разработку RS -12.
В SR -71 модель RS -12 превратилась совершенно случайно. В своей речи в июле 1964 года президент США (однофамилец Джонсона) Линдон Джонсон, говоря о самолете RS -12, перепутал буквы местами и произнес SR -12 . Кстати говоря, это была не единственная оплошность президента в речах, касавшихся самолетов. В феврале того же года Джонсон прочитал вместо аббревиатуры AMI (Advanced Manned Interceptor - перспективный пилотируемый перехватчик) название A -11, которое также стало в дальнейшем официальным названием.
Индекс «71» Кларенс Джонсон взял как указание на то, что его модель разведчика является следующим шагом после проекта Valkyrie . Так появился Lockheed SR -71 (« Blackbird »).
На самом деле, SR -71 являлся прототипом двух других самолетов конструкции Джонсона - А-12 и YF -12, который одновременно объединял в себе функции перехватчика и разведчика. Именно YF -12 и стал той моделью, от которой в конечном итоге стал отталкиваться Джонсон. По сравнению с YF -12 он увеличил размеры SR -71: его длина составляла 32,7 метров вместо 32 м, а высота 5,64 м вместо 5,56. За всю историю мировой военной и гражданской авиации SR -71 является одним из самых длинных самолетов. Редко можно встретить модель, длина которого достигала хотя бы 30 метров. Но, несмотря на это, благодаря рекордной скорости и одному из самых больших потолков высоты - 25,9 км, SR -71 пополнил ряды малозаметных самолетов первого поколения - «Стелс».
Увеличил Джонсон и максимальную взлетную массу, вместо 57,6 тонн, как у YF -12, SR -71 стал весить на взлете 78 тонн. Как раз к этому параметру и относилась фраза «хотели как лучше, а получилось как всегда». Поднять такую массу в воздух было непросто, поэтому Джонсон решил использовать систему дозаправки в воздухе при помощи специально переоборудованного самолета-заправщика KC -135 Q . Разведчик поднимался в воздух с минимальным количеством топлива, что значительно облегчало его. Дозаправка осуществлялась на высоте 7,5 км. Только после этого SR -71 мог отправляться на задание. Без дозаправки он мог продержаться в воздухе, так же как и предыдущие модели 1,5 часа, правда, преодолевал за это время 5230 км - на 1200 км больше чем A -12 и YF -12. Один полет с дозаправкой обходился американским ВВС в 8 миллионов долларов, что в скором времени заставило военное командование по примеру ЦРУ с A -12 «завопить» о дорогостоимости полетов SR -71.
Дело в том, что 28 декабря 1968 года программу по производству и разработке разведчика A -12 закрыли. В компании Lockheed Corporation основной причиной назвали высокую стоимость эксплуатации «Титанового гуся» (данных о стоимости одного вылета A -12 нет). Более того, не было смысла продолжать его производство, в то время как на вооружение уже два года стоял более совершенный SR -71. ЦРУ на тот момент уже отдало все свои A -12 ВВС и взамен получило спутники-шпионы с самой современной фотоаппаратурой. Забегая вперед скажем, что одной из причин, по которой оставшиеся «в живых» SR -71 начали снимать с эксплуатации в период с 1989 по 1998 года, являлась высокая стоимость эксплуатации. За 34 года существования модели SR -71 на полеты 31 самолета ВВС США потратили более 1 млрд. долларов. Сэкономить не получилось.
Наконец, самым главным отличием и непревзойденным до настоящего времени преимуществом является сверхзвуковая скорость SR -71 - 3529,56 км/ч. Этот показатель в три раза превышает скорость звука в воздухе. A-12 и YF-12 проигрывали «Черному дрозду» более 200 км/ч. В этом плане самолеты Джонсона совершили революцию. Ведь первый в мире сверхзвуковой самолет появился в 1954 году, всего за восемь лет до A-12 или SR-71. Максимальная скорость, которую он мог развивать, едва превышала скорость звука - 1390 км/ч. В 1990 году благодаря своей скорости «Черные дрозды» избежали обычной «консервации» в музеях и ангарах военных баз, так как немалый интерес к ним проявляло NASA, куда были переданы несколько экземпляров.
На SR-71 ученые и конструкторы из NASA проводили аэродинамические исследования по программам AST ( Advanced Supersonic Technology - перспективные гиперзвуковые технологии) и SCAR ( Supersonic Cruise Aircraft Research - разработка самолета с гиперзвуковой скоростью полета).
Минимальный уровень гиперзвуковой скорости составляет около 6000 км/ч.
В небе все было непросто
Высокая скорость не только решала поставленные Джонсоном задачи, но и создавала немало трудностей в эксплуатации «Черного дрозда». На скорости 3 Маха (Число Маха = 1 скорость звука, т.е. 1390 км/ч) трение о воздух было настолько большим, что титановая обшивка самолета нагревалась до 300 ºС. Однако Джонсон решил и эту проблему. Минимальное охлаждение обеспечивала черная краска корпуса, изготовленная на ферритовой основе (феррит - железо или сплав железа). Она выполняла двойную функцию: во-первых, рассеивала тепло поступающее на поверхность самолета, во-вторых, уменьшала радиолокационную заметность самолета. В целях уменьшения заметности ферритовую краску очень часто использовали в военной авиации.
Двигатель "Черного дрозда" - Pratt & Whitney J58-P4. Длина - 5,7 м. Масса - 3,2 тонны
Главным «кондиционером» в конструкции SR-71 стало специальное топливо JP-7, которое было разработано для сверхзвуковой авиации США. Благодаря его постоянной циркуляции от топливных баков, через обшивку самолета, к двигателям корпус «Черного дрозда» постоянно охлаждался, а топливо успевало за это время нагреться до 320 ºС. Правда, технические преимущества JP-7 мало оправдывались его расходом. На крейсерской скорости два двигателя разведчика Pratt&Whitney J58 расходовали около 600 кг/мин.
На первых порах система циркуляции была главной головной болью инженеров. Топливо JP-7 могло легко утекать даже через самые незначительные неплотности. А таких в гидравлической и топливной системе оказалось более, чем достаточно. К лету 1965 года проблему с утечкой топлива, наконец, удалось решить, но на этом цепочка неудач «Черного дрозда» только начиналась.
25 января 1966 года разбился первый SR -71. Разведчик летел на высоте 24 390 м со скоростью 3 Маха, в этот момент самолет потерял управление из-за отказа системы управления воздухозаборником. Пилот Билл Уивер успешно катапультировался, несмотря на то, что катапультируемое кресло осталось в самолете. На SR -71 Джонсон установил новые катапультируемые кресла, которые позволяли пилотам безопасно покидать кабину на высоте 30 м и скорости 3 Маха. Возможно, это была счастливая случайность, его просто вырвало из кабины потоком воздуха. Напарник Уивера Джим Зауэр тоже успел катапультироваться, но выжить ему не удалось.
Воздухозаборник - элемент конструкции самолета, служащий для забора окружающего воздуха и дальнейшей его подачи к различным внутренним системам. Воздух из воздухозаборника может служить теплоносителем, окислителем для топлива, создания запаса сжатого воздуха и т.д.
Воздухозаборник "Черного дрозда"
Билл Уивер провел большую часть испытаний «Черного дрозда». Для него это была не единственная катастрофа, так же, как и для его напарников. 10 января 1967 года SR -71 проходил скоростные пробежки по взлетно-посадочной полосе. Для большей сложности полосу заранее намочили, чтобы усилить эффект скольжения. Приземлившись на полосу со скоростью 370 км/ч пилот Арт Петерсон не смог выпустить тормозной парашют. При этом стоит отметить, что скорость отрыва от полосы у SR -71 составляет 400 км/ч. Разумеется, обычные тормоза не могли остановить разведчик на мокрой поверхности и SR -71 на прежней скорости продолжал двигаться по взлетно-посадочной полосе. Как только он вышел на сухой участок трассы все шины шасси лопнули от высокой температуры. Голые диски шасси начали высекать искры, в результате чего загорелись втулки колес, изготовленные из магниевого сплава. Если учесть, что магниевые сплавы воспламеняются при температуре от 400 до 650ºС, то примерно такая температура была в области шасси во время торможения. Самолет остановился только тогда, когда проскочил всю полосу и носом врезался в грунт высохшего озера. Петерсон выжил, однако, получил многочисленные ожоги.
Выход из строя тормозного парашюта оказался единичным случаем, а вот магниевые втулки неоднократно приводили к возгоранию «Черного дрозда». В конченом итоге, инженеры заменили магниевый сплав на алюминий.
Последняя в программе испытаний авария произошла опять же по причине отказа воздухозаборника. 18 декабря 1969 года экипаж SR -71 отрабатывал бортовую систему радиоэлектронной борьбы. Как только разведчик вышел на максимальную скорость, пилоты услышали сильный хлопок. Самолет начал терять управляемость и дал резкий крен. Через 11 секунд после хлопка командир экипажа отдал приказ катапультироваться. Самолет разбился, и точную причину аварии выяснить не удалось. Однако специалисты предполагали, что катастрофа произошла из-за отказа воздухозаборника. Резкий крен, который дал самолет после хлопка, можно было объяснить только неравномерным распределением тяги двигателей. А такое происходит в том случае, если отказывает воздухозаборник. Проблема с незапуском воздухозаборника была присуща всем самолетам серии A -12, YF -12 и SR -71. В конце концов, Джонсон принял решение заменить ручное управление воздухозаборниками на автоматическое.
В 1968-1969 гг. произошло еще три катастрофы с SR -71. Причиной становились: отказ электрогенератора (аккумуляторной батареи, которая могла обеспечить самолету 30 минут полета, оказалось недостаточно), возгорание двигателя и возгорание топливного бака (после того, как обломки дисков колес пробили его). Самолеты вышли из строя и на поверхности проекта появился еще один серьезный недостаток: во-первых, катастрофически не хватало запчастей, во-вторых, ремонт одного самолета сильно бы ударил по «карману» ВВС США. Известно, что расходы на содержание одной эскадрильи SR-71 равнялись затратам на поддержание в летном состоянии двух авиакрыльев тактических истребителей - это примерно 28 млн. долларов.
Те, «Черные дрозды», которые благополучно проходили летные испытания, подвергались тщательнейшему техническому осмотру. После посадки каждая летная единица проходила около 650 проверок. В частности, несколько часов уходило у двух техников на послеполетную проверку воздухозаборников, двигателей и перепускных устройств.
В ходе испытаний, которые проходили вплоть до 1970 года, когда SR -71 уже четыре года находился на вооружении, компания Lockheed понесла большие потери как технические, так и человеческие. Однако военная служба для «Черных дроздов» только начиналась.
"Черные дрозды" на задании
Примерно 1300 метров необходимо SR -71 на взлетно-посадочной полосе для разбега со скоростью 400 км/ч. Через 2,5 минуты после того, как разведчик оторвется от земли, на скорости 680 км/ч он набирает высоту 7,5 км. Пока что SR -71 остается на такой высоте, лишь увеличивая скорость до 0,9 Маха. В этот момент воздушный танкер KC -135 Q производит дозаправку «Черного дрозда». Как только баки наполнятся, летчик переводит управление разведчика на автопилот, так как самолет должен начать набирать высоту на скорости 860 км/ч, не меньше, не больше. На высоте 24 км и скорости 3 Маха пилоты снова переходят на ручное управление. Так начинается каждый вылет на задание.
Основными точками ведения разведки для SR -71 стали: Вьетнам, Северная Корея, Ближний Восток, Куба и все же, несмотря на предостережения командования ВВС, Советский Союз в районе Кольского полуострова.
Когда «Черных дроздов» начали отправлять в Северный Вьетнам в 1968 году, на его территории в разгаре была вьетнамская война между севером и югом страны (1955 - 1975). С 1965 по 1973 год проходил период полномасштабного военного вмешательства США. Для SR -71 это было самое крупное военное задание.
На «Черных дроздах» было установлено свое собственное разведывательное оборудование. На них была установлена автоматическая автономная астроинерционная навигационная система, которая ориентируясь по звездам, позволяла безошибочно вычислять местонахождение самолета даже днем. Подобная система навигации была использована в дальнейшем в проектируемом, на тот момент, советском бомбардировщике-ракетоносце Т-4. Точное соответствие полета заданному маршруту на SR -71 можно было сверять при помощи вычислителя воздушных данных и бортового компьютера.
В самом процессе разведки SR -71 мог использовать несколько аэрофотоаппаратов, радиолокационную систему (РЛС) бокового обзора и аппаратуру, способную работать в инфракрасном диапазоне (тепловизионные приборы). В носовом приборном отсеке была расположена также панорамная аэрофотокамера. Такое разведывательное оборудование позволяло «Черному дрозду» за 1 час полета на высоте 24 км обследовать территорию в 155 тыс. км 2. Это чуть меньше, чем половина территории современного Вьетнама. Что касается исключительно фотоаппаратуры, то за один вылет разведчик снимал несколько сотен наземных объектов. Так, например, в ноябре 1970 года во Вьетнаме перед провальной операцией американских военных «Падающий дождь» по освобождению пленных из лагеря Сон Тай, «Черному дрозду» удалось сфотографировать место, где предположительно содержали пленников.
Северо-вьетнамская артиллерия неоднократно пыталась сбить SR -71, по некоторым подсчетам, в разведчика было выпущено несколько сотен артиллерийских ракет, однако, ни один пуск не увенчался успехом. Специалисты считали, что уйти от обстрела «Черному дрозду» позволяла система радиоэлектронной борьбы, которая подавляла радиосигнал на вьетнамском пусковом комплексе. Такому же безрезультатному обстрелу подвергся SR -71 однажды и над территорией КНДР.
Однако ВВС все же потеряли несколько SR -71 во время разведывательных вылетов, правда, во всех случаях причиной аварии стали погодные условия. Один из таких случаев произошел 10 мая 1970 года, «Черный дрозд» разбился над Таиландом, в котором во время вьетнамской войны располагались американские военные базы. SR -71 только прошел дозаправку и натолкнулся на грозовой фронт. Пилот начал поднимать самолет над облаками, в результате чего превысил допустимый предел ограничений по углу тангажа (т.е. угол поднятия носа самолета вверх), тяга двигателей упала, и самолет потерял управление. Катапультируемые кресла снова сделали свое дело, экипаж благополучно покинул самолет.
Бывший пилот "Черного дрозда"
Задания по разведке на Ближнем Востоке во время восемнадцатидневной войны Судного дня (война между Израилем с одной стороны и Египтом и Сирией с другой) и на Кубе носили одиночный характер и увенчались успехом. В частности, разведывательная операция на Кубе заключалась в том, чтобы предоставить американскому командованию подтверждение или опровержении информации об усилении военного присутствия СССР на Кубе. В случае подтверждения этой информации, «холодная война» могла перерасти в настоящий международный скандал, так как по соглашению, подписанному между Хрущевым и Кеннеди, на Кубу запрещалось поставлять ударное оружие. SR -71 совершили два вылета, в ходе которых были получены снимки, опровергающие слухи о поставках на Кубу истребителей-бомбардировщиков МиГ-23БН и МиГ-27.
Фотоаппаратура «Черных дроздов», способная вести съемку в радиусе 150 км, позволяла военной разведке США фотографировать прибрежную зону Кольского полуострова, не нарушая советское воздушное пространство. Однако однажды не очень поворотливый SR -71 все-таки зашел слишком далеко. 27 мая 1987 года SR -71 вошел в советское воздушное пространство в районе Заполярья. На перехват командование советских ВВС отправили истребитель-перехватчик МиГ-31. Со скоростью в 3000 км/ч и практическим потолком высоты в 20,6 км советский самолет успешно вытеснил «Черного дрозда» в нейтральные воды». Незадолго до этого случая два самолета МиГ-31 также совершили перехват SR -71, но уже на нейтральной территории. Тогда американский разведчик провалил задание и улетел на базу. Некоторые специалисты считают, что именно МиГ-31 заставил ВВС отказаться от SR -71. Трудно сказать, насколько эта версия правдоподобна, однако, есть основания так полагать. Также мог стать причиной ухода SR -71 и советский зенитно-ракетный комплекс «Круг», который спокойно мог достать «Черного дрозда» на максимальной высоте.
МиГ-31
Зенитный ракетный комплекс "Круг"
Фотоаппаратура «Черных дроздов» была, действительно, эффективной, однако, она была бессильна в облачную погоду. Плохая видимость могла стать не только причиной проваленного задания, но и причиной аварии. В сезон дождей, когда небо было затянуто тучами, пилотам приходилось маневрировать в поисках открытого обзора. Потеря высоты на тяжелом самолете не лучшим образом сказывалась на его пилотировании. Именно по этой причине ВВС США отказались от идеи посылать SR -71 на разведку Европы.
Прежде чем сажать SR -71 летчики включают автопилот. Когда скорость самолета достигает 750 км/ч, начинается снижение. По плану, в тот момент, когда самолет начнет заходить на посадку скорость полета должна опуститься до 450 км/ч, а при касании взлетно-посадочной полосы - 270 км/ч. Как только касание произойдет пилоты выпускают тормозной парашют, с которым SR -71 преодолевает 1100 м. Затем, когда скорость самолета значительно снизится, парашют отстреливают и «Черный дрозд» продолжает торможение при помощи основных тормозов. Так завершается каждый вылет.
"Черные дрозды" в отставке
В конце 80-х годов началась первая волна решения вопроса о снятии с вооружения ВВС США «Черных дроздов». Причин оказалось предостаточно: большое количество катастроф, высокая стоимость эксплуатации, нехватка и дорогостоимость запчастей и, наконец, уязвимость перед вышеупомянутым советским вооружением. Осенью 1989 года было принято окончательное решение о снятии SR -71 с вооружения. Противники такого решения утверждали, что никакой альтернативы SR -71 нет, а спутники-шпионы, за которые ратовали в Конгрессе и в самих ВВС не оправдывали себя ни по цене, которая в несколько раз превосходила стоимость «Черных дроздов», ни в эффективности, так как SR -71 могли вести более масштабную разведку.
Практически все самолеты передали в музеи, по несколько экземпляров осталось в бездействии на базах, несколько самолетов передали в пользование NASA и Пентагона.
Незаменимые на тот момент разведчики ВВС SR -71 не могли уйти просто так и в середине 90-х годов военные все же решили частично вернуться к использованию «Черных дроздов». В 1994 году КНДР начала проводить испытания ядерного оружия. В Сенате забили тревогу и обратились к компании Lockheed с просьбой возобновить полеты SR -71, поскольку вести разведку было не на чем. Руководство компании согласилось, но потребовало выделить 100 млн. долларов. После того, как соглашение было достигнуто, несколько «Черных дроздов» вновь встали в ряды ВВС США. Спустя год Сенат повторно выделили такую же сумму на поддержание в летном состоянии самолетов SR -71. Полеты продолжались вплоть до 1998 года. Однако в 1998 году «Черных дроздов» окончательно сняли с вооружения. По сообщениям информационных агентств можно судить о том, что на смену SR -71 пришли беспилотные самолеты разведчики и спутники-шпионы, однако, информация о них хранится в тайне.
Такими были история создания, победы и поражения самого быстрого пилотируемого самолета в мире Lockheed SR -71 («Черный дрозд»).
Самолеты Lockheed A-12 на стоянке завода №42 в Палмдейле. Фото US Air Force
В середине шестидесятых ЦРУ и ВВС США получили новейшие разведывательные самолеты A-12 и SR-71. Эти машины, унифицированные по основной части агрегатов, отличались крайне высокими летно-техническими характеристиками, позволявшими эффективно решать основные задачи. Однако достижение максимальной скорости на уровне М=3,3 и высоты полета более 25 км оказалось крайне сложной задачей, для которой потребовались принципиально новые конструкторские решения и технологии.
Круг проблем
Разработка проектов A-12 и SR-71 велась в отделении компании Lockheed с неофициальным названием Skunk Works. Создание новых самолетов стартовало с научно-исследовательских работ и поиска оптимальных технических решений. На этом этапе установили, с какими проблемами сталкивается «трехмаховый» самолет. Затем начался поиск подходящих технологий.
Модель A-12 во время изучения радиолокационных сигнатур, 1959 г. Фото ЦРУ / cia.gov
Одной из центральных проблем стала аэродинамика. Полет со скоростью ок. М=3 имеет свои особенности, которые необходимо учитывать при формировании облика самолета. Однако выход на такие скорости тоже был непростым. Для этого требовались особые двигатели, способные одинаково эффективно работать на всех скоростных режимах.
На требуемых скоростях полета должна была в полной мере проявиться проблема тепловых нагрузок. Требовалось защитить планер от перегрева, деформаций и возможного разрушения. При всем этом, самолет должен был отличаться высокой прочностью, поскольку на рабочих скоростях даже простейшие маневры были связаны с перегрузками.
Отдельное требование затрагивало заметность самолета для противника. К тому времени ведущие страны успели построить развитую сеть РЛС для контроля за воздушным пространством, из-за чего стал актуальным вопрос уменьшения радиолокационной заметности. Эту проблему следовало учесть при разработке планера.
Поиск решений для ожидаемых проблем оказался непростым и небыстрым. Работы по самолету A-12 для ЦРУ запустили в 1957 г. и продолжали несколько лет. За это время несколько раз менялись общие концепции и подходы к конструкции. Первый полет опытного самолета удалось выполнить только в 1962-м. Разведчик SR-71 для ВВС разрабатывали уже на основе уже готовой машины, что позволило значительно ускорить работы.
Особый планер
Решение основной части ожидаемых проблем было прямо связано с конструкцией планера и общесамолетных систем. После длительных поисков удалось найти оптимальный вариант аэродинамического облика. Наилучшей посчитали схему «бесхвостка» с развитыми наплывами в носовой и центральной части фюзеляжа и парой килей. Примененная схема позволяла получать высокую подъемную силу и улучшить обтекание на всех скоростях. Кроме того, резко уменьшался изгибающий момент в носовой части.
Двигатель Pratt & Whitney J58. Фото Wikimedia Commons
Особые обводы планера позволяли частично рассеивать сигналы от РЛС. На некоторых участках планера, где это позволяла конструкция, находились детали из радиопоглощающих материалов. Впрочем, снижение заметности не было главной задачей проекта, а также имелись иные факторы, частично нивелировавшие все конструкторские достижения в этой области.
Вопросы теплозащиты, массы и прочности решили при помощи титана и его сплавов. Планер на 85% состоял именно из них. Прочие детали выполнялись из жаростойких сортов стали, керамики и т.д. Остекление фонаря кабины сделали из кварцевого стекла. Для механической и термической прочности его соединяли с планером при помощи ультразвуковой сварки.
По расчетам, в ходе полета средняя температура обшивки должна была достигать 260°C, максимальная на передних кромках – до 400°C. В связи с этим в планере предусмотрели многочисленные трубопроводы для циркуляции топлива, отвода излишков тепла и предварительного прогрева горючего.
Сопловой аппарат двигателя. Фото Wikimedia Commons
Титановая конструкция при нагреве сохраняла прочность – но меняла размеры. На крейсерской скорости A-12 и SR-71 удлинялись на несколько дюймов. Эту проблему учли при проектировании и предусмотрели специальные зазоры в обшивке, внутренних конструкциях и даже в топливной системе. Вследствие этого на земле из самолета буквально сочилось топливо, но после разгона течь прекращалась. Также часть обшивки выполнили из гофрированных листов.
Рекордный двигатель
На самолетах A-12 и SR-71 использовались уникальные гибридные двигатели семейства JT11D / J58 от компании Pratt & Whitney. В их конструкции объединялись турбореактивный и прямоточный реактивный двигатели с возможностью совместной или попеременной работы. Максимальная тяга, в зависимости от модификации, 20-25 тыс. фунтов; форсажная – 32,5 тыс. фунтов.
Работа двигателя J58 на разных скоростях. Графика Wikimedia Commons
Основой двигателя J58 был турбореактивный агрегат, помещенный внутри прямоточной установки с помогающим вентилятором. Воздухозаборное устройство оснастили подвижным центральным телом, также имелся набор лючков и створок для управления поступающим потоком. Управление воздухозаборниками осуществлялось в соответствии с режимами полета с применением отдельного компьютера.
На до- и сверхзвуковых скоростях конусы воздухозаборников находились в переднем положении и оптимизировали поток на входе в двигатель. При росте высоты и скорости осуществлялось их смещение назад. На скоростях более М=3 поток воздуха разделялся между ПВРД и ТРД, которые создавали 80 и 20 проц. тяги соответственно.
Двигатель J58 использовал специальное реактивно топливо JP-7 на основе керосина. При нормальных условиях оно отличалось повышенной вязкостью, но при нагреве не отличалось от стандартных составов. Горючее также использовалось в составе систем охлаждения обшивки, кабины, приборных отсеков и т.д. Его применили в качестве рабочего тела в гидравлике управления соплом. Нагретая жидкость сразу поступала в двигатель и сгорала.
Разведчик A-12 с опознавательными знаками ВВС в полете. Фото US Air Force
Запуск двигателя производился за счет впрыска т.н. пускового топлива – жидкого триэтилборана (TEB), воспламеняющегося при контакте с воздухом. Каждый из J58 имел собственный бак для TEB на 16 пусков двигателя / форсажа. Двигатели использовали специальную силиконовую смазку, оптимизированную для высоких температур. При температурах ниже нуля по Цельсию этот состав твердел, что затрудняло эксплуатацию техники.
Большой ценой
Отдел Skunk Works и смежные предприятия успешно решили все поставленные задачи и создали самолеты с уникально высокими летными характеристиками. Однако для этого потребовалось несколько лет и значительные финансовые траты, а получившиеся самолеты отличались высокой стоимостью производства и сложностью эксплуатации.
Полет с применением форсажа. Фото NASA
Разработка проекта и поиск всех необходимых технологий заняли несколько лет. Запуск производства тоже был связан с определенными проблемами. К примеру, в мемуарах руководителя Skunk Works Бена Рича упоминаются трудности с получением титана. У США не было такого сырья, из-за чего пришлось устраивать целую операцию по его закупке в СССР через подставные компании.
В интересах ЦРУ построили 15 самолетов основных модификаций. ВВС получили 32 единицы. Контракт с ВВС предусматривал стоимость одного SR-71 на уровне 34 млн долл. (более 270 миллионов в нынешних ценах), и программа производства оказалась рекордно дорогой для своего времени.
Эксплуатация тоже оказалась непростой и недешевой. Подготовка к полету занимала несколько суток. После каждого полета самолет требовал 650 различных проверок и процедур, занимавших несколько часов. После 25, 100 и 200 часов налета требовался тщательный осмотр с частичной разборкой, на который выделялось несколько рабочих дней. Двигатели отправлялись на переборку через 200 ч работы, а после 600 ч – на капитальный ремонт.
SR-71 осуществляет посадку. Фото NASA
Незадолго до списания SR-71 открыто сообщалось, что летный час такого самолета стоит ок. 85 тыс. долл. Эксплуатация одной машины ежегодно обходилась не менее чем в 300-400 миллионов.
Тем не менее, ЦРУ и ВВС получили особый инструмент с высочайшими характеристиками. A-12 и SR-71 могли работать на высотах не менее 25-26 км и развивать скорость до М=3,3, что в течение долгих лет спасало их от противовоздушной обороны вероятного противника. За время эксплуатации ЦРУ потеряло 6 своих A-12, ВВС – 12 единиц SR-71. При этом боевые потери отсутствовали.
Технологический прорыв
Эксплуатация самолетов A-12 продолжалась всего несколько лет – до 1968 г. ВВС использовали свои SR-71 до 1998 г., а NASA списало технику годом позже. Самолеты двух моделей и нескольких модификаций, имея особую конструкцию на основе передовых технологий, могли показывать выдающиеся тактико-технические характеристики. Однако по этой же причине они были чрезмерно дорогими и сложными. К моменту отказа от них появились более удобные и эффективные средства разведки.
Прямая замена для A-12 / SR-71 так и не появилась – нишу разведывательных самолетов давно и прочно заняли космические аппараты. Вследствие этого новые образцы авиационной техники с сопоставимыми характеристиками в США пока не появлялись. Однако проекты скоростных самолетов от Skunk Works создали серьезную научно-техническую и технологическую базу для дальнейшего развития боевой и гражданской авиации. Те или иные решения, предложенные в прошлом, до сих пор активно используются.
Сверхзвуковой стратегический разведчик Lockheed A-12
Линейный вид
