50 年代後半、西側諸国と生まれたばかりのソビエト連邦 (1955 年のワルシャワ協定) との間の冷戦の激化に伴い、アメリカの情報機関が可能な限り多くの情報を入手できることがこれまで以上に重要になりました。ソ連軍の状態と、この紛争の最大の主役である大陸間ミサイルシステムの配備の可能性について。
宇宙開発競争が初期段階にあり、スパイ衛星が現実として存在するのは一部の未来的なプロジェクトのみだった時代。 トップシークレット、航空偵察の重要性は非常に大きくなりました。
米国はU-2「ドラゴン・レディ」を配備し、1955年に戦線に投入されたが、ミサイル技術と対空システムの急速な進歩により、1958年にはすでに時代遅れとみなされていた。 その後、CIAは防衛分野の大手企業であるロッキード社と連絡を取り、新たな「探知不能」で「殺せない」偵察機誕生の基礎を築いた。
コードネーム：「プロジェクト・アークエンジェル」
1 年 1960 月 2 日、フランシス ゲイリー パワーズが操縦する U-XNUMX がソ連上空で撃墜され、両ブロック間に非常に深刻な外交危機が引き起こされたとき、新しい偵察機の必要性がさらに緊急になりました。 その後、CIAはアークエンジェル計画に新たな要件を追加し、ロッキード社が提示したさまざまな計画のレーダー信号を大幅に削減することを要求した。 新たなプロジェクトが誕生し、 牛車、NASAも参加し、新しい航空機の開発に伴う技術的進歩に関心を持っていました。
開発チームの責任者で先見の明のあるエンジニアである「ケリー」 ジョンソンは、1961 年に SR-12 の直接の先祖である A-71 (写真) を誕生させました。 設計された主なバージョンは、迎撃機、偵察機、爆撃機の 70 つでした。 迎撃機と爆撃機のバージョンは（特に XB-71 ヴァルキリーの開発資金を奪わないために）廃棄されましたが、偵察機は SR-XNUMX と改名されて生産が開始されました。
1967 年、長い構想を経て、地球外ジェットを搭載した人類史上最速の有人航空機が就航しました。
構築された 31 個の試験体は、持続飛行中の最大天井高度 (26000 m) と到達した最大飛行速度 (3529 km/h) という、今日まで続く一連の記録を確立しました。これにいくつかの古典的な記録 (たとえば、西海岸) が追加されました。東海岸まで1時間8分）。 しかし、何よりもこの航空機は、設計された任務を見事に達成しました。就航した 31 機のうち、任務中に撃墜された航空機は XNUMX つもなかったため、「アンタッチャブル」という愛情のこもったあだ名に値します。
テクニック
これほど複雑な機械を構築する際に直面する工学的問題は数多くありました。 とりわけ、十分な推力を提供でき、最も異なる高度と速度条件（低高度の亜音速領域から 26000 メートルの超音速領域まで）で動作できる適切なエンジンを見つける必要があります。 選ばれたのは、高マッハ数で動作するように設計されたまだ開発中のエンジン、プラット＆ホイットニー J58 でした。
この装置はアフターバーナーを備えた古典的なターボジェットで構成されていましたが、興味深い特徴がありました。 圧縮ステージが高速で失速し、飛行マッハが 2.2 を超える場合に流入する空気流を管理できないという問題を克服するために、空気の吸入作用によって適切に圧縮された流入流を直接搬送する隔壁が移動されました。アフターバーナー室に接続され、圧縮機自体、主燃焼室、タービンがサイクルから除外されます。 こうして変形したエンジンはステーター（ラムジェット）となった。
ラムジェットは航空エンジンの一種で、可動機械部品 (タービンやコンプレッサー) を一切備えていませんが、超音速飛行中に吸気口で発生する衝撃波を利用して流れを圧縮し、チャンバー内での燃焼とノズルの噴射を実行します。
したがって、このプロセスの基本的なコンポーネントは特定の空気取り入れ口であり、その幾何学形状により、一連の斜めの衝撃波の生成を通じてエンジンに入る流体の圧縮が可能になり、アフターバーナーでの直接燃焼に適したものになりました。 このソリューションでは、新しい熱力学サイクルから除外されたターボ機械の動作に関連するエネルギー損失が排除されたため、消費量の改善も可能になりました。
したがって、エアインテークの設計が焦点となり、エンジニアの努力はそこに集中しました。 すでに述べたように、航空機が直面する幅広い高度と速度、および採用されたエンジンの種類の両方に対して、適切な速度と圧力で適切な量の空気をエンジンに供給できなければなりません。 したがって、格納可能なプラグと、それに続く可変形状の収束発散ダクトを備えた複雑な形状が選択されました。
亜音速ではプラグが完全に引き出され、エンジンの捕捉領域が最大化されました。 超音速場では、装置はマッハ 4 増分ごとに約 0.1 cm 引き戻されました。
スパインの形状により、他の構造で得られる通常の衝撃波よりも強度の低い斜めの衝撃波を生成することが可能になりました。衝撃波は速度ベクトルの垂直成分にのみ作用するため、流体の速度が低下して圧縮されました。 この最初の衝撃波列の作用を受けた後、空気はエンジンの外壁とプラグ自体の最初の部分で構成されるコンバージェント・ダイバージェント・ダクト内に搬送され、そこで他の斜めの波が形成され、垂直方向の波が形成されます。衝撃波。 技術者らの目的は、この通常の衝撃波をダクトの喉部に置くことでした。この領域では流体の速度がマッハ 1 に近かったため、波の強度は流れのマッハに依存するからです。作用は非常に弱いため、エネルギー損失はほとんど発生しません。
さまざまな速度で喉の衝撃波を維持するために、一定量の空気を除去することで吸気口内の圧力と温度を管理するバイパスダクトが設計されました。 さらに、プラグの動きにより、コンバージェント・ダイバージェント・ダクトの形状を変更することが可能になり、さまざまな飛行速度でスロート部でマッハ 1 に近い速度を得ることができました。 これらの動作条件に達すると、空気の取り入れが開始されます。つまり、エネルギー損失がほとんど発生せず、ラムジェットに高圧の流れが提供されます。 このエンジニアリングの傑作は、145 KN の推力を提供し、航空機に必要なさまざまな飛行速度で動作できるエンジンの誕生につながりました。
構造の設計にも問題がなかったわけではありません。 実際、高マッハで飛行すると、空気の流れと壁との接触によって生じる摩擦により、機体の過熱が発生しました (機体の色が黒から青に変わるほどでした!)。 いくつかの地域では温度が 300 °C に達したため、当時使用されていた古典的なアルミニウム合金は使用できませんでした。 その代わりに、ほぼ完全にチタンコーティング (セルの 90%) がデビューしました。これは、高コストにもかかわらず、高温での機械的特性の劣化を受けませんでした。
タンクの設計も特に複雑でした。 実際、高温により使用される材料が膨張するため、破損を避けるために、材料が占有できる自由な空気空間を残す必要がありました。 このように設計されたタンクは高速時のみ気密になり、離着陸時に燃料漏れが発生しました。
SR-71 はまた、レーダー設置面積を減らすために構造的解決策が使用された最初の航空機でもあり、レーダー断面積 (受信レーダーの方向にレーダー信号を反射する機体の能力の測定値) を大幅に減少させました。 適切なレーダー吸収パネルが研究され、構造加熱に関連する放射率を下げるために機体は黒く塗装されました（これが「ブラックバード」という愛称の由来です）。 したがって、これは、次の要件に重点を置いて開発を行った最初のプロジェクトであると言えます。 stealthiness.
写真: アメリカ空軍 / NASA / CIA / ウェブ
