Lockheed Martin

A-12 «BlackBird»
стратегический разведчик

    Проект А-12 был выполнен по модифицированной схеме "бесхвостка" с крылом, плавно сопрягающимся с фюзеляжем, позже такая схема получила название интегральной.
    Треугольное среднерасположенное крыло с положительным углом стреловидности по передней кромке 60° и отрицательным в 10° - по задней, имело очень тонкий двояковыпуклый профиль. С внешней стороны гондол двигателей применена коническая крутка носка крыла. Характерный внешний вид самолету придают развитые боковые наплывы, занимающие до 40% длины фюзеляжа, подобные боковые выступы сделаны и на внешних бортах гондол двигателей. Наплывы выполняют роль фиксированных передних поверхностей схемы "утка". Они оказывают благоприятное влияние на несущие свойства крыла, улучшают продольную и боковую устойчивость самолета, уменьшают изгибающий момент, действующие на носовую часть фюзеляжа.
    Крыло многолонжеронной конструкции имеет кольцевые рамы для крепления гондол ТРД. На задней кромке каждой плоскости имеется по два элевона с максимальным углами отклонения +/-12". Других поверхностей управления или средств механизации не предусмотрено.
    Хвостовое оперение состоит из двух цельноповоротных килей, смонтированных на гондолах ТРД и установленных под наклоном 15° к вертикали с завалом к продольной оси самолета. Максимальные углы отклонения килей +/-20". Возможно как совместное отклонение килей, так и индивидуальное.
    Уменьшение ЭОП, наряду с достижением огромных скоростей и высот, считалось одним из основных требований к самолету. На малозаметность "работали" удлиненный боковой профиль фюзеляжа и гондол двигателей, плавное сопряжение гондол, крыла и фюзеляжа, боковые наплывы и отклоненные внутрь кили. Примечательно, что площадь вертикального оперения считалась, исходя из соображений приемлемой управляемости, а не устойчивости, которую должна была обеспечивать специальная гироскопическая система. В конструкции боковых наплывов, носков крыла, элевонов использовался радиопоглощающий сотовый заполнитель из пластика.

    Много проблем возникло из-за нагрева самолета при длительных полетах со скоростью в три раза превышавшей скорость звука. Температура обшивки варьировалась от 230 до 650 градусов, а длина фюзеляжа увеличивается от нагрева на 10 см. При этом температура за бортом до -60°С, т.е. рабочий диапазон составляет более 700°. Поэтому 93 % конструкции планера было изготовлено из прочного титанового сплава В-120 (Beta-120/ Ti-13V-11Cr-3A1) . Это был дорогой и труднообрабатываемый материал. Первоначально до 80% поставок Titanium Metals Corporation браковалось. Только в 1961, когда должностные лица компании были посвящены в значение и приоритетность программы OXCART, поставки титановых изделий наладились.
    Из-за неравномерного нагрева конструкции в ней возникают значительные термические напряжения, приводящие к деформации основных узлов самолета. Для снижения напряжений использовали термокомпенсаторы. На А-12 их роль выполняла гофрированная обшивка крыла с расположением волн гофра параллельно оси фюзеляжа, при тепловом расширении панели обшивки напряжения в конструкции не выходят за заданные пределы, а прирост аэродинамического сопротивления незначителен.Сборка A-12-06939
    По контракту требовалось принять все меры к снижению ЭПР A-12. В ноябре 1959 начались электромагнитные испытания макета А-12, установленного на пилоне на специально подготовленном полигоне Groom Lake, Nevada. В ходе доработок, длившихся 18 месяцев, А-12 получил характерную «кобровидную» форму - непрерывно изгибающийся контур без острых углов и наплывы по бокам фюзеляжа. Как оказалось, наплывы не только не ухудшили аэродинамику, но и увеличили подъемную силу и устойчивость самолета на больших скоростях. Небольшие кили, установленные на концах гондол двигателей, наклонили на 15о от вертикали к центру самолета. Фирма разработала радиопоглощающую шиповидную конструкцию с пластиковым сотовым наполнителем, которая использовалась на А-12 при изготовлении боковых наплывов, носков крыла и элевонов. Ок. 20 % крыла (по площади) выполнено с применением такой конструкции, выдерживавшей нагрев до 275оС. Черная краска, изготовленная на ферритовой основе, не только рассеивала тепло, частично отводя его с поверхности самолета, но и уменьшала радиолокационную заметность самолета. За характерную окраску самолет и получил прозвище - BlackBird (Черный дрозд).
    Фюзеляж, крыло (стреловидность по передней кромке - 60о) и др. элементы самолета имели сложную форму, которая позволила достигать высоких аэродинамических характеристик самолета на различных режимах полета. Особенностью самолета стало применение цельноповоротных килей, консольно закрепленных на мотогондолах и наклоненных в сторону фюзеляжа на угол 15о. По сравнению с традиционным вертикальным оперением с рулем поворота применение этого технического решения позволило не только снизить площадь оперения, но и со значительно меньшими потерями устранять разнотяг двигателей, возникающий из-за их несогласованной работы, помпажных явлений или в случае отказа одного из них. Одновременно удачно решилась задача охлаждения шарнирных узлов, а наклон килей снижает обратную реакцию по крену при их отклонении. Кили в зависимости от режима полета поворачивались синхронно или асинхронно. Самолет имел собственную неустойчивость на больших скоростях, и его устойчивость обеспечивалась аналоговой системой.
    В целях экономии веса одноместная кабина не была оборудована защитой от нагрева и все системы жизнеобеспечения подключались непосредственно к скафандру пилота. Кабина A-12 #06924
    Для защиты электрических контактов от нагрева применялось напыленное золото. Был разработан новый состав топлива и смазки и изоляционные материалы. Для создания фотокамеры были привлечены фирмы Perkin-Elmer, Eastman Kodak и Hycon. Все 3 вида разработанных ими камер (Тип I, II и IV) были закуплены для программы OXCART. Использовалась также инфракрасная стереокамера FFD-4, разработанная в 1964 Texas Instruments Corporation по проекту TACKLE для U-2. Для защиты камер от нагрева было создано специальное окно из кварцевого стекла, сплавленное с металлической рамой с применением ультразвука.
    Для увеличения «потолка над целью» в ходе разработки вес самолета был снижен на 450 кг, а запас топлива увеличен на 900 кг.
    Двигатели фирмы «Пратт-Уитни» J.58 (JT11D-20A), развивали на форсаже тягу в 14470 кгс. На скорости М=3 ТРД давал только 18 % тяги, остальное обеспечивалось форсажной камерой, работающей в режиме прямоточного воздушно-реактивного двигателя. Для устойчивого потока воздуха на входе двигателей, их вынесли за пределы скачка уплотнения от носовой части самолета. Воздухозаборники регулируемые - конусы в зависимости от скорости и высоты полета перемещались на 90 см, управляя скачками уплотнения и тормозя входной поток. Поскольку на скорости М=3,6-3,8 ударная волна попадала в двигатели, вызывая помпаж, скорость Blackbird ограничивалась М=3,2.
    Расположение двигателей на крыле позволило уменьшить изгибающий момент от подъемной силы, а следовательно, и снизить на 10-15% массу конструкции крыла и удельную нагрузку на него, что для высотного самолета очень важно. Снижению массы конструкции планера способствовало также сужение диапазона эксплуатационных перегрузок до -1 - + 3,5.
    Обычный авиационный керосин не годился для заправки машины, поэтому было разработано специальное углеводородное топливо JP-7 с высокой температурой воспламенения, при этом свободный объем бака по мере выработки топлива заполняется азотом, а для запуска двигателя используется пусковое топливо - триэтилборан. Размещалось топливо в пяти фюзеляжных баках и частично в баках-отсеках в нижней части крыла (из них оно вырабатывалось в первую очередь). Топливо JP-7 использовалось и для охлаждения обшивки (шасси и БРЭО), так что к двигателям оно подавалось нагретым до 320о. Для увеличения дальности полета самолет оборудован системой дозаправки топливом в воздухе. Топливозаправку обеспечивали специально переоборудованные KC-135Q.
    Поскольку доводка двигателей J-58 задерживалась, первые 5 самолетов A-12 были оснащены менее мощными, но более надежными двигателями J-75/19W с тягой 7700 кгс, ранее используемыми на F-105, F-106 и U-2. С ними намечалось достичь высоты 15 км и скорости М=1,6.
    «Родной» P&W J58 установили лишь через 7 месяцев, но сначала только в одной мотогондоле. После того как убедились, что он работает надежно, произвели замену второго J-75. 15 января 1963 г. A-12 взлетел уже с двигателями J-58. Во время испытаний выявились постоянные утечки топлива. Для компенсации расширения корпуса при нагреве швы выполнялись с зазором, закрывавшимся специальным уплотнителем. Уплотнитель под действием агрессивного топлива терял форму и герметичность баков нарушалась. Как и с перегревом изоляции проводки, с этим пришлось бороться в течении всей эксплуатации Blackbird.

Описание
Разработчик Локхид
Обозначение A-12
Кодовое наименование НАТО BlackBird (Черный дрозд)
Тип Стратегический разведчик
Экипаж, чел. 1
Геометрические и массовые характеристики
Длина самолета, м 31,17
Высота самолета, м 5,64
Размах крыла, м 16,94
Площадь крыла, м2 166,76
Максимальная взлетная масса, кг 53070
Масса пустого самолета, кг 23587
Силовая установка
Число двигателей 2 2
Двигатель ТРДФ Pratt & Whitney J75-19W ТРДФ Пратт-Уитни J58
Тяга двигателя, кгс максимал 7800 9298
на форсаже 12030 14723
Летные данные
Максимальная скорость полета (на высоте), М= 1,6 3,2 (22000)
Практический потолок, м 15000 30000
Диапазон перегрузок, g -1/+3,5

Схема A-12

Источники информации:

  1. «SR-71 Blackbird in action» / L.Drendel, 1982 /
  2. The online Blackbird Museum
  3. The Oxcart Story
  4. Тайна «Черных дроздов» / Николай Сойко /
  5. «Бомбардировщики» / В.Ильин, М.Левин, 1997 /

Рейтинг@Mail.ru Топ-100