دراوایل دهه شصت میلادی,پس از ساقط شدن هواپیمای جاسوسی وبلندپروازU-2 توسط روسیه,ایالات متحده تصمیم به جایگزین سازی هواپیمایی کاراتر,قدرتمندتروباقابلیتهایی به مراتب بالاترازu-2 گرفت.
نتیجه تمام تحقیقات وبازنگریها ,هواپیمایی موسوم بهsr-71 ملقب به(black bird :پرنده سیاه)محصول شرکت لاکهید مارتین بود که به راستی درآن سالها میتوان آن را هواپیمایی جلوتر از زمان نامید.
این هواپیمادرسال 64 میلادی ساخته شدوطراحی آن توسط سرمهندس شرکت لاکهید مارتین یعنی کلی جانسون انجام ودرسال1966 عملیاتی شد.
اس آر 71 یک هواپیمای شناسایی برای پروازباسرعت 3برابرصوت است ودارای دوخدمه است که درکابین جلو خلبان ودرکابین عقب مسئول استفاده ازدوربین وسیستم ناوبری قراردارد.
زمانی که این هواپیما اولین پروازش راانجام داد باعث شگفتی شد, شگفتیهایی مانند سرعت آن, ارتفاع پرواز آن, موتورهای عجیب وخارق العاده آن,بدنه ایرودینامیک وهمچنین استیلز (رادارگریز) آن و...همه باعث شگفتی شدند.
Sr-71 ملقب به black bird برخلاف ظاهر مخوف وجالبش یک جنگنده یا بمب افکن نیست,بلکه یک هواپیمای جاسوسی فوق پیشرفته وگرانقیمت است.
خدمه این هواپیمااز دونفر تشکیل میشود که هیچکدام ازآنها نبایدکمتر از 25 سال وبیشتر از 35 سال سن داشته باشندو پیش از هرپرواز باید آزمایشهای سلامت پزشکی راانجام دهند, سپس خلبانان لباسهای ویژه ای که مخصوص پرواز با black bird است را میپوشندوباکمک اکسیژن خالص تنفس میکنند.
.
ازعجایب این هواپیما این است که باوجودگذشت بیش از 4 دهه ازساخت آن, همچنان رکورددار سریعترین هواپیمای سرنشین دار جهان است.
اکثر منابع اطلاعاتی هوانوردی سرعت black bird را 3/3 ماخ (4009 کیلومتر درساعت) وارتفاع پروازی آن را 85000 پا (تقریبا 26500 متر) میدانند.
از رکوردهای بی نظیر این هواپیما, ثبت پرواز تاریخی یک ساعت وپنجاه و چهار دقیقه وپنجاه وشش ثانیه ای آن از نیویورک به لندن است که دراول سپتامبر1974 انجام شد.
یکی ازخصوصیات بارز این هواپیما, موتور خارق العاده آن موسوم به توربورمجت میباشد.
باتوجه به اینکه این هواپیما میبایست درسرعتهای بالای3ماخ (سه برابرسرعت صوت)به عملیات وگشتزنی میپرداخت,موتورهای جت مرسوم ومتعارف آن زمان(توربو جت و یا توربوفن)توانایی فعالیت مداوم درآن سرعت را نداشتند وبنابراین باید از موتورهای خاصی استفاده میکردندکه توانایی رساندن این هواپیما به سرعتهای دلخواه را داشته باشد.
پس ازتحقیقات گسترده به این نتیجه رسیدندکه از موتورهایی موسوم به رمجت که بیشتر درموشکها مورد استفاده قرار میگیردودسترسی به سرعتهای بالا را ممکن میسازد, استفاده کنند.
اما موتورهای رمجت درسرعتهای پایین(که معمولا کمتر از یک ماخ را شامل میشوند)عملا فاقد کارآیی هستند,به عبارت دیگربرای استفاده ازچنین موتورهایی به سرعت اولیه نیاز است وطبیعتا درصورت بکاربردن چنین موتوری, این هواپیما می بایست از هواپیمایی مادر برای رسیدن به چنین سرعتهایی بهره میبردو برای فرود نیز مشکلاتی برسر راه بودودرحقیقت هدف از ساخت این هواپیما,هواپیمایی مستقل از هرمنبع وقابل عملیات درهرسرعتی بود.
از اینجا بود که کارشناسان به فکر ساختن موتوری ترکیبی, که متشکل از دو موتور توربو جت و رمجت درداخل یک پوسته باشد افتادند که درنهایت شرکت با سابقه وخوش نام پرت اند ویتنی با معرفی موتور توربورمجت j-58 توانست این نیاز را برآورده کند.
کارکرد این موتور به گونه ای بود که موتور توربوجت در هسته مرکزی موتور رمجت قرار گرفته بود وبا استفاده از قابلیت توربورمجت آن سرعت اولیه هواپیما که در حدود 2000 مایل در ساعت(3220کیلومتردرساعت)بودرا تامین میکرد وبعد از این سرعت موتورها تنها به حالت رمجت شروع به کار کرده ودستیابی به سرعتهای بالاتر را عملی میساختند.
یکی دیگر از شگفتیهای این هواپیما این است که در تمام طول پرواز پس سوز این هواپیما روشن است.(پس سوز: afterburner سیستم شتاب دهنده آنی که برروی موتورجت هواپیماهای مافوق صوت نصب میکنند.)
در هواپیماهای متعارفی که ازسیستم پس سوز استفاده میکنند,به دلیل مصرف زیادسوخت وایجاد حرارت بسیار بالادرهنگام فعالیت پس سوز,حداکثر زمان استفاده از پس سوز 5 دقیقه میباشد ,در غیر اینصورت خروجی موتور ذوب شده وموتور از کار خواهد افتاد.
اما در این هواپیما دریچه هایی در داخل محفظه موتور قرار گرفته اندکه جریان عبوری هوا را از حالتهای 1-گذر از داخل هسته موتور یا همان موتور توربوجت 2- گذر از کنار هسته موتور یعنی موتور رمجت کنترل میکند.
در سرعتهای پایین ,قسمتی ازاین دریچه ها بسته شده وجریان هوا ناچار ازداخل موتور توربوجت عبور کرده ودر این هنگام موتور رمجت نقش پس سوز موتور توربوجت را ایفا کرده درنتیجه هواپیماسریعترقادر به سرعتگیری وتولید نیروی لازم برای برخاست ورسیدن به ارتفاع وسرعت مناسب میشود, تازمانی که شرایط لازم برای فعالیت مفید موتور رمجت فراهم شود.
در این هنگام دریچه های مربوط به موتور رمجت باز شده وهوای مورد نیاز موتور رمجت فراهم شده وبدلیل بوجود آمدن پدیده رم افکت در سرعتهای بالا,هوا متراکم شده وبه انتهای موتور یا در حقیقت همان قسمت پس سوز هدایت میشود. این قسمت در سرعتهای پایین نقش پس سوز و در سرعتهای بالا نقش محفظه احتراق موتور رمجت را ایفامیکند.
در این قسمت هوای متراکم منفجرشده ودقیقا همانند یک موتور رمجت در سرعتهای بالا تولید نیرو میکند وهمین ابداع باعث شد که هواپیمای sr-71 به هواپیمایی باسیستم پس سوز قابل عملکرد مداوم تبدیل شود.
از دیگرمزایای این هواپیما این است که سرعت بالایش آن رادربرابر حملات موشکی ایمن میسازد.
اگرچه در طراحی این هواپیما از ایده هایی جهت استیلز (رادار گریزی)نمودن آن استفاده شد وجهت کاهش بازتاب راداری آن اقدامات بسیار موثری انجام داده شد اما درعمل حرارت بالای ایجاد شده دربدنه این هواپیما در اثر اصطکاک (426درجه سانتیگراد) آن رابه یک هدف بزرگ مادون قرمز تبدیل میکند و در نتیجه این هواپیما حتی از فواصل طولانی توسط رادارهای کنترل هوایی قابل رهگیری میباشد.
با اینحال تاکنون بیش از چهارهزار تلاش برای رهگیری وانهدام این هواپیما شکست خورده است واز 32 فروند تولید شده آن,هیچکدام توسط دشمن سرنگون نشده اند.
بالهای این هواپیمااز تیتانیوم مقاوم دربرابر حرارت ساخته شده اند تابتوانند دمای بالای 400 درجه سانتیگرادناشی از سرعت بالای این هواپیما راتحمل کند.
برای حفظ دمای داخل هواپیما,درون بدنه آن با آسترحرارتی مناسبی پوشش داده شده است تادمای بالای بدنه آن بر روی سامانه های درون هواپیما تأثیرنگذارد.
خصوصیت مخروط ورودی هوای موتور:
در مجرای ورودی هوای موتورهای این هواپیما شیئی مخروطی شکل تعبیه شده است که وظیفه تنظیم هوای ورودی موتور و تبدیل موتور از حالت توربوجت به رمجت وبالعکس را برعهده دارد.
این قطعه در سرعتهای پایین ودر هنگام برخاست هواپیما به سمت جلو حرکت میکند ودر سرعتهای بالا عقب رفته و بدین صورت امواج ضربه ای ناشی از سرعت بالا را کنترل کرده و گرچه هواپیما دارای سرعت بالای صوت (سوپرسونیک) باشد این قطعه هوای ورودی را کنترل کرده وبا سرعت ساب سونیک (یعنی کمتر از سرعت صوت) وارد موتور میکند.
مسئله جالب درمورد این هواپیما این است که درهنگام سکون برروی باند ,از باکهای آن سوخت نشت میکند. طول بدنه این هواپیما در سرعت بالای 3ماخ بر اثر پیشرانه قوی وحرارت تولیدشده دراثراصطکاک باهوا, 32cm افزایش پیدامیکند وهنگام فرود دراثر انبساط وانقباض قسمتهایی از جایگاه سوخت سوراخ میشود.به همین دلیل برای هر پرواز آن , حدود35 ساعت کار برروی هواپیما نیاز است. درواقع بزرگترین چالش طراحی sr71 تولیددمای بالای آن بود.
جهت مقابله با تغییرات انبساطی درحرارتهای بالا قطعات بدنه این پرنده طوری ساخته شده اند که درشرایط عادی کمی از هم فاصله داشته باشند تا در پرواز وحرارتهای بالا قابلیت انبساط داشته باشند.اما جهت آب بندی قطعات بالها ماده ای که در حرارت بالاتر از 400 درجه سانتیگراد ذوب نشود وهمچنین خاصیت انعطاف پذیری لازم را داشته باشد, یافت نشد ولذا یکی از عوامل نشتی سوخت همین فاصله موجود بین قطعات بال میباشد.
این مسأله به خودی خود بسیارخطرناک است.زیرادرسرعتهای بالا باگرم شدن بدنه هواپیما,میتوانست باعث آتش سوزی وانفجارمخازن سوخت شود. ازاین روسوخت جدیدی برای این هواپیما ساخته شدکه(jp-7) نام داشت ودارای دمای اشتعال بسیار بالایی بود.
ازاین سوخت همچنین,به عنوان مایع خنک کننده بدنه وروغن هیدرولیک موتورهواپیمانیز استفاده میشود.
برای جلوگیری از نشتی واتلاف سوخت , به ناچار هواپیما , در مرحله اول ,فقط به مقدار برخاستن از باند سوختگیری نموده وسپس در نزدیکی همان فرودگاه با سوختگیری هوایی ,هر شش مخزن سوخت خود راپر میکند وبعداز آن عملا پروازش را آغاز میکند.
ازاین هواپیماحداکثر35 فروندتولیدشد.
این هواپیما فاقد دیتالینک(تجهیزات ارسال آنلاین اطلاعات) بوده واطلاعات جمع آوری شده توسط آن, پس از بازگشت به پایگاه, انتقال داده میشد.
پروژه بلک برد درسال 1989 به دلیل هزینه های بالای آن وکمبود بودجه نیروی هوایی ایالات متحده وهمچنین با ورود جنگنده های میگ31 روسیه که دارای رادار و موشک مناسب برای سرنگونی این هواپیما بود وهمچنین سامانه پدافندی اس 300, درنهایت تعطیل شد وپرنده سیاه بازنشسته شد, اما بزودی درسال 1994وباتصویب بودجه ی 100 میلیون دلاری از طرف کنگره آمریکا,سه فروند از آن دوباره وارد خدمت شدند.
این هواپیما اکنون تنها برای کاربردهای تحقیقاتی درمورد لایه های فوقانی جو توسط سازمان فضایی ایالات متحده، ناسا مورد استفاده قرار میگیرد.
مشخصات
تولیدکننده=آمریکا,لاکهید
پیشرانه = دوموتور توربورمجت پرت اند ویتنی j-58 با پس سوز دائم 32500 پوند هر موتور (145) کیلو نیوتون نیرو
حداکثرسرعت = 3/3 ماخ (4009کیلومتر درساعت)
بیشترین وزن برخاست = 78000 kg
وزن خالی =60000 kg
نرخ اوجگیری = 60 متر بر ثانیه
برد = بیش از 6000 کیلومتر بدون سوختگیری
سقف پروازی =رکورد25925 مترراثبت نموده است
طول بدنه = 32/74 متر
پهنای بال = 16/94متر
مساحت بال = 170مترمربع
ارتفاع = 5/64متر
تعداد خدمه =2نفر
سال ورود به خدمت = 1964 میلادی
ماخ = سرعت صوت - 1ماخ :سرعت 1215 کیلومتر درساعت درفشار یک اتمسفر
منابع ------------------------------------------------------------
دنیای هواپیمایی/تالیف کاپیتان محبتی/چ اول/مهر1350/ص195الی198
فرهاد کاشانی. لاکهید SR-۷۱ بلک برد. . ماهنامه نوآور اول، ش. ۵ (بهمن ۸۳): ۳۹.
http://www.sr-71.org/blackbird/sr-7
http://www.fas.org/progr…/…/man/uswpns/air/special/sr71.html
http://en.wikipedia.org/wiki/SR-71_Blackbird
http://www.aerospacetalk.ir/index.php…
http://leimer.blogfa.com/post-93.aspx
https://en.wikipedia.org/wiki/Lockheed_SR-71_Blackbird
http://www.forum.98ia.com/t594049.html
