همه چیز در مورد هواپیمای پرنده سیاه SR73

اگرچه در سالهای اوج جنگ سرد ساخته شد وماموریتهای پنهانی زیادی انجام داد و۱۷ سال است که پرواز نکرده، اما همچنان به نظر می رسد ازآینده آمده است. هواپیمایی بدون تسلیحات نظامی و با طراحی بدنه ای شبیه یک فضا پیما که رکورد سریعترین هواپیمای با سرنشین را درسال ۱۹۷۶ شکست. رکوردی که تا هم اکنون نیز باقیمانده است.

خوب این هواپیمای مافوق صوت چگونه طراحی و ساخته شد؟

تولد پرنده سیاه

پرنده سیاه توسط لاکهید مارتین در بخش اسکانکورکز، واقع در بربانک کالیفرنیا طراحی و ساخته شد. طراحی این هواپیما بر مبنای هواپیمای شناسایی A-12 بود که برای CIA به عنوان جایگزین هواپیمای جاسوسی U2 در دهه ۱۹۵۰ ساخته شده بود. طراح پرنده سیاه مهندس هوافضای آمریکایی، کلارنس (کلی) جانسون بود که با طراحی های خلاقانه و حیرت انگیزش مهندسی هوافضا را متحول کرد.

هواپیمای شناسایی SR-71

هواپیمای شناسایی SR-71 برای نیروی هوایی ایالات متحده آمریکا ساخته شده و از سال ۱۹۶۴ تا ۱۹۹۸ در حال انجام ماموریت بود. بلک بیرد یا هابو ( نام تعدادی از مارهای سمی در زبان ژاپنی) قادر بود از تمامی موشکها یا هواپیماهایی که بدنبالش بودند پیشی بگیرد. این هواپیما چندین رکورد سرعت و ارتفاع پرواز دارد که تا حالا شکسته نشده است و یکی از اولین هواپیماهای پنهان از دید رادار بود. با وجود اینکه در ساخت آن از ابزار ابتدایی خط کش محاسبه استفاده شده بود، هر چه زمان می گذشت این هواپیما قویتر می شد. مانند این است که شما گوشی هوشمند خود را باز کنید و ببینید که مرد کوچکی با یک چرتکه در درون آن قرار دارد.

بحرانی ترین سالهای جنگ سرد

خوب چه انگیزه ای موجب ساخت این خنجر پرنده نیرومند شد؟ جواب در بحرانی ترین سالهای جنگ سرد قرار دارد. در سالهای دهه ۵۰ بعد از پایان جنگ جهانی دوم که شوروی به صورت تهاجمی بدنبال گسترش زرادخانه هسته ای خود بود، ایالات متحده آمریکا به این نتیجه رسید که نیاز حیاتی به جمع آوری اطلاعات از اتحاد جماهیر شوروی دارد.

طرح ابتکاری آسمانهای باز

با توجه به نگرانی از حمله غافلگیرانه شوروی یا حمله اتمی اتفاقی از طرف هر یک از دو طرف شوروی یا آمریکا، رئیس جمهور آیزنهاور طرح ابتکاری آسمانهای باز را ارائه داد. این طرح به هر کدام از کشورهای آمریکا و شوروی اجازه می داد که توسط هواپیما فعالیتها و تحرکات نظامی طرف دیگر را زیر نظر داشته باشند اما دولت اتحاد جماهیر شوروی با آن مخالفت کرد. در نتیجه آمریکا شروع به کار بر روی هواپیمای جاسوسی U2  نمود که اولین پروازش را در سال ۱۹۵۵ انجام داد.

هواپیمایی با موتور جت، قادر به پرواز بدون موتور

هواپیمایی با موتور جت که قادر به پرواز بدون موتور بود. U2 برای CIA طراحی و ساخته شده بود تا بتواند بر فراز آسمان اتحاد جماهیر شوروی و دیگر کشورهای عضو پیمان ورشو پرواز کند و اطلاعات راهبردی مهمی را جمع آوری کند. متاسفانه CIA توان نظامی شوروی را دست کم گرفت و در روز اول ماه مه سال ۱۹۶۰ یک فروند هواپیمای U2 به خلبانی فرانسیس گری پاورز، توسط شلیک یک موشک SA-2 سرنگون شد. پاورز به طور معجزه آسایی زنده ماند و توسط شوروی دستگیر و مجبور به حضور در یک دادگاه نمایشی و اعتراف به جاسوسی شد. خلبان پاورز در سال ۱۹۶۲ با یک جاسوس کی جی بی شوروی به نام رودلف آبل معاوضه شد.

جایگزین U2

اما جایگزین U2 در راه بود. زیر نام رمز اکسکارت، لاکهید مارتین هواپیمای شناسایی فراصوت A-12 را توسعه داده بود. ایده اصلی، ساخت هواپیمایی بود که نقطه ضعفهای U2 را جبران کند و بتواند سریعتر و بالاتر از هر چیزی در آسمانها پرواز کند. A-12 به اندازه ای سریع بود که نیازی به اسکورت و تسلیحات نظامی نداشت. به علاوه، این هواپیما از بدنه نازک، براق و مواد ویژه ای ساخته شده بود که بازگشت امواج رادار تا ۹۰ درصد کاهش می یافت.

هواپیمای A-12 شامل تمام فن آوریهایی بود که بعدا  در ساخت SR-71 از آنها استفاده شد. اولین پرواز A-12 در آپریل ۱۹۶۲ انجام شد. ۱۵ عدد از این هواپیما ساخته شد، اما تا قبل از بازنشسته شدن در ۱۹۶۸، تنها ۲۹ ماموریت بر روی ویتنام و کره شمالی انجام داد.

معرفی SR-71

در همین زمان نیروی هوایی ایالات متحده آمریکا به دنبال هواپیمایی بزرگتر، سریعتر، سنگین تر از A-12 بود که بتواند دو خدمه داشته باشد. هواپیمای جدید، هواپیمای شناسایی راهبردی SR(Strategic Reconnaissance)-71 بود.

بازمانده های بلک بیرد هم اکنون در موزه های هوانوردی و پایگاه های نیروی هوایی در آمریکا و انگلستان هستند. اما بلک بیرد از آن دسته هواپیماهایی است که به نظر می رسد اگر شما دوباره تصمیم به انجام عملیات با آن بگیرد قابلیت پرواز داشته باشد. با وجود اینکه این هواپیما بازسازی شده است ولی SR-71 به هیچ عنوان هواپیمای کوچکی نیست.طول آن ۳۲٫۷۴ متر ، پهنای بالها ۱۶٫۹۴ متر، ارتفاعش ۵٫۶۴ است. بلک بیرد با این ابعاد در هر موزه یا گالری می تواند هر بیننده ای را مسحور کند. وزن خالی SR-71، ۳۰۶۰۰ کیلوگرم بدون سوخت و با مخزن سوخت پر ۶۹۰۰۰ کیلوگرم است.

مشکلات تیتانیوم

در حقیقت SR-71 بزرگترین چیزی بود که تا آنزمان با تیتانیوم ساخته شده بود، مساله ای که موجب بروز مشکلات زیادی برای تیم طراحی شد. اولین مشکل این بود که تیتانیوم فلز کمیابی است و به اندازه کافی در آمریکا موجود نبود. بنابراین آمریکا با استفاده از شرکتهای واسطه و به صورت مخفیانه تیتانیوم مورد نیاز خود را از سراسر جهان، از جمله کشور اتحاد جماهیر شوروی تهیه کرد. در نظر داشته باشید که در یک نوبت ۸۰ درصد از تیتانیوم خریداری شده از کیفیت و استاندارد مناسبی برخوردار نبود.

کار با فلز تیتانیوم

مشکل دیگر این بود که کار با فلز تیتانیوم بسیار دشوار است و در طراحی و ساخت آن می بایستی از تکنیکهای ویژه ای استفاده شود. برای مثال شیشیه بیرونی کوارتزی می بایستی برای اتصال به قاب تیتانیومی هواپیما با استفاده از امواج فرصوت جوش داده شود. به علاوه پوسته هواپیما صاف و هموار نبود و به صورت چیندار بود. این باعث می شود که پوسته هواپیما در زمان داغ شدن به صورت افقی و عمودی قابلت اتساع داشته باشد. اگر پوسته هواپیما صاف و کشیده بود در زمان داغ شدن ومنبسط شدن شکافته می شد.

نشتی بنزین هواپیما

مشکل دیگر نشتی بنزین هواپیما بود. از آنجایی که بدنه هواپیما در زمانی که حرارت بسیار بالا می رفت منبسط می شد، پنلهای تیتانیومی در زمانی که هواپیما بر روی زمین بود خیلی چفت نبودند. در نتیجه در مخزن سوخت به خوبی بسته نمی شد و سوخت از آن نشتی می کرد. زمانی که حرارت بدنه افزایش می یافت به دلیل انبساط، در مخزن سوخت به خوبی محکم می شد.

مزایای تیتانیوم

به نظر می آید که تیتانیوم فقط موجب بروز مشکلات شده بود. ولی در مقابل مزایای زیادی هم داشت. حرارت بسیار بالایی که در زمان حرکت با سرعت بالاتر از ۳ ماخ بوجود می آمد موجب می شد که تیتانیوم در طی سالها مستحکمتر شود. هر زمانی که بلک بیرد با سرعت فراصوت پرواز می کرد به مانند این بود که بدنه هواپیما در کوره قرار گرفته و موجب محکم تر شدن تیتانیوم می شد.

استیلث در دهه ۱۹۶۰

SR-71 اولین هواپیمایی نظامی بود که بعد از برخاستن از زمین ناپدید می شد. هواپیما به گونه ای طراحی شده بود که تا حد امکان پنهان باشد. با وجود نام بلک بیرد این هواپیما سیاه نیست. رنگ بلک بیرد آبی خیلی تیره بود تا درآسمان شب ناپیدا باشد.

زاویه های چاقو مانند و انحناهای چشم نواز SR-71 تنها به منظور آئرودینامیک بودن هواپیما نیست. اینها برای کم کردن سطح مقطع هواپیما است تا کمترین بازتاب را در رادار داشته باشند.  کامپوزیتهای با دمای بالا که در میان آنها مواد سرامیکی آهنربایی تعبیه شده بود، انرژی را جذب می کردند. در حقیقت به مثابه تثبیت کننده هایی بودند که از کامپوزیت ها ساخته شده بود. اولین بار بود از چنین موادی برای ساخت هواپیما استفاده می شد.

دلیل استیلث شدن هوایپما

استیلث شدن هوایپما به دلیل انحناهای تیز و تند طولی بدنه هواپیما است که مانند چاقویی در دوطرف هواپیما با بالها ترکیب می شوند. هنگامی که هواپیمای SR-71 به پرواز درآمد مهندسان از نیروی بالا برنده و کارآیی بالای این هواپیما که به دلیل همین انحناهای منحصر بفرد بدست آمده بود، متعجب شدند. انحناهای بدنه هواپیما بلک بیرد موجب پایداری بالا، کاهش وضعیت واماندگی و توانایی حمل بار بیشتر گردید.

سطح مقطع این هواپما در رادار ۱۰ متر مربع است که در حدود هواپیمای سبک شخصی J-3 Piper Cub است. به علاوه، سوخت هواپیما از توری سزیمی عبور می کرد که موجب می شد گازهای خارج شده از اگزوز این هواپیما کمتر قابل مشاهده در رادار باشند. ترکیب همه این تجهیزات موجب شد که بلک بیرد تقریبا از دید رادار پنهان باشد. اگرچه رقابت با اتحاد جماهیر شوروی بسیار دشوار بود و پیشی گرفتن در این مسابقه همیشه سخت بوده است.

یک ماشین خارق العاده

هواپیمای SR-71 دو موتور Pratt & Whitney J58-1 داشت که هر کدام نیرویی برابر ۱۵۱ هزار نیوتن تولید می کرد و این قابلیت را به هواپیما می داد که در ارتفاع ۲۵۹۰۰ متری به حداکثر سرعت ۳٫۳ ماخ (۳۵۴۰ کیلومتر در ساعت) دست پیدا کند. اگرچه برد مسافتی این هواپیما ۵۴۰۰ کیلومتر بود، می توانست در هوا سوخت گیری کند و به برد مسافتی بسیار زیادی دست یابد. همه این قابلیتها در کنار هم نیروی هوایی ایالات متحده آمریکا را دارای یک ماشین خارق العاده کرده بود.

در کابین خلبان

خوب، پرواز با بلک بیرد چگونه بود؟ تعجب آور نیست که مراسم پیش از پرواز با هواپیمایی که برای حرکت در ارتفاع و سرعت خیلی بالا طراحی شده مانند فضانوردان باشد. قبل از هر ماموریت، ابتدا آزمایشهای پزشکی از خلبانان به عمل می آمد، سپس نقشه های پرواز بدقت برای آنان توضیح داده می شد.

سپس آنها یک صبحانه سرشار از پروتئین که شامل تخم مرغ و استیک بود میل می کردند. بنابراین مطمئن می شدند که خدمه پرواز برای یک پرواز طولانی به اندازه کافی غذا خورده اند. وعده غذایی به گونه ای طراحی می شد که نیاز به توالت رفتن را به حداقل برساند.

سپس خدمه، لباس مخصوص پرواز که توسط کمپانی دیوید کلارک طراحی شده بود و ۱۲۰۰۰۰ دلار آمریکا قیمت داشت را به تن می کردند. به علت پرواز در ارتفاع بسیار بالا این لباس شبیه لباس خدمه شاتل فضایی بود با هلمتی که برای جلوگیری از کاهش  ناگهانی فشار کابین خلبان، امکان تنفس اکسیژن خالص را برای آنها فراهم می کرد.

در زمان اجکت اضطراری

به علاوه، در زمان اجکت اضطراری در سرعت ۳٫۲ ماخ، دمای خدمه به حدود ۲۳۰ درجه سانتیگراد می رسید. سپس دما به زیر صفر کاهش میافت که همزمان موجب یخزدگی و خفگی خدمه می شد. در هنگامی که خون آنها در شرایط نزدیک به خلا، در ارتفاع بالای نه دهم اتمسفر زمین به حالت جوش در می آمد، سطح بسیار بالای حفاظت به معنای واقعی کلمه حیاتی بود.

به محض اینکه خلبانان آماده پرواز می شدند، آنها با یک ون که دارای صندلی با  دسته های تاشو بود، به SR-71 منتقل می شدند. بعد از بازگشت از ماموریت، خلبان در صندلی جلو و افسر سامانه شناسایی در صندلی عقب می نشست. خلبان بعد از ورود به کابین می بایستی صبورانه منتظر می شد تا اعضای تیم همه موارد را کنترل کنند، صندلی پرتاب را مسلح نمایند، درکابین را ببندند و هواپیما را برای پرواز آماده سازند.

برخاستن از زمین

هواپیمای SR-71 دارای استارت نبود. بنابراین برای راه اندازی موتورهای J58 نیاز بود که دستیار استارت دو موتور Buick V8 را به شفت موتور هواپیما متصل کند وسپس موتورها را روشن سازد. دور موتورها به ۳۲۰۰ دور در دقیقه می رسید. این سیستم استارت بعدا در پایگاه های اصلی SR-71 با یک ابزار بادی که با هوای فشرده کار می کرد، جایگزین گردید.

اگرچه مقر اصلی برنامه ریزی بلک بیرد در آمریکا بود اما دو پایگاه اولیه این هواپیما در میلدنهال نیروی هوایی سلطنتی واقع در انگلستان و کادنا اف ای بی در اوکیناوا کشور ژاپن قرار داشتند. هرجایی که قرار داشت، روال بلند شدنش از زمین یکسان بود. پرنده بزرگ به سمت ابتدای باند تاکسی می کرد. به محض دریافت سیگنال حرکت، موتورهای قدرتمندش اجازه می دادند که به سمت آسمان پرواز کند.

مانوری برای ایمنی

این بلند شدن سریع، برای نمایش نبود؛ بلکه مانوری برای ایمنی بود. خلبان می بایستی تا حدامکان سریع از زمین برخیزد تا اگر موتورها به مشکل می خوردند امکان فرود و یا استفاده از صندلی پرتاب را داشته باشد.

پرواز این هواپیما خارج از برنامه کنترل ترافیک هوایی بود و از لحظه برخاستن تا زمان برگشت و فرودش سکوت کامل رادیویی رعایت می شد. بنابراین گوشهای نامحرم چیزی در مورد این هواپیما یا هدفش نمی دانستند.

سوخت گیری مجدد

اولین کاری که بلک بیرد بعد از برخاستن انجام می داد، سوخت گیری در هوا بود. این کار به دلیل مصرف زیاد سوخت در زمان برخاستن و یا علت نشتی بنزین پانلهای تیتانیومی نبود. برای جلوگیری از تحت فشار بودن سازه هواپیما، بلک بیرد عمدا بدون سوخت نگهداری می شد. به این معنی بود که فضای خالی مخزن سوخت از هوا پر می شد که می بایستی با فشار خالی می شد.

برای سوخت گیری از ناوگانی متشکل از ۳ هواپیمای  KC-135Q Startotankers که ویژه این ماموریت تغییر یافته بودند، استفاده می شد. در پایان سوخت گیری، ۶ مخزن اصلی بلکبیرد با ۳۶۴۰۱ کیلوگرم سوخت پر شده بود و فضای خالی باقیمانده نیز با نیتروژن برودتی پر می گشت.

ارتفاع و شتاب گرفتن

به محض اینکه بلکبیرد از روی زمین بلند می شد، به سمت انجام ماموریتش رهسپار می گشت. هواپیما شتاب می گرفت تا به سرعت بالای سرعت صوت و فراتر از ۳ ماخ دست یابد.

۲ موتور پت و ویتنی J58 این امر را ممکن می ساختند. هر کدام از این موتورها ۱٫۴۵ متر عرض و ۵٫۴۴ متر طول داشتد و زمانی که داغ می شدند ۱۵ سانتیمتر افزایش طول پیدا می کردند. وزنشان حدود ۲۷۰۰ کیلوگرم بود و ۳۴۰۰۰ پوند نیرو تولید می کردند.

این موتورها از ابتدا برای نیروی دریایی ایالات متحده آمریکا طراحی شده بودند و توربورم جت نامیده می شدند. زیرا هم کار توربو فن را انجام می داند و هم به عنوان رمجت عمل می کردند. این باعث میشد که در سرعت بالاتر از ۳٫۲ ماخ از شدت حرارت ذوب نشوند.

حرارت مشکل همیشکی این هواپیما بود. زمانی که فرود می آمد، خدمه باید مراقب بودند که با بدنه هواپیما تماس پیدا نکنند. موتور هواپما از روغنی به عنوان روان کننده استفاده می کرد که در دمای ۳۱۵ درجه سانتیگراد پایدار بود و شیشه جلو هواپیما از کوارتز ساخته شده بود تا بتواند این دما را تحمل کند. برای خنک کردن موتور و سامانه های دیگر، سوخت در لبه های تیز اطراف هواپیما گردش می کرد که به عنوان رادیاتور عمل می کردند.

سوخت استفاده شده

سوخت استفاده شده از نوع JP-7 بود که به سختی مشتعل می شد در نتیجه خدمه می توانستند در هنگام سوخت گیری به کار خود ادامه دهند. برای مشتعل کردن سوخت در پس سوزها، تری اتیل بوران در محفظه سوخت تزریق می شد، که در مجاورت هوا مشتعل میشود و خیلی خطرناک است. به همین دلیل این ماده سامانه نزریق و سرد کردن مخصوص خود را دارا بود.

موتورهای J58 در هنگام پرواز با سرعت حدود ۳٫۲ ماخ بسیار کارآمد بودند اما رسیدن به این سرعت بسیار دشوار بود. کلید اصلی، توانایی موتورها در پیکربندی مجدد خودشان در زمان سرعت بالا و همچنین توانایی ریکاوری و استفاده دوباره از انرژی در حدامکان بود.

 

در زمان شتاب گیری، تا سرعت ۲ ماخ موتورهای J58 به مانند دیگر موتورهای توربوجت کار می کردند. هوا از جلو وارد موتور می شد و توسط کمپرسور ۶ مرحله ای فشرده می شد. سپس هوای فشرده شده وارد محفظه احتراق می شد؛ جایی که مشتعل می گشت و تولید نیرو می کرد. تا اینجا تفاوتی با دیگر موتورهای جت نداشت. اما زمانی که بلک بیرد به سرعت فراصوت می رسید سوخت به پس سوز پشت موتور شلیک می شد و با استفاده از تری اتیل بوران مشتعل می گردید.

این فرایند موجب می گردید که هواپیما به سرعت بسیار بالایی دست یابد. زمانی که SR-71 طراحی می شد، استفاده از این پس سوزها در میان هواپیماهای جت نظامی بسیار معمول بود و حرکت با سرعت فراصوت در زمان کوتاهی انجام می شد. زیرا پس سوز مصرف سوخت بسیار بالایی داشت و این برای بلکبیرد با سرعت ۳٫۲ ماخ مناسب نبود.

نکته کلیدی دستیابی به این شاهکار مهندسی

نکته کلیدی دستیابی به این شاهکار مهندسی، مدیریت هوای وارد شده به داخل موتور J58  بود. هر چه سرعت هواپیما افزایش می یافت قطعات متحرک به جای کمک به پرواز، به صورت یک مانع عمل می کردند. در سرعت ۲٫۲ ماخ، برای تامین هوای کافی، کمپرسور با استفاده از ۶ تیوب بایپس، هوا را از کمپرسور مستقیما وارد پس سوز می کرد.

در این شرایط موتور به حالت رمجت تبدیل می شد که ساده تر و سریع تر است. در رمجت، به دلیل سرعت زیاد هواپیما، هوا فشرده می شود و نیازی به استفاده از کمپرسور برای فشردن هوا نیست. در نتیجه پس سوز J85 با بهره وری بالاتری کار می کند و اجازه می دهد که بتواند در دمای ۴۲۷ درجه سانتیگراد نیز کار کند.

ایروسپایک

در همین حال، در جلوی موتور، یک ایروسپایک نوک تیز کارش را انجام می داد. ایروسپایک ممکن است نوک تیز به نظر برسد، اما در مقطع عرضی در حقیقت یک درپوش چاه است که شبیه به وزنه شاغول  است. کارکرد این قطعه ایجاد یک شوک ویو در جلوی ورودی موتور برای جلوگیری از ضربه شدید هوا به قسمت ورودی موتور است. همچنین در فشار بسیار بالا، یک شوک ویو در داخل ورودی هوای ایجاد می کند تا سرعت هوای ورودی قبل از وارد شدن به کمپرسور به زیر سرعت صوت کاهش یابد.

بهترین نقطه برای وارد کردن شوک ویو در سرعتهای مختلف، متفاوت است. بنابراین ایروسپایک به گونه ای طراحی شده بود که بسته به سرعت هواپیما می توانست تا ۲۶ اینچ به جلو و عقب حرکت کند. بدین ترتیب موتور خودش را با شرایط تنظیم می کرد و موج می توانست در وضعیت بهینه قرار بگیرد و بیشینه بهروی از سوخت را ممکن سازد.

نکته هوشمندانه

نکته هوشمندانه دیگر این است که ایرسپایک یک قطعه سخت نیست و از هواگیر برای گرفتن هوا، کاهش سرعت آن به زیر سرعت صوت و فرستادن آن به داخل موتور و محفظه دور موتور برای خنک کردنش استفاده می کند. ورودیهای هوای اضافی در جلو و عقب موتور برای ورود هوا به منظور خنک کردن موتور در سرعت زیر سرعت صوت، به ویژه هنگام برخاستن و نشستن قرار داشتند. به علاوه، مجموعه دیگری از ورودیها در عقب قرار داشتند که در سرعتهای بسیار پایین برای کاهش اصطکاک باز می شدند.

نکته مهمی که در مورد موتور J58

نکته مهمی که در مورد موتور J58 می بایست گفت این است که این موتور نه تنها قادر است خودش را برای پرواز در سرعت ۳٫۳ ماخ تنظیم کند، بلکه در سرعت زیر سرعت صوت این اجازه را می دهد که در آسمان سوخت گیری مجدد کند.

تمام اینها توسط یک خلبان و کامپیوترهای آنالوگ ساده کنترل می شدند. اگر فشار داخلی بسیار زیاد می شد، یک شوک ویو در جلوی موتور اتفاق می افتاد که می توانست پس سوز را خاموش کند و موجب پیچ و تاب خوردن  ناگهانی هواپیما شود. در این شرایط خلبان و سامانه های هواپیما سعی می کردند که وضعیت هواپیما را تصحیح کنند. بنا به اظهارات خلبانان، این وضعیت اغلب بسیار نامنتظره اتفاق می افتاد. به ویژه زمانی که همه چیز به نظر خوب و عالی بود.

ستاره ها را باز کنید

به محض اینکه SR-71 به سرعت و ارتفاع مناسب می رسید، زمان تمرکز بر روی ماموریتش آغاز می گشت. ماموریت این هواپیما، جمع آوری اطلاعات در مورد دشمنان با استفاده از دوربینها و حسگرها بود. وظیفه خلبان، کنترل هواپیما و مراقبت از سامانه های خودکار بود تا مطمئن شود که همه چیز به درستی کار می کند. در همین زمان ، افسر سامانه شناسایی دوربین ها، حسگرها و all-important Astro-inertial Navigation System (ANS) را کنترل می کرد.

ANS، نسخه دهه ۱۹۶۰ از GPS

ANS، نسخه دهه ۱۹۶۰ از GPS بود که به جای استفاده از ماهواره، از ستاره ها استفاده می کرد. زیرا قبل از اختراع شبکه های satnav مدرن، راه دیگری برای ناوبری SR-71 در مکانهایی که ماموریت انجام می داد، نبود. هواپیماهای جاسوسی در زمان انجام ماموریت با سرعت بسیار بالا می بایستی موقعیتشان را در ۵۷۵ متری و ۹۲ متری مرکز مسیر پرواز برای بیشتر از ده ساعت در هوا حفظ می کردند.

سامانه ANS

سامانه ANS در هر زمان با دنبال کردن حداقل دو ستاره که در کاتالوگ وجود داشتند و با کمک کورنومتر موقعیتش را تصحیح می کرد. ANS قبل از هر پرواز برنامه ریزی می شد، به گونه ای که جهت گیری اولیه و نقشه پرواز بر روی نوارهای پانچ، ضبط می شدند که به هواپیما می گفتن کجا برود، چه زمانی گردش کند و چه زمانی حسگرهایش را روشن و خاموش کند. ستاره ها از میان یک پنجره کوارتز مخصوص دیده می شدند که یک دنبال کننده ستاره های ویژه نیز در آن قرار داشت و ستاره ها حتی در روز نیز قابل مشاهده بودند.

 کار با ANS

وظیفه کار با ANS به عهده افسر سامانه شناسایی بود که همزمان مسوول دوربینها و حسگرها نیز بود. این تجهیزات در دماغه و کناره های هواپیما قرار داشتند. دوربینهای زاویه باز می توانستند منطقه ای تا ۵۴۶۷ متر دورتر را پوشش دهند و به صورت عادی و یا برجسته بینی در حالتهای قابل مشاهده و فروسرخ  با کیفیت در حد اینچ، تصویر برداری کنند.

یک دوربین فرو سرخ ویژه نیز وجود داشت که مسیر پرواز هواپیما را از شروع تا پایان، مستند سازی می کرد. اگرچه هواپیمای SR-71 بر فراز کشورهای زیادی پرواز می کرد، اما هرگز در محدوه کشورهای شوروی و چین پرواز نکرد. مستند سازی پرواز به منظور پاسخ دادن به اتهامات احتمالی بود.

حسگرها

حسگرها شامل یک رادار Side-Looking Airborne Radar (SLAR)  ساخت کمپانی Goodyear  و یک ELectronics INTelligence (ELINT) بودند. بعدها رادار SLAR با Loral’s Advanced Synthetic Aperture Radar System (ASARS-1) جایگزین گردید. سامانه رادار برای نقشه برداری زمینی استفاده می شد در حالیکه ELINT برای ضبط سیگنالهای موجود در منطقه بود.

ELINT

عملا ELINT بسیار اهمیت داشت. زیرا اطلاعاتی را در مورد رادار، وسایل الکترونیکی، سیگنالهای ردیابی و هدایت موشکهای ضد هواپیمای اتحاد جماهیر شوروی و دیگر سامانه های دفاعی را فراهم می کرد. یکی از مزایای فرستادن SR-71 بر فراز قلمرو دشمن و یا حتی نزدیک منطقه کشور متخاصم، این بود که تمام توجهات را به خودش جلب می کرد. روش معمول این بود که با فرستادن بلک بیرد، دفاع هوایی دشمن را فعال می کردند و می توانستند با این شیوه اطلاعات بسیار مهم و ارزشمندی در مورد سامانه دفاعی آن کشور بدست بیاورند.

این گونه ماموریتها، گاهی اوقات با همکاری هواپیمای شناسایی RC-135 انجام می شد و SR-71 نقش طعمه را بازی می کرد. در حالی که SR-71 سامانه های دفاعی دشمن را فعال می کرد، هواپیمای شناسایی RC-135 که از مجموعه حسگرها و رادارهای گرانقیمت تر و با کیفیت تری برخوردار بود، از فاصله مطمئنی تمام سیگنالها را دریافت و ضبط می کرد.

در موقعیتهای اضطراری

در هنگام پرواز با این ارتفاع و سرعت بسیار بالا، واکنش به موقعیتهای اضطراری بسیار دشوار است. به عنوان مثال، کمک خلبان بلک بیرد هیچ گونه ابزار کنترل هواپیما در کابین خود نداشت. اگر اتفاقی برای خلبان می افتاد، تنها امید کمک خلبان، بردن هواپیما به محدوده کشورهای دوست با سامانه ANC و پرش به بیرون با استفاده از صندلی نجات بود. بیرون پریدن با صندلی در سرعت ۳٫۲ ماخ کار بسیار ناخوشایند و خطرناکی بود.

مشکل بزرگتر

مشکل بزرگتر، مواجه شدن با سامانه دفاع هوایی دشمن بود. اتحاد جماهیر شوروی تنها این هواپیما را ردگیری نمی کرد. بلکه چندین مرتبه سعی کرد با رهگیری و موشکهای ضد هواپیما، بلک بیرد را ساقط کند. اما در تمام مدت دوران زندگی عملیاتی بلک بیرد، هرگز نتوانستند آن را با موشک هدف قرار دهند.

هواپیمای  شکست ناپذیر

هنگامی که حسگرها قفل شدن رادارهای دشمن بر روی هواپیما را تشخیص می دادند، روش کار بسیار ساده بود. افسر سامانه شناسایی می بایستی تجهیزات اختلال راداری را مانیتور می کرد و در صورت لزوم به صورت دستی مداخله می کرد و همزمان خلبان سرعت را افزایش می داد. ممکن است به نظر ساده بیاید. اما مجموعه این عملیات به همراه پنهان بودن از دید رادار، سامانه های ایجاد اختلال، ارتفاع پرواز زیاد و افزایش ناگهانی سرعت موجب می شدند که عملا این هواپیما شکست ناپذیر باشد.

هیچ موشکی قادر به نابودی این هواپیما نیست

زمانی که یک موشک از پشت به سمت این هواپیما شلیک می شد، هواپیما با افزایش ناگهانی سرعت از دسترس موشک خارج  می شد. البته معمولا با افزایش انفجاری سرعت در زمان قفل کردن رادار، پیش از شلیک موشک، هواپیما از دسترس رادار خارج می شد. اگر هم یک موشک موفق به ردگیری و دنبال کردن بلک بیرد می شد با رسیدن به ارتفاع بالا سامانه های آن به دلیل هوای رقیق قادر به کار نبودند.

نتیجه کاملا مشابه

اگر موشکها و یا هواپیماهای دشمن سعی می کردند از روبرو با SR-71 مواجه شوند، نتیجه کاملا مشابه بود. با افزایش ناگهانی سرعت، رادارهای دشمن به سختی می توانستند آن را رهگیری کنند، در نتیجه بلک بیرد به آسانی از منطقه دور می شد.

از میان ۸۰۰ موشکی که به سمت SR-71 پرتاب شدند، هیچ یک نتوانستند به این هواپیما نزدیک شوند. اگرچه یکی از موشکها که بر فراز لیبی بدون قفل رادار شلیک شده بود موقعیت خطرناکی برای هواپیما ایجاد کرد. در ابتدای امر خلبان گمان کرد که ستونی از دود است که به آسمان برخاسته، هنگامی که متوجه موشک شد، موتور را بر روی نهایت قدرت قرار داد که به سرعت غیر رسمی ۴۲۸۸ کیلومتر در ساعت دست یافت.

بازگشت به پایگاه

بعد از پایان ماموریت، زمان بازگشت به پایگاه بود. اما این کار با آن سادگی که به نظر می رسد نبود. زمانی که هواپیما به سرعت فراصوت می رسید، خلبان کنترل زیادی بر روی موتور نداشت و موتورها بعد از خارج شدن از حالت پس سوز به حالت قفل در می آمدند. خلبان تنها موتورها را برای جلوگیری از خرابی مراقبت می کرد تا سرعت و شتاب هواپیما به تدریج کم شود.

حالات مختلف

برای حفظ سوخت، زمان کم شدن تدریجی سرعت می بایستی به دقت انتخاب می شد تا هواپیما بتواند به ناوگان سوخت گیری مجدد یا پایگاه هوایی نزدیک شود. اگر بلک بیرد می خواست در اوکیناوا فرود بیاید، این کاهش سرعت می توانست تقریبا در بالای جزیره اتفاق بیافتد، اما اگر قرار بود در انگلستان فرود بیاید، برای جلوگیری از شکسته شدن پنجره ها، باید قبل از رسیدن به انگلستان این کار انجام می شد. در زمان فرود، سکوت رادیوی کاملا حفظ می شد، مگر برای ارتباط با برج کنترل و اطلاع از وضعیت آمد و شد هوایی.

باشکوه و تماشایی

فرود این هواپیما به مانند برخاستنش باشکوه و تماشایی بود. بلک بیرد سطح باند را با سرعت ۲۸۷ کیلومتر در ساعت و دماغه ای با ۱۰ درجه رو به بالا لمس می کرد در حالی که تنها ۴۵۳۵ کیلوگرم سوخت در مخزنش باقی مانده بود. از انجایی که دماغه این هواپیما دراز بود، خلبان نمی توانست علامتهای روی باند فرودگاه را مشاهده کند و با سرعت بالا به باند نزدیک می شد؛ هوایی که زیر بالهای دلتا شکل بلک بیرد می رفتند فرود را ملایم تر می کردند.

جنس تایرها

جنس تایرهای پشتی این هواپیما ترکیبی از لاستیک و آلومینیوم بودند که برای جلوگیری از آتش گرفتگی از گاز نیتروژن پر شده بودند. قیمت این تایرها ۲۳۰۰۰ دلار آمریکا بودند که می بایستی بعد از هر ۲۰ عملیات تعویض گردند. برای فرود هر چه نرمتر و آرامتر به منظور جلوگیری از ساییدگی تایرها، خلبان هنگام فرود دسته ای را می کشید که ۳ چتر ترمز را در سایزهای ۲۴ اینچی تا ۴۰ فوتی باز می کرد. در مرحله پایانی، خلبان اجازه می داد که چرخ جلو بر روی باند قرار بگیرد و در سرعت ۱۰۲ کیلومتر، آخرین چتر ترمز باز می شد و خلبان می توانست از ترمزها استفاده کند.

هواپیماهای جاسوسی فراصوت آینده

هواپیمای SR-71 تا اکتبر ۱۹۹۹ عملیاتی بود. اگر چه بیشتر آنها تا ۱۹۸۹ که برنامه به صورت رسمی خاتمه یافت، غیر فعال شده بودند. در درازای عمر این هواپیما، ماموریتهای بلک بیرد از هفته ای یک ماموریت به روزی یک پرواز افزایش یافت. در این مدت، ۳۲ هواپیما ساخته شد که تنها ۱۲  عدد از آنها به دلیل نقص فنی یا حادثه سقوط کردند.

مجموعه رکوردهای تحسین برانگیز

قبل از رفتن به موزه، بلک بیرد مجموعه رکوردهای تحسین برانگیزی به جای گذاشت. در ۲۸ جولای ۱۹۷۶، کاپیتان رابرت هلت رکورد سقف ارتفاع پرواز را با ۲۵۹۲۹ متر شکست و در همان روز، هواپیمای بلک بیر دیگری رکورد سرعت برای هواپیمای جت سرنشین دار را با سرعت بیشتر از ۳۵۲۹ کیلومتر در ساعت شکست.

این هواپیما رکورد دیگری نیز با پرواز از نیویورک به لندن در زمان ۱ ساعت و ۵۴ دقیقه و ۵۶٫۴ ثانیه و میانگین سرعت ۳۳۳۲ کیلومتر در ساعت بر جای گذاشت. این مسیر را هواپیما کنکورد در زمان ۲ ساعت و ۵۲ دقیقه پرواز کرده بود در حالیکه پرواز با خطوط هوایی امروزه، ۶ ساعت زمان می برد. به علاوه این هواپیما رکوردهای زمانی دیگری نیز در پرواز میان شهر های مختلف آمریکا دارد که تا کنون پابرجا مانده است.

اما چه چیزی جایگزین این هواپیما شد؟

اما چه چیزی جایگزین این هواپیما شد؟  بسته به نوع عملیات متفاوت است. امروزه، ماهواره های جاسوسی با هزینه بسیار کمتری می توانند عملیات جاسوسی و عکسبرداری را انجام دهند. چرا می بایستی صدها میلیون دلار برای ساخت یک هواپیمای پیچیده مانند SR-71 هزینه شود، در حالیکه با کمک گوگل ارث می توانیم از اتفاقاتی که در ولادی وستوک می افتد آگاه شویم؟

اما ماهواره های جاسوسی محدودیتهای زیادی دارند، مدار آنها قابل پیش بینی است و ۲۴ ساعت طول می کشد تا یک مکان را دوباره رصد کنند. به همین دلیل بحث و جدلهای زیادی در مورد نیاز به یک هواپیمای جاسوسی مدرن در جریان است.

SR-72  شرکت لاکهید ماتین ، یکی از گزینه های جایگزینی

یکی از گزینه های جایگزینی، SR-72  شرکت لاکهید ماتین است. این هواپیما در شرکت لاکهید مارتین در مرحله توسعه است. این هواپیما که SR-72 نامیده شده است فراصوت نیست بلکه سرعت بسیار بالاتری از صوت دارد. با استفاده از سامانه نیروی محرک ترکیبی مبتنی بر توربین جدید، این هواپیما با سرعت ۷۳۵۰ کیلومتر در ساعت می تواند قاره ها را در زمان یک ساعت طی کند.

در حال حاضر نیروی هوایی ایالات متحده آمریکا اشتیاقی زیادی به خرید این هواپیما نشان نداده است، اما اگر نظرش عوض شود، لاکهید مارتین اعلام کرده است می تواند در سال ۲۰۱۸ پرواز آزمایشی این هواپیما را انجام دهد و تا سال ۲۰۳۰ به خدمت درآید. اگر این اتفاق بیافتد، نسل آینده کنترل کننده های آمد و شد هوایی ممکن است دوباره بگویند: چی بود این رد شد؟

 

مطالب مشابه