هواپیمای شناسایی راهبردی اس ار 71 بلک برد

در سال 1957 امریکا هواپیما جاسوسی یو2 را به عرصه میدان فرستاندن. یو2 تحت کنترل سازمان سیا بود و  امریکا با در نظر گرفتن سقف  پرواز 21000 متری خود گمان  میکرد  که هیچ هواپیمای  ویا موشک روسها به ان نمی رسد  ولی روسها عملا از سال 1959 توان سرنگونی  یو 2را داشتند ولی برای جلوگیری از بحران با غرب دست نگهداشت تا اینکه در 1 می سال 1960 دیگر حوصله  خروشچوف زمان دار شوروی سر رفت و دستور سرنگونی یو 2 را داد تا امریکا متوجه شوند که دیگر یو 2 اسبی نیست که بشود روی ان  شرط بست(برای مطالعه  بیشتر در مورد یو 2  اینجا را کلیک کنید)

در ان زمان لاکهید روی طرح با نام  A12  کار میکرد که یک شکاری رهگیر بلند پرواز با سرعت 3 ماخ بود و بسیاری معتقد بودند این طرح میتواند یک هواپیمای شناسایی خوب باشد.طرح ای 12  به عنوان یک شکاری برای اسکورت بمب افکن ایکس بی 70 طراحی شده بود و میتوانست  یک هواپیمای بدون سرنشین مافوق صوت دی 21 را حمل کند تا وظیفه  یک شناسایی  را نیز انجام دهد ولی در نهایت در سال 1966 طرح لغو شد

تا قبل از سال 1962 امریکا که در حال تست  بمب افکن ایکس بی 70 بودند برخی به فکر ساخت نسخه بمب افکن ای 12 با نام بی 71  افتادن زیرا  پتانسیل بالای  داشت و همزمان ساخت یک نسخه  شناسایی با نام  ار12 نیز در دستور کار قرار گرفت که دارای  یک خدمه بود ولی در نهایت با تغییراتی   نسخه جدید توسعه یافت که ار اس 71 نامیده شد ولی به دلیل اشتباه  جانسون  رییس جمهور وقت امریکا طی سخنرانی  در معرفی این هواپیما  اشتباه کرد و به جای  ار اس 71 ان را اس ار 71 خواند  تا نام  این هواپیما همیشه اس ار 71 باقی بماند و به ان لقب بلک برد داده شد

اس ار 71  یک هواپیمای شناسایی برای پرواز با سرعت سه ماخ است که دارای دو خدمه است که در  کابین جلو خلبان و در کابین عقب مسئول استفاده از دوربین و ناوبر قرار دارد.

ای12 شکاری رهگیری ساخت لاکهید که هرگز عملیاتی نشد ولی بر اساس ان اس ار 71 تولید شد

ای12 شکاری رهگیری ساخت لاکهید که هرگز عملیاتی نشد ولی بر اساس ان اس ار 71 تولید شد

اس ار 71 به عنوان هواپیما با سطح مقطعی پایین ساخته شد و هدف ان فرار از دست سامانه های پدافندی  و شکاری رهگیری های روسی با سرعت در ارتفاع بالا بود. دست کم میگ25 با وجود سرعت  بالا ولی به دلیل ضعف الکترونیک و تسلیحاتی نتوانست  از پس اس ار 71 بر بیاید  ولی در اوائل  دهه 1980 با ورود میگ31 که دارای  رادار و موشک مناسب برای سرنگونی اس ار 71 شد و موشک های چون اس 300 در نهایت اس ار 71 از خدمت خارج شد

اس ار 71 تقریبا از تیتاینوم ساخته شده زیرا با در نظر گرفتن سرعت بالای که داشت نیاز به الیاژی برای تحمل بالا دما بود از این رو 85 % بدنه از تیتانیوم  و مواد  ترکیبی ساخته شد . برای حفظ دمای هواپیما در درون بدنه نیز دارای یک استر  حرارتی است تا دمای بیرون بر روی سامانه های درون هواپیما تاثیر نگذارد . در نهایت بزرگترین چالش طراحی اس ار 71 همین دمایی بالای  ان بود.

به دلیل نحوه جوشکاری بدنه و همچنین عایق کاری  درون بدنه از درون  هرگز بدنه به خوبی عایق کاری نشد و همیشه اس ار 71 دچار مشکل نشت سوخت از بدنه بود این مسئله خطر ناک بود زیرا در سرعت بالا با گرم شدن بدنه باعث اتش سوزی  میشد از این رو ترکیب سوخت جدید با نام جی  پی 7 برای  این هواپیما ساخته شد که دارای دمایی بسیار بالای برای اشتعال بود.

شیشه جلو از کوارتز ساخته شده بود تا دمایی 600 درجه سانتیگراد  مقاومت میکرد  و بدنه با پوشش خاصی برای مقاومت در برابر 580 درجه سانتیگراد  پوشیده شده بود که همیشه مشکلات خود را داشت  زیرا ممکن بود به دلیل برخورد یک جسم خارجی اسیب ببیند. هواپیمای دارای سه ارابه فرود بود که هر سه دارای سه چرخ بودند و ارابه جلوی در زیر دماغه و دو ارابه عقبی زیر بال جمع میشدند

هواپیمای شناسایی راهبردی اس ار 71 بلک برد

در این تصویر بال دو تکه زاویه دار اس ار 71 که دارای یک بخش شکسته در قسمت بیرونی چسبیده به بال است دیده میشود

اس ار 71 اولین هواپیمای استیلز به شکل عملیاتی بود. در این هواپیما به صورت ویژه در زمان ساخت تلاش در کاهش انتشار امواج رادار شد و با استفاده از شکل باریک نتنها  تلاش  در کاهش پسای ایجاد شد بلکه تلاش  در کاهش سطح مطعی هواپیما شد . تلاش شد با ایجاد بدنه صاف و صیقلی   باعث انتشار امواج  رادار در جهت مخالف جهت دریافت امواج رادار شود و جالب اینکه لاکهید  بعدها در ساخت اف117 تلاش کرد با ایجاد سطوح شکسته این کار را بکند. سطح مقطعی خود بدنه ده متر مربع است ولی با پوشش ضد حرارتی که توان جذب  امواج رادار را نیز داشت سطح مقطعی به زیر یک متر مربع کاهش یافته است ولی کلی جانوس سر طرح اس ار 71 که یو 2 را نیز طراحی کرده بود بعدها اعتراف کرد پیشرفت فناوری راداری شوروی بسیار بیشتر از پیشرفت فناوری رادار گریزی اس ار 71 بود. واقعیت این بود که اس ار 71 همیشه  در رادار های شوروی مشخص بود ولی تا اوئل دهه 1980 یا به عبارتی تا زمان ورود به خدمت میگ31 و اس 300 سلاحی برای سرنگونی ان نداشتند

اس ار 71 دارای بالی به شکل  دلتای شکسته است. بال دلتا باعث  ایجاد سرعت بیشتر و سرعت اوجگیری  بیشتر به دلیل گرباد اسنسوری  پشت بال میشود ولی باعث افایش سرعت نشست و برخاست میشود و طول  باند بیشتری میخواد ولی استفاده از یک بحش زاویه  دار در قسمت بیرونی بال که به موتور چسبیده باعث کاهش سرعت فرود و کاهش باند مورد نیاز شده است

اس ار 71 از دو موتورتوربوجت  پرات اندویتنی جی 58 با توان هر یک 32500پاوند با پس سوز بهره میبرد. هواپیما دارای یک ورودی هوایی متغییر بود

این ورودی متغیر و عمل تنظیم فشار و مقدار هوای ورودی به موتور, باعث میشوند تا در سرعت های مافوق صوت مشکلی در سیستم ورودی و Inlet بوجود نیاید. این ورودی مخروطی شکل در ارتفاع کمتر از 30000 پا هیچگونه فعالیت و حرکتی ندارد و مقدار هوای ورودی آن کاملا” طبیعی میباشد اما پس از این ارتفاع حالت متغیر و Variable فعال میشود،  مکانیزم کلی عملکرد اینگونه است که در سرعت های بالاتر از 1.6 ماخ تقریبا” 4 سانتیمتر به ازای هر ماخ دهنه موتور باز میشود و نهایتا  این مقدار در بیشترین حد خود به عدد 66 سانتیمتر ختم میشود.
همانطور که پیشتر از این نیز گفته شد, J58 یک موتور سیکل متغیر میباشد که از تکنولوژی Turbojet به همراه یک فن کمکی Ramjet استفاده مینماید. در سرعت های بالای 3.2 ماخ بیش از 80% نیروی خود را از بخش Ramjet تامین مینماید و در این حالت تنها 20% باقیمانده از بخش Turbojet تامین میگردد. اما در سرعت های کمتر از این مقدار (3.6 ماخ) تقریبا” تمامی نیروی پیشران موتور از بخش Turbojet آن تامین میگردد.

این موتور با استفاده از سیستم استارت بادی AG330 به همراه 2 عدد موتور احتراق درونی Buick Wildcat V8 با محور مشترک روشن میشود. پس از استارت و حرکت اولیه, J58 تا حدود 3200 دور در دقیقه سرعت میگیرد تا سیکل Turbojet آغاز گردد. این موتور برای دست یافتن به سرعت های بالا و High Speed از نوعی ترکیب جدید سوخت JP-7 استفاده مینماید که با سرعت بسیار زیاد به درون محفظه احتراق تزریق میگردد تا اشتعال به صوزت کامل انجام گردد. همچنین برای تامین سوخت و احتراق اولیه سیستم پس سوز از سیستم اشتعال (تماس به تماس) استفاده میگردد

هر موتور J58 با استفاده از یک مخزن نیتروژن تحت فشار با حجم 600 cm3 میتواند 16 مرتبه روشن و خاموش شود و حتی این نیتروژن تحت فشار میتواند سیستم پس سوز را نیز فعال نماید. این عدد و تعداد دفعات Start و Restart یکی از فاکتورهای نشان دهنده میزان مقاومت J58 و بطور کلی SR-71 در برابر شرایط سخت و دشوار میباشد. جریان سوخت در داخل موتور به عنوان یک مایع خنک کننده, بخش های فرعی موتور همچون روغن هیدرولیک و نازل های پس سوز و سیستم های تهویه هوا و حتی بخش هایی از بدنه هواپیما که در معرض جریانات آیرودینامیکی و گرما هستند را مورد مورد خنک کنندگی قرار میدهد. ماده روان کننده اصلی موتور J58 نوعی گریس با پایه سیلیکون میباشد که در دمای معمولی و قبل از استارت به صورت جامد میباشد.

همانطور که پیشتر نیز اشاره شد J58 یک موتور ترکیبی یا اصطلاحا” Hybrid میباشد که با کمک سیستم Ramjet به حرکت در می آید و اصلی ترین دلیل بهره گیری از چنین سیستمی همانا ناکارآمدی سیستم های Turbo Jet در سرعت های بالا میباشد و این در حالیست که اوج توانایی سیستم Ramjet در سرعت های بالا و ارتفاع زیاد است. پس برای حل این مشکل و افزایش توانایی های J58 از یک سیستم سیکل ترکیبی هوشمند استفاده گردید که طی آن و با توجه به وضعیت سرعت و ارتفاع و به طبع آن وضعیت موتور در حالت Turbo Jet و یا Ramjet تنظیم میگردد, برای این منظور دریچه های هوشمند جهت ورود هوا به موتور را به طور متغیر تغییر میدهند و اینگونه سیکل ترکیبی پدیدار میگردد. برای ایجاد چنین شرایطی در سرعت های بالای 2000 مایل بر ساعت دریچه قسمت ورودی موتور به اندازه 2 اینچ به سمت جلو حرکت میکند تا جریان هوای ورودی برای ورود به سیکل Ramjet آماده گردد.

نحوه عملکرد موتور توربو رم اس ار 71 در سرعت بالای صوت و زیر صوت

نحوه عملکرد موتور توربو رم اس ار 71 در سرعت بالای صوت و زیر صوت

همان طور که گفته شد برای  اس ار 71 سوخت جدید با قابلیت اشتعال در دمای بالا با نام جی پی 7 تولید شد . در مرحله اول قرار بود موتور هیدروژن مایع را بسوزاند  ولی مخازن اس ار 71 برای  این کار مناسب نبود. همان طور که گفته شده به دلیل نشت سوخت از اس ار 71 و احتمال  اتش گرفتن ان روی زمین  اس ار 71 تنها انقدر سوخت میزند که بتواند از زمین  بلند شده و بلافاصله دست به سوختگیری هوایی می زند. از انجای که کی سی 135 های معمولی نیروی هوایی سوخت متفاوتی را حمل میکردند چند کی سی 153 با نام کی سی 135 کیو تغییر یافتند  که برای خود سوخت جی پی 4 و برای اس ار 71 در مخازن جدا  سوخت جی پی 7 را حمل میکردند. مخازن سوخت درون بدنه قرار داشت و از پشت  کابین  تا انتهای هواپیما کشیده شده بود و 42000 لیتر سوخت داخلی حمل می کرد و دارای یک  دریچه سوختگیری هوایی  تلسکوپی پست سر کابین عقب بود. اس ار 71 دارای برد انتقالی 5925 کیلومتر البته با سرعت مادون صوت بود ولی در یک پرواز مافوق صوت سرعت برد ان 2000 تا 2300 کیلومتر بود

اس ار 71 معمولا در سرعت  3.2 ماخ دست به پرواز شناسایی میزد. این سرعت یعنی اینکه  اگر اس ار 71 درست روی سر هدف ظاهر نشود و یا در موقعیت مناسب قرار نگیرد  اصلاح مسیر و دور زدن ان میتواند شامل شعاعی   300 تا500 کیلومتر شود  از این رو نیاز به یک سامانه ناوبری جدید برای پرواز دقیق بود.

این سیستم هدایت ساخت نروث روپ بر اساس ناوبری بر مبنای ستارگان بود که بر روی برخی موشک های بالستیک  امریکا استفاده شد و هدف ان اصلاح خطا احتمالی سامانه هدایت اینرسی بود  . در این سیستم یک دوربین نوری  که از طریق یک پنچر در پشت بلک برد  ستارگان را تحت نظر داشت  و هر گونه تغییر نسبت به ستاره را  در سیستم ثبت و با سیست اینرسی هماهنگ میشد. این دوربین در روز و شب ستارگان را رویت میکرد و نیاز به تنظیم قبل از پرواز بود. این سیستم انقدر دقیق بود که  می توانست  هواپیما را با خطای 300 متر با سرعت 3 ماخ روی هدف ظاهر کند

اس ار 71 دارای یک سامانه دوربین با قابلیت حرارتی برای تصویر برداری در شب و همچنین یک رادار روزانه ساختگی برای تصویر برداری راداری بود. همچنین دارای یک سامانه جمع اوری علائم راداری دشمن نیز بود که برای جمع اوری فرکانس های رادار دشمن و یا حتی شنود  مکالمان دشمن استفاده میشد. مجموع دوربین و رادار در زیر هواپیما در دو محفظه داخلی نصب میشد و یکی از  دوربینها میتواند تا 45 درجه به هر دو طرف چرخیده و  پوشش دهد.

هواپیمای شناسایی راهبردی اس ار 71 بلک برد

کی سی 135 کیو و اس ار 71

هواپیما در دماغه میتواند  چندیدن سیستم را حمل کند. به صورت معمول  یک رادار روزنه ساختگی ASARS-1برای تصویر  بردار حمل کند که توان پهلو نگری داشته  و میتوانست  در کنار یک منطقه رد شود از انجا دست به تصویربرداری رادار بزد. این رادار  250 کیلومتر با دقت کمتر از 2 متر  برد داشت و به عبارتی توان نقشه برداری راداری را در برد 250 کیلومتری با دقت 2 متر از هر جسم را دارد . میشد جای این رادار  یک رادار ناوبری ساده نیز نصب کرد که البته هرگز نصب نشد.هواپیما در طول عمر خود سامانه های جنگ الکترونیک بسیاری  به خود دید و تا زمانی که در خدمت بود دست کم پنچ بار ارتقا در زمینه  جنگ الکترونیک روی ان انجام شد . این فرایند بر روی سامانه هشدار دهنده رادری نیز انجام میشد تا حساسیت و برد ان افزایش یابد . همچنین یک خط ارتباط داده وجود داشت که می توانست  تا برد 3700 کیلومتری اطلاعات دریافت را  به صورت مستقیم  برای یک ایستگاه  زمین  ارسال کند

پرواز در ارتفاع 24000 متری  توسط بلک برن به این معنی بود که خلبان باید از لباس و ماسک  اکسیژن  مخصوص استفاده کند. لباس ساخت شرکت کلارک بود که پیش از این لباس فصانوردان را نیز تولید  میکرد و سیستم اکسیژن نیز به کلاه وصل بود که نیز شبیه کلاه فضانوردان بود. یکی از مسلائل مربوط به اس ار 71 پرش در ارتفاع بالا با سرعت بالای 3 ماخ از جنگنده بود جای که خدمه را در معرض دمایی 230 درجه سانتیگراد  قرار میگرفت . لباس تحمل چنین دمایی را داشت ولی واقعیت این بود  سرعت واقعی پرش از بلک برد زیر 1.8 ماخ بود و خلبان باید تلاش میکرد در هنگام خروج سرعت را به این میزان کاهش دهد . بلک برن دارای یک صندلی پرتاب صفر صفر ساخت مارتین بیکر بود

اس ار 71 دارای یک نسخه اموزشی دو سرنشینه نیز با نام اس ار 71 بی بود. این نسخه  همانند نسخه رزمی دارای دو کابین پشت سر هم است ولی با این تفاوت که کابین دوم بالاتر از کابین اول قرار دارد و مربی تسلط بیشتری بر روی هواپیما به دلیل دید بهتر دارد . البته خلبانان اس ار 71 از بین خلبانان انتخاب میشدند که دست کم با یکی از جنگنده های نیروی هوایی 2000 ساعت پرواز کرده باشند و تجربه کافی را داشته باشند

sr71c

اس ار 71 اولین بار در 22 دسامبر  سال 1964 در منطقه 42 نیروی هوایی در کالیفورنیا پرواز کرد و حتی به سرعت 3.4 ماخ نیز رسید  و در سال 1966 رسما عملیاتی شد.در مارس 1968  در اولین  ماموریت خود به اکیناوا  در ژاپن فرستاده شد تا بر فراز  ویتنام شمالی دست به عملیات بزند و در مجموع تا سال 1972 ،  257 عملیات در مجموع 2981 ساعت پرواز در ویتنام شمالی، لائوس و کامبوج انجام داد. اس ار 71 برای اولین بار توانست بدون هیچ خطری از شبکه پدافند هوایی ویتنام شمالی تصویر تهیه کند  و تنها  هواپیمای ارتش امریکا بود که برفراز ویتنام شمالی پرواز کرد ولی سرنگون نشد

در دهه 1970 برفراز شبه جزیره کولای در شرق روسیه پرواز کرد ولی امریکا بعد از داستان  سرنگون شدن یو2 هرگز جرعت نکردند اس ار 71 را بر فراز خاک شوروی  و یا عمق خاک شوروی به پرواز در بیاوردند.اس ار 71 حتی در عملیات در کولای از نزدیکی این جزیره رد میشد و با سنسور های خود از انجا اطلاعات جمع اوری میکرد.  حتی با وجود اینکه سام5 و میگ25 توان لازم برای سرنگونی  اس ار 71 را نداشتن امریکا نخواستند  شانس خود را امتحان کند

در سال  1973 طی جنگ یوم الکیپور  چندین پرواز برای امریکا انجام  داد و از پایگاه های  هوایی مصر و سوریه و اردن تصویر  برداری کرد واطلاعات در اختیار اسرائیلها قرار گرفت

اس ار 71 طی دوران خدمت خود 3551 پرواز شناسایی ،17300 پرواز (اموزشی ،رزمی ،غیر رزمی، عشقی …..)11008 ساعت پرواز رزمی شناسایی ،53490 ساعت پرواز کلی که 11675 ساعت ان با سرعت سه ماخ بود

اس ار 71 از دهه 1980 با ورود به خدمت اس 300 و میگ31 به شدت بر فعالیتش  در نزدیکی اتحاد جماهیر شوروی کم شد ولی همچنان بر فراز کره شمالی کوبا و عراق و چند کشور دیگر پرواز میکرد. در  دهه 1990 کار چندانی انجام نداد  و از طرفی هزینه عملیات ان انقدر بالا رفت  که کنگره دیگر علاقه ای به این  هواپیما نداشت . فرمانده وقت نیروی هوایی مدعی بود پرواز هر ساعت اس ار 71 معادل ده جنگنده هزینه دارد و از طرفی دیگر عصر پهباد ها بود . در سال 1996 کنگره برای ادامه فعالیت اس ار 71 هیچ بودجه ای را در نظر نگرفت ولی در سال 1997 بودجه اختصاص داده شد ولی بیلی کلینتون این بودجه را وتو کرد و در سال 1998 بی سر  صدا بازنشسته شد تا شایعاتی مبنی بر اینکه یک هواپیمای بدون سرنشین  ویا سرنشین  دار با چنین قابلیتی وجود دارد ولی مخفی است به گوش برسد. همکنون اس ار 71 به شکل ذخیره نگهداری میشد و سه فروند ان نیز در سه موزه مختلف قرار دارند

اس ار 71 بی نسخه اموزشی که ان نیز دو کابین پشت سر هم داشت ولی کابین دوم بالاتر بود و بر کابین اول تسلط بیشتری داشت . این نسخه نیز توان کامل مشابه رزمی نسخه اصلی داشت

اس ار 71 بی نسخه اموزشی که ان نیز دو کابین پشت سر هم داشت ولی کابین دوم بالاتر بود و بر کابین اول تسلط بیشتری داشت . این نسخه نیز توان کامل مشابه رزمی نسخه اصلی داشت

اس ار 71 یک رکورد دار واقعی است بسیاری از رکورد های ان هرگز توسط هیچ  هواپیمای شکسته نشده است . برای نمونه در 28 جولای سال 1976 یک اس ار 71 رکورد ارتفاع را با ثبت ارتفاع 25925 متری  را شکست و یا به جای گذاشتن رکورد رسمی برای پرواز با سرعت 3592 کیلومتر بر ساعت  البته گفته شده در یک مورد اس ار 71 برای فرار از دست موشک سام5 لیبی در سال 1985 به سرعت 3.5 ماخ نیز رسید ولی رکورد ثبت شده نیست

همچنین در رکورود پرواز مداوم با بیشترین  سرعت اس ار 71 مسافت نیویورک  به لندن را و یا به عبارتی فاصله 5570 کیلومتری را با سرعت 20908 کیلومتر بر ساعت  در زمان 1 ساعت و 54 ثانیه ثبت کرد  که در سال 1974 به جا گذاشته شد. این سرعت معادل 2.7 ماخ است ولی در واقع در این پرواز اس ار 71 دو بار دست به سوختگیری هوایی زد که سرعت را به زیر صوت کاهش داد و بعد دوباره به سرعت 3.2 ماخ رسید

در مجموع 32 فروند اس ار 71 تولید شد که 12 فروند ان بر اثر حوادث مختلف غیر رزمی از دست رفت

مشخصات SR71بلک برن
تولید کنندهامریکا، لاکهید
تعداد خدمهدو نفر خدمه
طول و ارتفاع32.74 متر و 5.64 متر
وزن خالی30600 کیلوگرم
بیشترین سرعت3.2 ماخ برابر با 3530 کیلومتر در ساعت
بردبرد برای پروازهای شناسایی مادون صوت  5925 کیلومتر
سقف پرواز25900 متر
موتوردو دستگاه موتور پرات اندوویتنی جی 58 – 1 با توان 32500 پاوند با پس سوز
راداررادار روزنه ساختگی برای تصویر برداری راداری و ناوبری
تسلیحاتدارای غلاف های شناسایی در درون دماغه
تعداد تولید شده و قیمت32 فروند

ترجمه: عبدالحمید تارخ

منابع : https://en.wikipedia.org/wiki/Lockheed_SR-71_Blackbird

http://www.forum.98ia.com/t594049.html

1174262

دسته بندی شده در: