Zdjęcie 1.SR-71 Maciej ŁugowskiPod koniec lat 50. ubiegłego wieku stało się całkowicie jasne, że aby powietrzna misja rozpoznawcza była skuteczna,  musiała być skryta, a jeżeli już samolot rozpoznawczy został zidentyfikowany, to musiał mieć możliwość opuszczenia obcej przestrzeni powietrznej bez wdawania się w walkę. Jednym słowem, samolot rozpoznawczy musiał być nieosiągalny dla  obrony powietrznej nawet po wykryciu.

 

Zaczęto więc myśleć o prawdziwym samolocie rozpoznawczym (lub szpiegowskim), który dysponowałby osiągami, które lokowały by go poza zasięgiem zarówno myśliwców przechwytujących jak i naziemnej obrony przeciwlotniczej. Za pierwszą poważną próbę budowy typowo rozpoznawczego samolotu można uznać konstrukcję firmy Lockheed. Jeden z najzdolniejszych konstruktorów Lockheed’a - Clarence „Kelley” L. Johnson, pracują wraz ze swoim zespołem w Ośrodku Doświadczalnym tajnych projektów SKUNKS WORKS w Burbank koło Los Angeles, opracował rozpoznawczo-szpiegowski,  wysokościowy samolot  U-2. Była to jednomiejscowa maszyna mogąca dokonywać przelotów na pułapie 27 400 metrów. To właśnie miało ją bronić przed zestrzeleniem w czasie misji, bo pułap taki był praktycznie nieosiągalny dla ówczesnych myśliwców. Zasięg był niezły, bo wynosił do 10 060 km (wersja U-2R), ale głównym ograniczeniem była prędkość: maksymalna 821 km/h a przelotowa 692 km/h. Niewiele. Misje trwały po 12 godzin, powodując ogromne zmęczenie pilota okutego w prawie że kosmiczny, próżniowy skafander. Choć samolot był udaną konstrukcją, to po jego zestrzeleniu w czasie misji szpiegowskiej na terenie byłego ZSRR, w okolicach Jekaterynburga (wówczas Swierdłowska) jego ograniczenia ujawniły bardzo wyraźnie. Co prawda do jego zestrzelenia Rosjanie musieli użyć aż 14 rakiet S-75 klasy ziemia-powietrze, a pilot Gary Powers, już wkrótce znany całemu światu, przeżył I powrócił , ale misja okazała się bardzo przykrym skandalem politycznym i w jakimś sensie porażką technologiczną USA.

 

Zdjęcie 1.SR-71 Maciej Ługowski

SR-71 na pokładzie lotniskowca USS Intrepid. Lotniskowiec wchodzi w skład „Sea-Air-Space Museum” w Nowym Jorku. Zdjęcie: Maciej Ługowski


Po tym wydarzeniu Kelly Johnson  postanowił stworzyć samolot, który pozbawiony byłby wszelkich słabych stron jeśli chodzi o możliwość zestrzelenia przez jakikolwiek rodzaj broni. Określił warunki wstępne, a z nich najważniejsze to:

1.    Pułap 25 – 30 tysięcy metrów
2.    Prędkość przelotowa nie mniejsza niż 3 Macha.

To miało całkowicie zabezpieczyć samolot przed zestrzeleniem, nawet po wykryciu. Zwolennikiem projektu samolotu szpiegowskiego o wysokich osiągach było CIA. Już na początku 1959 powstały pierwsze modele, oznaczone od A-1 do A-10, które przebadano,  a pod koniec 1959  powstał model A-11, osiągami bardzo bliski zakładanej wersji ostatecznej.  W styczniu 1960 zaproszono szefostwo CIA na demonstrację, a już w parę dni później, 30 stycznia wytwórnia Lockheed otrzymała zgodę na realizację projektu wraz z sumą 96,6 mln dolarów. Założona budowę 5 prototypów.   
I tak powstał SR-71 Blackbird.  Miał on niesamowite osiągi, i za takiego uznać je można nawet dzisiaj: pułap przelotowy 25 908 m, maksymalny 30 617 m i prędkość przelotową 3,2 Macha (3 380 km/h) a maksymalną 3,35 (3 580 km/h). Latał więc szybciej, niż kula karabinowa kal. 7,62 mm – ponad 930 m/s. Był nie do zestrzelenia (nawet  dzisiaj). Pierwszy SR-71 wszedł do służby w 1968 w amerykańskiej Bazie Sił Powietrznych Kadena na Okinawie. I z tej bazy wykonywana była w przyszłości większość jego misji. Choć samolot działał również z dwóch innych baz: AFB Baele w Kaliforni i Mindenthall w Wielkiej Brytanii.
Nie jest moim celem opisywanie historii i konstrukcji całego samolotu, bo pisać można o nim wiele. Chciałbym skupić na tej jego części, która jest jednym z głównych elementów sukcesu tej konstrukcji i która pozostaje ewenementem w technologii lotniczej do dzisiaj: napędzie. A konkretne na silnikach J-58, firmy Pratt&Whitnej,  konstrukcji niepowtarzalnej.
                                    

Dostosowanie budowy płatowca do warunków lotnych
Zanim jednak zajmiemy się konstrukcją napędu SR-71 Blackbird, prześledźmy bardzo krotko  w jakich, zupełnie nowych dla samolotu  warunkach, przyszło latać  Blackbird’owi. Przede wszystkim – prędkość. Na początku lat 60. zakres  prędkości naddźwiękowych nie był dziedziną tak dobrze znaną, jak obecnie. Niespełna 13 lat wcześniej dopiero pierwszy samolot przekroczył prędkość dźwięku, a przecież Blackbird miał ją przekroczyć niemal 3,5 raza!
A wysoka prędkość (wielokrotność prędkości dźwięku) powoduje pewne problemy, które konstruktorzy Blackbird’a musieli rozwiązać. W miarę jej wzrostu zmienia się gęstość powietrza przed samolotem i pojawiają tzw. stożki Macha, związane z kształtem fal i ściśliwością powietrza. To również może zakłócać przepływ powietrza przez silniki (głównie na wlocie i na sprężarce niskiego ciśnienia).


Innym problemem była temperatura. Każdy obiekt, a więc i samolot,  przemieszczający się z dużą prędkością, w powietrzu, na skutek jego oporu i tarcia nagrzewa się, i to znacznie. W praktyce określa się to „termicznym gąszczem”, a przy tej skali prędkości, jaką osiągał Blackbird, powodował on nagrzewanie się poszycia samolotu nawet do temperatury 540 stopni C.  A samolot miał z taką prędkością lecieć przez dłuższy czas. Okazało się zatem, że jego kadłuba nie można wykonać z powszechnie wówczas używanego w lotnictwie, mocnego i lekkiego aluminium. Bowiem stosowane stopy aluminium utrzymywały swoje odpowiednie właściwości konstrukcyjne tylko do temperatury 200 stopni C, tak więc jedynym rozwiązaniem było użycie bardziej odpornego na wysokie temperatury tytanu. W całych Stanach była tylko jedna prasa o odpowiednim nacisku 45 ton, zdolna tłoczyć elementy z blach tytanowych o dużej powierzchni. Konstrukcyjnie tytanowe elementy samolotu  musiały być więc tak zaprojektowane, aby można je było tłoczyć na tej konkretnej prasie. Samolot był zresztą pierwszym na świecie, w którym w tak dużej skali wykorzystano elementy tytanowe.  Jak wiadomo, metale należą do materiałów rozszerzających się pod wpływem ciepła. W temperaturach rzędu 300- 540 stopni C, jakie występowały w czasie lotu,  kadłub samolotu wydłużał się nawet o 30 cm, w stosunku do wymiarów pierwotnych.  W poszyciu i strukturach wytrzymałościowych płatowca powstały ogromne napięcia, które musiały być niwelowane przez odpowiednie ukształtowanie elementów nośnych. To dlatego m.in. grzbiet kadłuba jest karbowany. Wymusiło to też budowę  zbiorników paliwa, które przy normalnej temperaturze były  nieszczelne, a z samolotu stojącego na ziemi paliwo po prostu wyciekało na ziemię. Dopiero po starcie, wskutek wzrostu temperatury kadłuba, materiał z którego wykonane były zbiorniki rozszerzał się termicznie i ulegały one samo uszczelnieniu.  Zresztą nie tylko kadłub się wydłużał. O całe 15 cm stawały się również dłuższe w czasie lotu silniki!
 Ze względu na kształt płatowca (samolot był bardzo długi i stosunkowo wąski), masa startowa nie mogła być zbyt wysoka, samolot więc nie mógł startować z pełnymi zbiornikami. Zresztą trudno tu nawet mówić o pełnych zbiornikach przed startem, skoro takowe z założenia przeciekały. Z tych też powodów  startował on zatankowany tylko częściowo, po czym dotankowywany był w powietrzu i dopiero rozpoczynał misję. Sama konstrukcja była też stosunkowo delikatna a zdolność do znoszenia przeciążeń bardzo ograniczona: do -1 do +3,5 g. Tak więc samolotem nie można było wykonywać ostrych manewrów, szczególne przy dużej prędkości, a i lądować trzeba było umiejętnie i ostrożnie, aby kadłub nie przełamał się na pół. Jak na swoje rozmiary, Blackbird miał stosunkowo niskie  pole skutecznego odbicie radarowego, które jeszcze pomniejszało pokrycie kadłuba powłoką pochłaniającą promieniowanie radarowe.
Samolot początkowo był konstrukcją ściśle tajną. Oznaczano go jako SR-71 Blackbird (RS- skrót Reconessance-Srike – do dziś nie wiadomo, czy jednak planowano dla niego jakiekolwiek uzbrojenie. Jeżeli nawet tak, to nigdy tego nie zrealizowano). Lecz przed jego oficjalnym wejściem do służby, prezydent USA przyznał, że Stany Zjednoczone są w posiadaniu nowego, supernowoczesnego samolotu rozpoznawczego o niespotykanych osiągach. Nazwał go wówczas SR-71, i tak już zostało.  Skrót SR próbowane później tłumaczyć, jako Search-Reconessance, czyli Poszukiwawczo- Rozpoznawczy.

 

Zdjęcie 2. SR-71 Maciej Ługowski

SR-71 od przodu. Samolot na pokładzie lotniskowca USS Intrepid. Lotniskowiec wchodzi w skład „Sea-Air-Space Museum” w Nowym Jorku. Zdjęcie: Maciej Ługowski

 

Problemy techniczne w czasie testów
W czasie badań prototypów i pierwszych oblotów, awarie zdarzały się na prawie każdym etapie. Już w czasie drugiego lotu testowego odpadły przednie części kadłuba. W jednym z kolejnych lotów pilot myśliwca eskortującego testowanego Balackbird’a najpierw ostrożnie zbliżył się do niego, po czym nagłym manewrem odskoczył w bok. Po chwili pilotujący SR-71 usłyszał w słuchawkach jego głos, mówiący spokojne, ale ze źle maskowaną emocją:

  • „Hej, stary. Odpadają Ci półmetrowe kawały z ogona”

 Pilot Blackbirda odpowiedział spokojnie:

  • „OK. Wracam do domu”.

Ale dopiero kiedy chciał zawrócić, zorientował się, że samolot na stery reaguje bardzo leniwie. Ale wylądował. Na ziemi zaś okazało się, że zrobił to cudem: w powietrzu rozleciał się prawie całkowicie kompozytowy ster kierunku.
Początkowo awarie miały  również silniki. Dwa razy zdarzyło się, że zgasł jeden silnik a samolot samoistnie obracaił się na plecy. Załoga, nie mogąc w żaden sposób opanować maszyny musiała opuszczać ją awaryjnie. W jednym przypadku zgasły prawie jednocześnie oba silniki. Załoga nie zdecydowała się na opuszczenie i utratę samolotu podejmując  ryzyko lądowania awaryjnego (na szczęście byli blisko lotniska). Podchodząc do lądowania musieli utrzymać odpowiednią prędkość, aby samolot pozbawiony napędu nie przepadł, i wylądowali tak twardo, że samolot przełamał się na pół. Na szczęście załoga wyszła z wypadku bez szwanku.
Takiego szczęścia nie miała już załoga następnego, testowanego samolotu. Tym razem doszło do przełamania kadłuba, ale w sytuacji dużo bardziej dramatycznej: przy prędkości 3 Macha. Wstrząs był tak silny, że zarówno pilota jak i inżyniera pokładowego po prostu wyrwało z pasów. Na skutek gwałtownej dekompresji i utraty wysokości pilotowi zaparował hełm i, jak sam późnej opowiadał, był pewien że już nie żyje. Ale przeżył. W katastrofie zginął jednak inżynier pokładowy.

 

Zakończenie
Blackbird wykonał 3 550 misji o łącznym czasie 53 235 godzin lotu, z czego 11 675 godzin przeleciał z prędkością powyżej 3 Macha. Próbowane go niejednokrotne zestrzelić, niektóre źródła mówią nawet o tym, że takich prób było około tysiąca. Ani jeden SR-71 Blackbird nie został utracony w czasie wykonywania misji zwiadowczej. Wszystkie samoloty, a wyprodukowano  ich  32 (wszystkie, oprócz dwóch, były maszynami dwumiejscowymi), przeleciały w sumie dystans 104,5 miliona kilometrów.  Można powiedzieć jedno: mimo swoich słabości i wad, które ujawniły się w czasie eksploatacji, konstrukcja, choć nowatorska, niewątpliwie się sprawdziła.  
Po 25 latach służby Blackbird’y zostały wycofane z czynnej służby. Ostatni lot, przed odejściem na zasłużoną emeryturę, miał miejsce w marcu, 1990 w Bazie Sil Powietrznych  Beale.  
Czy był to koniec kariery tego samolotu? Nie do końca. Pięć lat później, w 1995, trzy z nich powołano ponownie do czynnej służby. Jednak wówczas okazało, że przez 5 lat technologia w lotnictwie zmieniła się na tyle, że samoloty te stały się niesamowicie drogie w eksploatacji. Roczny koszt utrzymana ich w sprawności bojowej wyniósł  140 milionów dolarów. Dla USAF, których  nie można zaliczyć raczej do ubogich, była to jednak suma pokaźna w stosunku do efektów. Uznano, że środki takie można wykorzystać efektywnie i ponownie, po roku służby wycofano je. Tym razem już na stałe. Kariera wojskowa SR-71 zakończyła się definitywnie.
   
Co dalej z Blackbirdem?
Nawet, gdyby chciano nadal eksploatować ten samolot, pojawiał się problem, który raczej wykluczał to w szerszej skali. W 1968, decyzją prezydenta Stanów Zjednoczonych wszystkie formy i narzędzia, służące do produkcji SR-71zostaly  zniszczone, a wszelka dokumentacja techniczna zabezpieczona i pilnie strzeżona (choć pełną, liczącą ponad 700 stron,  instrukcję obsługi Blackbirda ostatnimi laty odtajniono). Zrobiono tak, aby samolotu nie można było w żaden sposób skopiować. Aby więc utrzymać w sprawności flotę tych samolotów, po wyczerpaniu zapasów części zamiennych, kolejne samoloty musiały być rozbierane i kanibalizowane  celem pozyskania brakujących części zapasowych do pozostałych, sprawnych samolotów.  
Jednak nadal SR-71jest najszybszym, pilotowanym przez człowieka samolotem, który był w czynnej służbie. Nawet dziś nie można by go zestrzelić. I mimo, że nie były już samolotem bojowym, trzy egzemplarze latały nadal w „barwach” NASA służąc m.in. do badań wpływu promieniowania kosmicznego na człowieka w lotach długodystansowych na dużej wysokości do ostatniego swojego lotu w 9 października 1999.  
Zaś kolejnych sześć (niektóre źródła mówią o trzech) jest zakonserwowanych gdzieś na pustyni na terenie USA, i nadal gotowych do lotu. Czekają na swoje przebudzenie?
Raczej nie. To już koniec pewnej epoki, bo zadania tego typu przejęły satelity i bezzałogowe samoloty rozpoznania strategicznego RQ-4 Global Hawk (UAV), które wykonują je taniej i bez narażania życia załogi. Choć któż to wie? Historia nieraz już zatoczyła koło.

 


SPECYFIKACJA SAMOLOTU SR-71 A   
           
Nazwa    SR-71 A       
Nazwa kodowa    Blackbird       
Typ    Rozpoznawcz-uderzeniowy (używany tylko jako rozpoznawczy)        
Producent    Lockheed Aircraft Corporation       
Kraj    USA       
 

Wymiary           
Długość całkowita    32,74 m       
Rozpiętość skrzydeł    16,94 m       
Powierzchnia nośna skrzydeł    149,10 m2       
Powierzchnia usterzenia pionowego    6,52 ms       
Wysokość    5,64 m       
Napęd    Dwa silniki Pratt&Whitney J58       

Masy           
Masa własna    30 617 kg       
Maks. Masa Startowa    78 017 kg       
Masa paliwa    46 254 litrów       
Masa sprzętu rozponawczo-poszukiwawczego    1 256 kg

Osiągi           
Prędkość maksymalna    3,35 (3 580 km/h) Macha na wysokości 24 385 m       
Maksymalna prędkość przelotowa    3,2 Macha (3 380 km/h) na wysokości 24 385 m       
Pułap maksymalny    30 480 m       
Pułap operacyjny    25 908 m       
Rozbieg    1 646 m przy masie startowej 63 505 kg       
Dobieg    1 097 m przy maksymalnej masie do lądowania       

Zasięg           
Maksymalny    5230 km przy prędkości 3,0 Macha bez tankowania w powietrzu        
Promień operacyjny    1 931 km (standardowy)       
Czas lotu    1 h 30 min, przy prędkości 3,0 Macha bez tankowania w powietrzu    


Maciej Ługowski