ロッキード SR-71 ブラックバードについて詳しく解説

ロッキード SR-71 ブラックバード
役割	偵察機または監視機
ビルダー	ロッキード社
クルー
2
モータリゼーション
エンジン	プラット＆ホイットニーJT11D-20B
番号	2
親切	アフターバーナー付きターボラムジェット
ユニットパワー	144kN
寸法
スパン	16.94メートル
長さ	32.74メートル
身長	5.64m
翼表面	167.2㎡
大衆
空の	27,000kg
武装あり	66,000kg
最大	77,100kg
パフォーマンス
最高速度	マッハ3.3
シーリング	26,000m
走行可能距離	4,800km
武装
内部	なし
アビオニクス

ロッキード SR-71 ブラックバードは、アメリカ合衆国によって設計された偵察機で、非常に高速 (3,500 km/h 以上) および非常に高い高度(25,000 メートル以上) で飛行することができます。

1968 年から 1998 年まで運用された SR-71 (日本の一部の島に生息する黒いヘビにちなんで「ハブ」という愛称) は、実際のところ、高性能航空機の研究開発プログラム全体の中で最もよく知られたモデルにすぎません。 。

デザイン

SR-71 ブラックバードは、敵対的な戦域上空で使用可能な観測装置であるロッキードU-2 の後継機として設計されました。 U-2は生き残るために高度だけを頼りにしていましたが、フランシス・ゲイリー・パワーズの飛行機がSAMミサイルによって撃墜された事件は、脅威が進化しており、各国が連合して対応する必要があることを示しました。

U-2 と同様に、SR-71 の設計は、クラレンス “ケリー”ジョンソンの指揮の下、米空軍と CIA に代わって航空プロジェクトを担当する設計事務所であるスカンクス ワークスに委託されました。プロジェクト管理はメーカーのロッキード社に依頼します。

典型的な冷戦プロジェクトである SR-71 は、その声明では些細な仕様の結果ですが、その意味はそうではありません。つまり、可能な限り最速、最も高く、最も遠くまで移動できる観測装置を設計するというものです。犠牲にされている。たとえば、SR-71 機体がサポートできる荷重係数が非常に低い状態に保たれたのはこのためです。

この航空機は主にソ連の管理下にある地域上空で運用することを目的としており、その仕様はアメリカ空軍が敵の防衛手段（主にSAMミサイル）を保有しているという知識を考慮して完全に安全に任務を遂行できるものでなければならなかった。これはマッハ 3 を超える速度と 70,000 フィートを超える運用上限を想定しており、両方のパラメータはミッション期間中維持されます。

現在でも（少なくとも公式には）これらの性能を達成したデバイスがないという事実は、1950 年代の終わりに始まったこのプロジェクトがいかに野心的であったかを示しています。

SR-71 の存在は、1964 年 2 月 28 日までリンドン B. ジョンソン大統領によって正式に一般に明らかにされませんでした。

開発: 高速性と熱

高速走行時の主な問題は、空気力学的摩擦によって引き起こされる高温の放散にあります。ザ・ベルしかし、この表現は間違っており、航空機の加熱は速度の2 乗に応じて増加し、理論的には制限がなく、厳密に言えば「壁」を「越える」ことはできません。

超高速の分野は、当時のアメリカの産業にとってまったく知られていませんでした。 1961 年 11 月 9 日、ボブ ホワイトが操縦するX-15 はマッハ 6 を超える速度に達しました。しかし、この速度は数十秒しか維持されませんでした。したがって、実装された技術ソリューションは、過酷な環境での観測ミッションの全期間にわたってマッハ 3 以上を維持する必要がある装置に直接置き換えることはできませんでした。

の経験。航空業界で一般的に使用される合金 (アルミニウム、ジュラルミンなど) は、これらの温度では使用できません。実際、純アルミニウムの溶解温度は 650°C で、130°C を超えると剛性特性が失われます。

そこでSR-71の構造には、溶解温度が1660℃で剛性と軽さの比に優れた金属であるチタンを主に採用することとした。工業プロセスでチタンを使用するというアイデアは、当時非常に革新的であり、ほぼすべての成形プロセスをそのために作成する必要がありました。これらの複数の分野のイノベーションの結果、最初のバッチの部品のほとんどが欠陥品であり、拒否されました。最終的に、複数のチタンベースの合金が SR-71 専用に設計され、最も広く使用されているのはBeta-120/Ti-13V-11Cr-3A1です。これに基づいて、SR-71 の構造は最大動作温度 427°C に対応するように設計されています。

モータリゼーション

ロッキードが U-2 の後継となる一連の航空機の開発に取り組み始めたとき、当時の主要なエンジン メーカーのソリューションが検討されました。しかし、選択はすぐにプラット＆ホイットニーに委ねられ、その後、トライソニックエンジンの研究でいくつかのプロジェクトが進行していました。

実際、プラット＆ホイットニーはすでにヴァルキリー爆撃機に装備するためのプロトタイプを製造し、J-91 (または JT-9) をコード化していました。しかし、XB-70 プロジェクトは予算上の理由ですぐに中止され、プラット＆ホイットニーは得た経験を活かして新しいエンジン JT-11 (後に J-58 と呼ばれることになります) を開発することにしました。

JT-11 の開発はプラット・アンド・ホイットニー社の自己資金で開始されましたが、このプロジェクトは北米A3-J1 の先進バージョンを開発したいと考えていたアメリカ海軍によってすぐに共同出資されました。仕様では、エンジンはアフターバーナーをオンにした状態で海抜12,000 kg の推力を提供できなければならないと規定されていました。このような出力レベルは、一次圧縮比の点で技術的に限界があった当時のエンジンの性能を大幅に上回っていました。このハンディキャップを克服するために、2 つの技術的解決策が検討されました。一方では燃焼後解決策の拡張、もう一方ではラムジェット技術の使用です。最終的に、両方のソリューションが J-58 に統合され、J-58 の最初のベンチ テストは 1957 年に始まりました。

プラット・アンド・ホイットニー社は当時、エンジンの 2 つのバージョンを検討していたことに注意してください。1 つは軍用バージョン、もう 1 つは使用範囲が異なる(高度が低く、出力がより長く維持される) 民間バージョンです。

最後に、J-58の開発と並行して、プラット・アンド・ホイットニーは水素で作動するエンジン（モデル304）を研究しており、CL-400「サンタン」プロジェクトを対象としていたが、このプロジェクトはCIAが「」を支持して放棄した。 Blackbird」プログラムは問題なく動作しましたが、エンジンのプロトタイプは満足に動作しました。

スカンク ワークスチームが A-12 プロトタイプの開発にロッキードを選択したとき、J-58 プロトタイプの稼働時間は合計 700 時間であったため、このエンジンは CIA にとって最も信頼できる選択肢でした。新しいデバイスの 12 コピーの市場。

J58原子炉

ロッキード社とプラット・アンド・ホイットニー社の協力は非常に効果的に機能し、プロジェクトは迅速に進みました。エンジンにはすぐに次のような多くの変更が加えられました。

• コンプレッサー段数が8段から9段に増加
• 燃焼後回路は、飛行範囲全体にわたって永続的に動作できるように修正されました。
• バイパス静脈の多くの変化。

実際、エンジンのサイズ (機体に関連する制約によって課せられる) により、高いマッハ数から実際のボトルネックが生じ、エンジンが吸引ノズルから来る空気を使用できなくなることがすぐに明らかになりました。 。この問題を解決するために、6本のバイパス静脈を設け、コンプレッサー⁴段目から取り込んだ空気を直接燃焼室に導き、燃焼室を冷却しながらエンジンの推力向上を図りました。

実際、これらの固定されたバイパス静脈により、エンジンの後部が本物のラムジェット エンジンのように動作することができます。

これらすべての改造はエンジンの開発に影響を及ぼし、機体の開発に遅れをとりました。実際、A-12 の最初の飛行は、航空機にプラット＆ホイットニー J-75 が装備されている間に実行されました。これは、J-58 のほぼ半分の威力ですが、完璧に証明されています。

J-58 は、A-12 の初飛行から 9か月後の 1963 年 1 月まで飛行しませんでした。安全性を高めるため、飛行は右ナセルにJ-58、左座席にJ-75の混合エンジンで行われた。

J-58 の Blackbird 機体への統合には問題がなかったわけではありません。 1つ目は、起動できないということでした。供給脈と主空気入口はエンジンに十分な空気を供給できず、不足している空気をノズルから吸い込む傾向があり、したがって本来吹き飛ばさなければならないところから空気を吸い込むことになります。コンプレッサーの上流に追加の静脈を追加し、空気入口を変更することで、この問題を徐々に解決することが可能になりました。

瓦礫の摂取に関連して生じたもう一つの問題。 J-58 の巨大な吸引力は、滑走路や工具などの破片の吸収による多数の故障を引き起こしました。これらの事故のそれぞれが修理に数十万ドルの費用がかかることになり、防護カーテン、滑走路の体系的な清掃、出発前の検査など、多くの予防策が講じられ、これらの故障の発生を徐々に減らすことができました。

最後に、吸気位置決めシステムの複雑さにより、飛行中に多数の失速が発生しました。概略的には、地上では吸引コーンが可能な限り前方に配置され、デバイスの速度に比例して後退します。飛行の特定の段階で、十分な空気を吸い込むことができずにエンジンが停止することが起こりました。この消滅により、パイロットの頭（ヘルメットをかぶっている）がダッシュボードに突き出ることに加え、航空機が激しく傾く原因となりました。さらに、1 つのエンジンの消滅が、もう 1 つのエンジンの消滅に非常に好ましい条件をもたらしたようです。実際に採用された手順は、エンジンが停止した場合には、もう一方のエンジンも停止し、順次再始動するというものでした。

空気圧吸気制御システムをより信頼性の高い電子システムに置き換えることで、この問題の発生頻度を減らすことができましたが、完全に解消されたわけではありません。

また、信頼性を高めるために多くのエンジン システムを再検討する必要があることにも注意してください。当時のコンピューターの計算能力では、飛行のさまざまな段階で要素に適用される制約を正確にシミュレートすることはできず、特にトランスミッション シャフト、コントロール ボックス、および電源システムに影響を与える継続的な改良が行われました。

実装

飛行中に給油中のSR-71

SR-71 の試作機である A-12 の初飛行は 1962 年 4 月 26 日に行われました。この初飛行のパイロットはルイ シャルクで、40分間空中に留まりました。

このプロジェクトは機密扱いであり、航空機は選択された実験場であるインディアンスプリングス（ネバダ州）に夜間に輸送され、このイベントに関する裁量を最大限に高めるため、飛行は発表されておらず、したがって公式なものではなかった。最初の公式飛行は4月30日に行われ、5月4日の2回目の公式飛行中に防音壁が破壊された。

約束

SR-71 は航空史上ユニークな航空機でした。パイロット 2 名を除けば、その唯一の搭載物はカメラでした。彼のスピードと天井だけが、追っ手から逃れるための唯一の武器だった。

冷戦時代には監視や写真スパイ活動に使用された。 SR-71によって撮影された写真が機密解除されたとしても、任務の詳細は依然として軍事機密のままである。

米国によるますます正確な画像を備えた軍事観測衛星のネットワークの開発により、航空機の競争力はますます低下しています。実際、ブラックバードは、公式の亜音速性能が偽情報となる架空の SR-91 オーロラまたはノースロップ B-2 スピリットに置き換えられたと主張する人もいます。

NASA は後に SR-71 をテスト プラットフォームとして使用しました。 SR-71 の最後の飛行は 2001 年に行われる予定でした。

変異体、生産、損失

SR-71B

(*): 2 機の A-12 が現役から撤退し、 D-21無人機の支援として機能するように改修されました。

その他の機能

• 映画シリーズに登場する X-MEN の飛行機は SR-71 に酷似しており、「ブラックバード」とも呼ばれています
• GIJOE シリーズでは、コブラテロリスト軍は「ナイト レイブン」という名前の SR-71 に似た飛行機を使用します。
• 1985 年の映画『DARYL』では、ダリルは友人に連絡するために SR-71 を使用し、飛行機が自爆する前に友人はパラシュートで降下します。
• SR-71 は、1974 年 9 月 1 日にニューヨークとロンドンの間を 1時間55 分で横断し、平均速度 2917 km/h を記録した史上最速の大西洋横断を含む、いくつかの速度記録を保持しています (今回の記録は、これに要した記録です)ブラックバードがニューヨーク上空の地点から出発してロンドン上空の地点に到達するため）