Mw habéis hecho leer sobre el cacharro ese. Vara locura de aparato.
El SR-71 fue un avión diseñado para volar a más de Mach 3, con dos tripulantes en tándem, el piloto en la cabina delantera y el
Oficial de Sistemas de Reconocimiento (RSO) en la cabina trasera, manejando los equipos de reconocimiento y vigilancia.
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La estructura del avión estaba realizada con
titanioimportado desde la
Unión Soviética durante el punto álgido de la
Guerra Fría. Lockheed utilizó todo tipo de pretextos para evitar que el gobierno soviético conociese el uso real del titanio. Para mantener los costes bajo control, utilizaron una
aleación de titanio que era más moldeable a bajas temperaturas.
El SR-71 fue diseñado para minimizar su
sección transversal de radar (RCS), uno de los primeros diseños de tecnología
stealth.
[8] Sin embargo, el diseño no tuvo en cuenta la salida de gases de sus motores extremadamente calientes, que podía reflejar las ondas de radar. Curiosamente, el SR-71 es uno de los blancos de mayor tamaño de los radares de la
Administración Federal de Aviación, pudiendo rastrear al avión desde varios cientos de kilómetros.
El avión acabado era pintado en un azul oscuro, casi negro, para aumentar la emisión de calor interno, ya que el fuselaje era utilizado como disipador de calor para refrigerar la
aviónica, y como
camuflaje en el cielo nocturno. Este color oscuro fue el que dio a estas aeronaves el nombre de “Blackbird".
Las rayas rojas que se encuentran en algunos SR-71 son marcas para prevenir a los técnicos de mantenimiento de no dañar la superficie del avión, ya que la zona central del fuselaje es delgada y sin apoyos internos, exceptuando las costillas estructurales, separadas entre sí varios decímetros.
Tomas de aire
Vista del SR-71 en que se ven las trazas de vapor de agua.
Diagrama de las tomas de aire.
Una característica crítica del diseño para permitir velocidades de crucero superiores a
Mach 3, mientras proporcionaban un flujo de aire subsónico hacia los turborreactores, eran las entradas de aire. Frente a cada toma de aire había un cono puntiagudo móvil llamado «púa» que estaba bloqueado en la posición más delantera cuando el avión estaba en tierra o volaba a velocidad subsónica.
Cuando el avión aceleraba más allá de la velocidad supersónica, la púa se desbloqueaba a Mach 1,6 y empezaba a desplazarse al interior del motor, mediante un sistema mecánico,
[9] pudiendo trasladarse un máximo de 66 cm. El computador original que controlaba la toma de aire era un diseño analógico que, basándose en los datos del ángulo de ataque, de alabeo, guiñada y cabeceo, podía determinar, en forma automática y sin la intervención del piloto, cuánto desplazamiento necesitaba la púa.
En el vuelo supersónico, la púa del motor se retiraría del frente de la onda de choque, que se reflejaría en la campana interna de la toma de aire al cono y de vuelta a la campana del motor, causando una pérdida de energía y reduciéndola, hasta que se formase la onda de choque a Mach 1. La captura de la onda de choque dentro de la toma de aire recibía el nombre de «inicio de la toma». Las altas presiones se formarían dentro de la toma de aire y frente al compresor. Se diseñaron agujeros de sangrado y salidas alternas en las entradas de aire y los bastidores de los motores, para compensar estas presiones y mantener la toma de aire iniciada.
Era tan importante la presión formada en la toma de aire del motor, con el control de la púa durante la velocidad supersónica, que a una velocidad crucero Mach 3,2 se estimaba que el 58% del empuje disponible provenía de la toma de aire a mayor presión, el 17% del compresor y el restante 25% del
postquemador de combustible.
Ben Rich, diseñador de las tomas en los Skunk Works, solía referirse a los compresores de los motores como «bombas que mantienen a las tomas vivas» y diseñó el tamaño de las tomas de aire del motor para una velocidad de crucero de Mach 3,2, velocidad a la que el SR-71 era más eficiente.
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En los primeros años del programa Blackbird, el
computador analógico de las tomas de aire no siempre podía mantenerse al ritmo de los cambios ambientales. Si la presión interna llegaba a ser muy grande y la púa estaba situada incorrectamente, la onda de choque desaparecía del frente de la toma de aire. Inmediatamente, el flujo de aire hacia el compresor del motor cesaba, el empuje se detenía y la temperatura de los gases expulsados empezaba a aumentar. Si uno de los dos motores mantenía el empuje, junto con la rápida desaceleración debida a la pérdida del 50% de la potencia disponible, el avión viraba violentamente hacia un lado. El piloto intentaba controlar el viraje, pero debido al ángulo se reducía la entrada de aire del motor opuesto y causaba una
entrada en pérdida.
Uno de los métodos para impedir esta pérdida del control de la nave era que el piloto consiguiese cortar ambas tomas de aire, deteniendo el viraje y continuando el vuelo supersónico con el impulso inicial de los motores, pero al bajar la velocidad, permitía luego reiniciar cada toma de aire. Una vez reiniciadas, con la combustión normal del motor, la tripulación volvería a acelerar y recuperar altitud.
Finalmente se reemplazó el computador analógico por uno digital. Los ingenieros de Lockheed desarrollaron el software de control para las tomas de aire para que recapturase la onda de choque perdida y aligerase el motor antes de que el piloto fuese consciente del fallo. Los mecánicos del SR-71 eran los responsables de los ajustes precisos en las puertas de entrada dentro de la tomas de aire, mejorando el control de la onda de choque e incrementando el rendimiento.
Fuselaje
Debido a los cambios extremos de temperatura en el vuelo, los paneles del fuselaje no estaban encajados perfectamente en tierra, sino que permanecían holgados. La alineación correcta solo se conseguía cuando la estructura del avión aumentaba de temperatura debido a la resistencia del aire a altas velocidades, causando que la estructura se expandiese unos cinco centímetros.
Debido a esta característica y a la falta de un sistema de sellado para el combustible que pudiese tratar las altas temperaturas, el combustible
JP-7 podía filtrarse de los tanques a la pista de aterrizaje antes del despegue. El avión debía realizar una carrera corta en el aire, con el fin de calentar la estructura y, posteriormente, ser
reabastecido en el aire para sellar los depósitos de combustible antes de salir a su misión.
La refrigeración se conseguía mediante la conducción del combustible de detrás de las superficies de titanio del fuselaje a la parte superior de las alas. No obstante, una vez que el avión aterrizaba, nadie podía acercarse durante un tiempo, ya que la cabina de mando del piloto aún seguía caliente, alcanzando hasta los 300 °C. Se utilizó en su sistema de frenos de
amianto como frenos no cerámicos, debido a su alta tolerancia del calor.
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Tecnología furtiva
Un conjunto de características del SR-71 fueron diseñadas para reducir su firma de radar. Los primeros estudios de
invisibilidad al radar parecían indicar que una forma aplanada con laterales estrechos, debería reflejar la mayor parte de las ondas de radar hacia un lugar que no fuese el punto de origen. Con este fin, los ingenieros de radar sugirieron añadir una curva aerodinámica alrededor del fuselaje y biselar al interior las superficies de control verticales.
El avión también utilizaría materiales de absorción de ondas de radar especiales, que se incluían en forma de dientes de sierra en la superficie de las alas y algunas partes del fuselaje central, así como aditivos compuestos de
cesio en el combustible, para reducir la visibilidad al radar de las columnas de los gases expulsados. La eficacia general de estas medidas son discutibles, ya que el avión no incorporaba los elementos actuales de las tecnologías stealth, y era fácil de rastrear por el radar enemigo, por el diseño de sus grandes motores, que estaban en medio de las alas, además de dejar una gran señal
infrarroja cuando volaba a más de Mach 3.
Las características fueron útiles para propósitos de espionaje, ocultando el hecho de qué avión se trataba. El enorme rendimiento en vuelo del
SR-71 lo hacía prácticamente invulnerable a los intentos de ser derribado, por lo que nunca se pudo derribar uno, a pesar de los más de 4000 intentos por hacerlo.
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El avión era totalmente visible a los radares civiles de los aeropuertos a varios cientos de kilómetros, a pesar de no usar su transpondedor, por lo que era confundido frecuentemente con objetos voladores no identificados (UFO), pues sus misiones de reconocimiento eran secretas y no se revelaban a los controladores de vuelo. Su existencia se ocultó durante mucho tiempo y se suponía que ningún avión podía volar tan rápido durante tanto tiempo en forma sostenida.
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Borde aerodinámico
El borde aeródinamico del SR-71 le da su aspecto único.
El borde aerodinámico del SR-71 es una de las características únicas del avión. En un principio, el avión no iba a ser equipado con este borde, y tendría un aspecto similar a un
F-104 de mayor tamaño, pero los ingenieros de radar convencieron a los diseñadores en añadir ese borde a algunos de los modelos para las pruebas de
túnel de viento, ya que este borde reduciría la sección transversal de radar (RCS). Los diseñadores descubrieron que este borde generaba
vórtices a su alrededor, aumentando la
sustentación del avión.
El ángulo de incidencia de las
alas en delta podía reducirse, permitiendo una estabilidad mayor y menor resistencia a altas velocidades, además de transportar mayor combustible en el fuselaje central, que aumentaría la autonomía del avión. Las velocidades de aterrizaje también se redujeron, ya que los vórtices creaban un flujo turbulento sobre las alas en
ángulos de ataque altos, haciendo más difícil la entrada en pérdida. En consecuencia, el SR-71 podía realizar grandes giros a alta aceleración, hasta el punto de dejar el motor del avión sin absorber aire, lo que causaría un fallo de motor.
[13] Los pilotos eran advertidos de no realizar aceleración mayores a 3 G, para mantener el ángulo de ataque bajo y permitir la entrada del aire suficiente en los motores.
El nuevo borde aerodinámico actuaba como extensiones del borde de ataque de las alas, que luego sería utilizado como un nuevo diseño de borde de ataque, para aumentar la agilidad y los giros a alta aceleración, en muchos aviones de
caza modernos, como el
F-5,
F-16,
F/A-18, los soviéticos
MiG-29 y
Su-27. Una vez descubiertas las ventajas de este nuevo borde aerodinámico, durante las pruebas en el túnel de viento, la utilización de alas delanteras
canard no fue necesaria y se desecharon. El uso de este nuevo borde aerodinámico forma parte del diseño base de nuevas aeronaves no tripuladas furtivas, como el
RQ-3 Dark Star,
Boeing Bird of Prey,
Boeing X-45 y
X-47 Pegasus, ya que permite la estabilidad sin necesidad de alas de cola, siendo el mayor aporte de este avión a la industria aeronáutica.
Combustible
En el desarrollo del SR-71, se comenzó utilizando una planta motriz alimentada por una suspensión de
carbón, pero Clarence Johnson determinó que las partículas de carbón dañaban los componentes del motor. Luego comenzó con la investigación de un motor alimentado por
hidrógeno líquido como combustible, pero los depósitos que necesitaba para almacenar el hidrógeno
criogénico no eran apropiados en el
factor de forma del avión.
Por tanto, se centraron en un sistema más convencional, aunque especializado. En el desarrollo original del A-12 OXCART a finales de los
años 1950, el combustible
JP-7 tenía un
punto de inflamabilidadrelativamente alto (60 °C). De hecho, el combustible era utilizado como refrigerante y fluido hidráulico en el avión antes de ser quemado. El JP-7 contenía contaminantes fluorocarbonos para aumentar su poder lubricante, un agente oxidante para poder arder en los motores y un compuesto de cesio, el A-50, para reducir la señal de radar de la salida de gases. El combustible era muy caro y contaminante, costando entre 24 000 y 25 000 dólares la hora de operación del SR-71. En comparación, el avión espía
U-2, de combustible convencional, costaba un tercio.
El JP-7 resultaba extremadamente fluido y difícil de arder de una forma convencional. Al ser tan fluido, solía escaparse del avión cuando estaba en tierra, debido a que las planchas del fuselaje estaban diseñadas de forma que garantizasen la estanqueidad, sólo al momento de expandirse por efecto del aumento de temperatura durante el vuelo, pero esto no suponía amenaza de incendio. Cuando los motores del SR-71 se encendían, se inyectaba trietilborano de otros tanques de combustible, que ardía al contacto del aire para aumentar la temperatura y poder encender al JP-7 en tierra. El uso del trietilborano también servía para iniciar los
posquemadores en pleno vuelo.
Superficie de titanio
Los estudios de la superficie de titanio del avión demostraron que el metal se volvía más resistente constantemente, debido al calor intenso causado por la fricción aerodinámica sobre el fuselaje central y las alas. Las principales partes de la superficie alar, tanto superior como inferior, del SR-71, eran corrugadas en lugar de lisas. Debido a las tensiones por las expansiones térmicas de una superficie lisa, habría acabado por agrietarse y doblarse. Al ser una superficie arrugada y más extendida, esta podía expandirse fácilmente, tanto vertical como horizontalmente sin sobretensiones, además de incrementar su tamaño longitudinal.
En un principio, los especialistas en aerodinámica estaban en contra del concepto de superficies arrugadas, y acusaron a los diseñadores de intentar hacer que un viejo avión
Ford Trimotor, conocido por su superficie de aluminio arrugado, alcanzase Mach 3.
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Motores
Los motores Pratt & Whitney J58 de un SR-71.
Los motores
Pratt & Whitney J58-1 utilizados por el SR-71 fueron los únicos motores militares diseñados especialmente para operar continuamente en
postcombustión de combustible, y haciéndose más eficientes, cuando el avión iba más rápido, por la presión del aire en la campana del motor. Cada motor J58 producía un empuje de 145
kN=14 785 kgf. En total, casi 30 000 kgf de empuje con ambos motores.
El J58 era un motor único, ya que se trataba de un
motor a reacción híbrido: un
turborreactorconvencional, dentro de un
estatorreactor. A bajas velocidades el turborreactor (motor central) y el estatorreactor (con los posquemadores funcionando sin derivar el aire) funcionaban juntos, pero a altas velocidades (sobre Mach 2), el turborreactor se cerraba y permanecía en el medio, con el aire pasando a su alrededor hasta el estatorreactor.
El aire entraba inicialmente comprimido por los conos de compresión, pasaba a través de cuatro etapas de compresión y era separado por álabes móviles: una parte entraba en los ventiladores del compresor y el resto del aire iba directamente al posquemador a través de seis tubos de derivación. El aire que iba al turborreactor era de nuevo comprimido y entonces se le añadía el combustible en la cámara de combustión. Tras pasar por la turbina, se reunía con el restante aire en el posquemador.
Alrededor de Mach 3,65, el calor formado a partir del cono de compresión, más el calor de los compresores, era suficiente para conseguir el aire a altas temperaturas, y el combustible podía ser añadido en la cámara de postcombustión sin la necesidad de la mezcla por parte de la turbina. Esto significaba que el conjunto compresor-cámara-turbina del motor central, proporcionaba menos potencia y que el SR-71 volaba principalmente por el aire que entraba y era derivado directamente a los posquemadores, creando un efecto de estatorreactor. Ningún otro avión podía realizar esto.
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El rendimiento a bajas velocidades era pobre. Incluso para traspasar la barrera del sonido el avión necesitaba realizar un picado. La razón era que el tamaño de los turborreactores convencionales fue sacrificado para reducir el peso, pero luego de esto, aún permitía al SR-71 alcanzar velocidades a las que el efecto estatorreactor fuese importante y eficiente, y el avión podía acelerar rápidamente a Mach 3. La eficiencia también era buena debido a la alta compresión y la baja resistencia del diseño aerodinámico, lo que le permitía cubrir grandes distancias a altas velocidades.
Sistema de navegación astro-inercial
Los requisitos de navegación del SR-71 en cuanto precisión de la ruta, seguimiento y señalización del objetivo precedieron al desarrollo y expansión de los sistemas de posicionamiento global como el
GPS. Los sistemas de navegación inerciales ya existían, pero la USAF quería un sistema que fuese superior para las misiones de larga duración que tenía previsto el SR-71.
Nortronics, la organización de desarrollo electrónico de
Northrop, tenía una extensa experiencia con sistemas astro-inerciales, y habían proporcionado los primeros sistemas para el misil Snark. Nortronics desarrolló el sistema de navegación astro-inercial para el misil AGM-87 Skybolt, que sería transportado y lanzado desde bombarderos
B-52H. Cuando el Programa Skybolt fue cancelado en diciembre de 1962, Nortronics desarrolló recursos para que el Programa Skybolt fuese adaptado al Programa Blackbird. Una organización de Nortronics completó el desarrollo de este sistema, definido a veces como NAS-14 o NAS-21.
El alineamiento primario del sistema de navegación astro-inercial, se hacía en tierra y requería mucho tiempo. Un rastreador estelar de luz azul, que podía detectar estrellas tanto de día como de noche, debía estar continuamente inspeccionando el cielo en busca de ciertas estrellas seleccionadas en un computador digital. En la versión original tenía la información de 56 estrellas, y el sistema corregiría los posibles errores con las observaciones celestes.
El sistema está situado detrás de las cabinas y rastrea las estrellas a través de una ventana de
cuarzo redonda. Uno de los principales problemas era el calentamiento del SR-71 a altas velocidades, pero fue resuelto por los ingenieros de Lockheed y Nortronics durante las primeras fases de pruebas.
Sensores y cargas
Las capacidades originales para el SR-71 incluían sistemas de imagen ópticos e infrarrojos, radar de búsqueda lateral (SLR), inteligencia electrónica (
ELINT), sistemas defensivos contra amenazas de cazas y misiles, y sistemas de grabación de datos y mantenimiento.
Los sistemas de imagen ópticos e infrarrojos variaban entre una cámara de seguimiento de
Fairchild y una cámara de seguimiento infrarroja HRB Singer, dos Cámaras de Objetivo Operacional (OOC) de ITEK que proporcionaba una imagen
estereográfica, una Cámara de Barrido Óptica (OBC) de Itek que reemplazaba a las OOC y dos Cámaras de Objetivo Técnicas (TEOC) de HYCON que podían ser apuntadas hacia abajo o en ángulos de 45º. La TEOC tenía una resolución que podía ver las señales del suelo de un aparcamiento a 25 000 m. En los últimos años de servicio del SR-71, el uso de la cámara infrarroja fue intermitente.
El nuevo radar de búsqueda lateral (SLR), construido por
Goodyear Aerospace en
Arizona, estaba situado en la sección desmontable del morro. Fue reemplazado por el ASARS-1 (Advanced Synthetic Aperture Radar System) de
Loral. Ambos radares podían realizar mapas del terreno y recoger los datos, de franjas fijas o de un punto en concreto cuando se deseaba mayor resolución.
Los sistemas de reunión de información ELINT, denominado EMR (Electro Magnetic Reconnaissance System) construido por AIL podía recopilar los datos de señales electrónicas. Un computador con instrucciones podía hacer una búsqueda de objetos de mayor interés.
Los sistemas de defensa, construidos por varias compañías punteras en las
contramedidas electrónicasincluían los sistemas A, A2, A2C, B, C, C2, E, G, H y M. Cada una de estas cargas adicionales podía ser transportada dependiendo de la misión en particular.
Los sistemas de grabación recopilaban los datos de los demás sensores para el análisis posterior en tierra, además de la información de mantenimiento del estado del avión. En los últimos años, se añadió un sistema de enlace de datos que permitía que la información recogida por el ASARS-1 y ELINT fuese enviada a una estación terrestre.
Eso sí, quitando la maniobrabilidad, está muy por detrás en todo.
