Blackbird: “Chim đen do thám” của Mỹ
- 21 quốc gia bị tin tặc bí mật do thám suốt 6 năm
- Tình báo Đan Mạch xây dựng tháp radar do thám biển Baltic
- Syria sử dụng xe do thám pháo binh PRP-4A Argus của Nga chống khủng bố
Nhanh hơn tên lửa
Theo đó, vào tháng 8-1981, máy bay SR-71 của Mỹ nhận nhiệm vụ bay trinh sát trên bán đảo Triều Tiên nhằm giám sát các hoạt động quân sự của Bình Nhưỡng. Khi vừa bay qua khu phi quân sự (DMZ) trên bán đảo Triều Tiên, phi công điều khiển máy bay SR-71 là Maury Rosenberg phát hiện một quả tên lửa đất đối không của Triều Tiên bắn lên theo đường di chuyển của chiếc máy bay này.
Phi công Maury Rosenberg hoảng sợ bởi dù SR-71 là phi cơ siêu thanh nhưng lại rất hạn chế ở tính năng cơ động trong phạm vi hẹp. Chính vì vậy, SR-71 sẽ không thể thực hiện động tác bay tránh né tên lửa như chiến đấu cơ.
Trước tình huống bất ngờ trên, điều duy nhất phi công Rosenberg có thể làm là lái chiếc SR-71 tránh càng xa tên lửa Triều Tiên càng tốt. Và may mắn đã đến với chiếc SR-71 bởi sau khi đổi hướng bay, quả tên lửa vẫn bay theo quỹ đạo định trước.
Không bỏ cuộc, Triều Tiên đã bắn tiếp quả tên lửa thứ 2 nhưng nhờ tốc độ nhanh (Mach 3), chiếc SR-71 Blackbird đã kịp thoát ra khỏi khu vực nguy hiểm.
Cũng chính nhờ tốc độ cao đã khiến chiếc máy bay này thoát nạn không chỉ từ tên lửa Triều Tiên mà từ nhiều chuyến truy đuổi bỏng rát của máy bay và tên lửa Liên Xô thời Chiến tranh lạnh.
SR-71 Blackbird đã phục vụ trong Không quân Mỹ (USAF) từ năm 1964 đến 1998, với 12 trong tổng số 32 máy bay chế tạo bị tổn thất nhưng không một chiếc SR-71 nào bị mất do tấn công bằng tên lửa của đối phương.
Để có được thành tích này nhờ SR-71 được thiết kế đặc biệt với những chiếc chóp hình côn trùng phía đầu máy bay. Đây là một phần của hệ thống điều khiển tiết lưu, di chuyển xung quanh để đảm bảo tỷ lệ không khí làm mát động cơ một cách ổn định.
Nếu có quá nhiều hoặc quá ít không khí sẽ gây ảnh hưởng rất lớn đến tốc độ siêu thanh, phát sinh mất mát tức thì, đưa máy bay vào trạng thái nguy hiểm, mà người ta quen gọi là "mất lái", dẫn đến thảm họa không lường hết. Cùng với thiết kế đặc biệt và được chế tạo bằng titan, SR-71 đã đạt tốc độ chính thức Mach 3 (tương đương 3.600km/h).
Vỏ bọc titanium
Trước khi có chiếc Blackbird, titanium chỉ tìm thấy trên máy bay tại các ống xả có nhiệt độ cực cao và các phần nhỏ khác liên quan trực tiếp nhằm chống đỡ, làm mát hay tạo dáng cho những vùng có nhiệt độ cao. Quyết định chế tạo cấu trúc của chiếc Blackbird sử dụng đến 85% titanium và 15% các vật liệu composite là lần đầu tiên trong công nghiệp hàng không. Các tiến bộ thực hiện bởi Lockheed nhằm xử lý loại vật liệu này đã được sử dụng với những máy bay tốc độ cao sau này như đa số các máy bay tiêm kích hiện đại.
Titanium là một kim loại khó gia công, đắt và hiếm. Trong thực tế, phần lớn titanium mà Hãng Lockheed mua để chế tạo những chiếc Blackbirds được nhập khẩu từ Liên Xô. Thoạt đầu, có đến 80% titanium giao hàng cho Lockheed bị loại bỏ do nhiễm bẩn kim loại.
Một ví dụ về những khó khăn trong xử lý titanium là trong thực tế các mối hàn được thực hiện ở một thời điểm nào đó trong năm lại tỏ ra bền hơn các mối hàn được thực hiện vào các thời gian khác.
Người ta sau đó đã khám phá ra rằng nước cung cấp cho nhà máy đến từ một hồ chứa trong mùa hè và từ một hồ chứa khác trong mùa đông; những khác biệt nhỏ về độ tinh khiết của nước từ các hồ chứa đã đưa đến sự khác biệt về độ bền của các mối hàn, vì nước được dùng để làm mát các mối hàn titanium.
Việc nghiên cứu vỏ bọc titanium của máy bay đã cho thấy rằng lớp kim loại trong thực tế đã trở nên cứng chắc hơn theo thời gian do sức nóng khắc nghiệt gây ra do ma sát khí động học, một quá trình tương tự như việc tôi kim loại.
Một phần lớn bề mặt bên trên và bên dưới phía trong cánh của chiếc SR-71 trong thực tế được làm gồ ghề chứ không phẳng. Sự giãn nở do nhiệt tác động lên bề mặt phẳng làm cho vỏ bọc ngoài của chiếc máy bay bị nứt nẻ hay cong.
Bằng cách làm bề mặt gồ ghề, vỏ bọc máy bay cho phép giãn nở đứng và ngang mà không tạo áp lực quá lớn; đồng thời cũng gia tăng độ bền dọc.
Cho dù trong thực tế chúng có hiệu quả, các nhà khí động học ban đầu vô cùng kinh ngạc về ý tưởng này và kết tội các kỹ sư thiết kế đang cố gắng chế tạo một chiếc Ford Trimotor, kiểu xe hơi của những năm 1920 vì có một vỏ ngoài bằng nhôm gồ ghề.
Hỗ trợ sinh tồn
Nhằm cho phép thân SR-71 giãn nở ở nhiệt độ hoạt động khá cao, các tấm cấu trúc thân được sản xuất chỉ để gắn kết một cách lỏng lẽo khi ở trên mặt đất.
Cấu trúc và kích thước vừa vặn chỉ đạt được khi chiếc máy bay được nóng lên do ma sát không khí ở tốc độ cao, làm cho khung máy bay giãn nở ra thêm nhiều inch.
Vì lý do này, và cũng vì thiếu sót một hệ thống làm kín nhiên liệu có thể chịu đựng được nhiệt độ cực cao, chiếc máy bay thường để lại những vệt nhiên liệu phản lực JP-7 trên đường băng trước khi cất cánh.
Chiếc máy bay sẽ nhanh chóng bay một quãng ngắn để làm ấm khung máy bay, rồi được tiếp thêm nhiên liệu trước khi bắt đầu thực hiện nhiệm vụ.
Việc làm mát được thực hiện bằng cách lưu chuyển nhiên liệu bên dưới các bề mặt làm bằng titinium ở phần phía trước (cằm) của cánh. Khi hạ cánh sau một phi vụ nhiệt độ của nóc buồng lái lên đến 300°C, nóng đến mức không thể chạm đến.
Vật liệu amiăng không sợi với tính năng chịu nhiệt tốt được sử dụng tại các vùng có nhiệt độ cao, đây cũng là loại vật liệu được sử dụng trong phanh của ô tô.
Đội bay lái chiếc SR-71 ở độ cao 24.400m phải đối mặt với 2 nguy cơ sinh tồn chính khi phóng ra khỏi máy bay:
Một là - với mặt nạ cung cấp oxy theo áp suất tiêu chuẩn, phổi người sẽ không thể hấp thu đủ 100% oxy ở độ cao trên 13.100m để duy trì sự tỉnh táo và sự sống.
Và hai là - nhiệt độ gia tăng nhanh chóng trên cơ thể do tiếp xúc với luồng gió ở vận tốc Mach 3,2 lúc phóng ra sẽ lên tới 232oC.
Để giải quyết những vấn đề này, Hãng David Clark Company đã được thuê để chế tạo những bộ quần áo bảo vệ đủ áp suất cho tất cả các đội bay của những chiếc A-12, YF-12, MD-21 và SR-71. Những bộ quần áo này sau đó được cải tiến để sử dụng trên tàu con thoi khi hạ cánh.
Thêm vào đó, ở tốc độ Mach 3,2 sự gia tăng nhiệt độ bên ngoài do không khí nén trên chiếc máy bay có thể nung nóng nhiệt độ bên trong kính chắn gió lên đến 121oC và việc làm mát cho đội bay là yếu tố sống còn. Việc này được thực hiện bằng cách làm mát không khí với máy điều hòa, và nhiệt được thải ra từ buồng lái qua một bộ trao đổi nhiệt sẽ làm nóng nhiên liệu trước khi được đốt cháy.
Sau khi thoát ra ở cao độ lớn, nguồn oxy sẽ duy trì áp lực cho bộ đồ bay. Phi công sẽ để rơi tự do cho đến độ cao 4.572m trước khi dù chính được mở ra, cho phép sự gia tăng nhiệt độ được giảm bớt trong quá trình đội bay rơi chậm dần và hạ xuống.
Để thể hiện được khả năng áp lực đầy đủ của bộ đồ bay này, thành viên đội bay được mặc một bộ quần áo như vậy và vào trong một buồng nổ mô phỏng độ cao lên đến 23.770m hay cao hơn, trong khi nhiệt độ buồng được nhanh chóng tăng lên đến 232oC rồi được giảm xuống ở tốc độ tương tự như sự rơi tự do trong thực tế.
Vì buồng lái của chiếc SR-71 được duy trì ở độ cao 8.230 - 8.840m trong những chuyến bay chuyển tiếp, đội bay thực hiện những chuyến bay cận âm ở cao độ thấp có thể mặc trang phục có áp lực đầy đủ hay mũ bay cứng tiêu chuẩn không quân, mặt nạ oxy áp lực và bộ đồ bay nomex.