پرنده سیاه SR-71، مخوف ترین هواپیمای ساخته بشر

در اوایل دهه شصت میلادی، یعنی همان زمانی که کارائی ضعیف هواپیمای U-2 بر همگان آشکار گردید، ایالات متحده آمریکا تصمیم به جایگزین سازی هواپیمایی کاراتر، قدرتمند تر و با قابلیت های بالاتر به جای هواپیمای U-2 گرفت. نتیجه تمام تحقیقات و بازنگری ها، هواپیمایی موسوم به SR-71 و در حقیقت همان پرنده سیاه محصول شرکت لاکهید شد که به راستی در آن سال ها می توان آن را هواپیمایی «جلوتر از زمان» نامید. هواپیمای لاکهید مارتین اس آر-۷۱ که لقب آن بلک برد یا پرنده سیاه است، ترسناک ترین و مخوف ترین هواپیمایی است که تا کنون به دست بشر ساخته شده است. این هواپیمای جاسوسی، یکی که از سریع ترین هواپیماهای در حال خدمت جهان نیز می باشد، در ابتدا از آن به نام یا کد YF-12A یاد می شد.

 قدرت پرنده SR-71

این هواپیما از دو موتور پرات اند ویتنی J-58 توربوجت به قدرت حدود ۱۴.۷۴۰ کیلوگرم برای پرواز بهره می برد. این هواپیما محصول سال شصت و چهار میلادی و با طراحی سر مهندس شرکت لاکهید، یعنی کلی جانسون است. طول بال های آن به ۱۷ متر و طول خود هواپیما به ۳۲ متر می رسد. این هواپیما در صورت تسلیح کامل می تواند ۷۷ تن وزن در هنگام برخاست خود از زمین داشته باشد که اندازه قابل توجهی است.حداکثر سرعت آن به ۳,۲۰۰ کیلومتر بر ساعت رسیده و سقف پروازی آن ۸۰,۰۰۰ پا یا ۲۵ کیلومتر می باشد. حداکثر برد این هواپیما ۴,۸۰۰ کیلومتر است و بالهای آن تماماً از تیتانیوم مقاوم در برابر حرارت ساخته شده است. کلاً تعداد تولیدشده از هواپیمای بلک برد به حداکثر ۳۵ فروند می رسد.
خدمه این هواپیما از دو نفر تشکیل می شود. خلبانان برای پرواز در چنین هواپیمایی نباید از ۲۵ سال کمتر و از ۳۵ سال سن بیشتر داشته باشند. این هواپیما، نه تنها جایگزینی برای U-2، بلکه تحولی نوین در عصر خود به شمار می آمد، چرا که مهندسی و طراحی پیشرفته آن موجب شده بود کشورهای دیگر تا مدت ها متحیر و شگفت زده بمانند. این هواپیما، برای اولین بار از موتورهایی ملقب به «توربو-رم جت» استفاده می کرد که پیشرانه ای مرکب از دو موتور توربوجت و رم جت بود؛ دلیل استفاده از این موتورها چنین بود که به علت اینکه این هواپیما می بایست در سرعت بالایی، در حدود ۴ برابر سرعت صوت به عملیات و یا کروز و گشت زنی بپردازد، باید به همین دلیل چون موتورهای توربوجت به کار رفته در جنگنده های معمولی توانایی کارکرد در سرعت های بالا را نداشتند، موتورهایی از نوع رم جت باید به کار می رفتند.
اما اشکال کار در اینجا بود که موتورهای رم جت برای روشن شدن و عمل نمودن، به سرعت های بالای ۱ ماخ احتیاج داشت و طبیعتاً در صورت به کاربردن چنین موتوری، این هواپیما می بایست از هواپیمایی مادر برای رسیدن به چنین سرعت هایی بهره می برد و برای فرود نیز مشکلاتی در سر راه بود و در حقیقت، هدف از ساختن این هواپیما، هواپیمایی مستقل از هر منبع و قابل عملیات در هر سرعتی بود. در نتیجه، از این جا بود که کارشناسان به فکر یافتن راه چاره برای این مشکل افتادند که تنیجه همان ابداع موتور «توربو رمجت» بود. در نتیجه ی فکر به وجود آوردن چنین پیشرانه پیچیده ای، این مسولیت سنگین به شرکت با سابقه پرات اند ویتنی واگذار شد که سرانجام اولین موتور توربو رمجت جهان با کد J-58 که این موتور در حقیقت همان هسته مرکزی کل پیشرانه ی به کار رفته است، وارد عرصه خدمت گردید.

در موتورهای توربو رمجت، در حقیقت موتوری توربوجت در داخل محفظه ای لوله ای شکل که همان ساختار اصلی موتور رمجت باشد، جای گذاری می شد. طرز کار آن نیز بدین گونه بود که درچه هایی در داخل محفظه ی موتور قرار داشتند که جریان عبوری هوا را از حالت های: ۱- گذر از داخل هسته موتور یا همان موتور توربوجت یا ۲- گذر از کنار هسته موتور کنترل می کردند. در سرعت های پایین، این دریچه ها بسته شده و جریان هوا ناچار از داخل موتور توربوجت عبور کرده در نتیجه هواپیما قادر به سرعت گیری و تولید نیرو برای برخاست و رسیدن به ارتفاع و سرعت مناسب می شد، تا زمانی که شرایط لازم برای روشن شدن موتور رمجت فراهم شود.
پس از بدست آوردن شرایط مناسب، درچه ها باز شده و هوا از کنار موتور توربو جت عبور کرده و به دلیل به وجود آمدن پدیده رم افکت در سرعت های بالا، هوا متراکم شده و به انتهای موتور یا در حقیقت همان قسمت پس سوز هدایت می شد. قسمت انتهای موتور در سرعت های پایین نقش پس سوز و در سرعت های بالا نقش محفظه احتراق موتور رمجت را ایفا می کرد. در این قسمت، هوای متراکم منفجر شده و دقیقاً همانند یک موتور رمجت در سرعت های بالا تولید نیرو می کرد، و همین ابداع، باعث شد که هواپیمای SR-71 به هواپیمایی با «سیستم پس سوز قابل عمکرد مداوم» تبدیل شود، یعنی درست بر خلاف هواپیماهای دیگر که در صورت استفاده از پس سوز، نمی بایست مدت زمان آن از پنج دقیقه تجاوز نماید، زیرا در غیر این صورت خروجی موتور ذوب شده و موتور از کار کردن باز می ایستاد.
البته برای ایجاد ویژگی استفاده از پس سوز تمام وقت، تدابیر ویژه ای برای خنک سازی لحظه به لحظه ی موتور اندیشیده شده بود. در این جا لازم است به نکته توجه شود که ابتکار زیادی نیز در ورودی های موتور این هواپیما به کار رفته بود. اگر به ورودی های موتور این هواپیما بنگریم، شیئی مخروطی شکل را مشاهده می کنیم که در حقیقت همین قطعه است که موتور را از حالت توربوجت به رمجت و بالعکس تبدیل و مقدار جریان ورودی به موتور را کنترل می کند و اولین سیستم ورودی متحرک در جهان است که در حالت برخاست جلو آمده و در سرعت های بالا عقب می رود و بدین صورت امواج ضربه ای ناشی از حرکت با سرعت بالا را نیز کنترل کرده و هوای ساب سونیک یا زیر سرعت صوت را اگر چه خود هواپیما با سرعت بالاتر از سرعت صوت پرواز کند، وارد موتور می نماید.در سیستم این موتور، به دلیل حرارت بسیار زیاد، سوخت عادی مصرفی در موتورهای جت معمولی قابل استفاده نیست، به همین دلیل از سوختی ویژه با نام JP-7 استفاده می کنند که با استفاده از روش های مخصوص شیمیکال محترق گشته و قابل استفاده می گردد.

جلیقه آسمانی برای خلبانان جنگنده  SR-71

خلبانان هواپیماهای بلند پرواز جاسوسی مانند اس آر۷۱ مانند فضا نوردان لباس تحت فشار می پوشند وبه جرأت می توان گفت عملکرد صحیح یا ناقص این لباس در حکم پلی بین مرگ وزندگی برای خلبان است.به همین دلیل به این لباس لقب «جلیقه ی نجات آسمان» داده اند.
مجموعه لباس یاد شده ،از کلاه خلبان ولباس یکسره ی سنگین وضخیمی تشکیل شده است که لباس از ناحیه ی گردن به کلاه متصل می شود.
به خاطر محدودیت ها در طراحی هواپیمای یو۲ و وجود این کلاه ایمنی ،دید خلبان بسیار محدوداست؛بنابراین هواپیمای مزبور برای انجام نشست ،نیاز مبرم به خلبان دوم «خلبان سیار»داردتابا ایمنی کامل بنشیند .هماهنگی کامل بین این دو نفر ضامن یک نشست موفق است وکوچکترین اشتباه هر یک از خدمه،سبب وقوع حادثه ای تلخ می شودکه صد البته تا به حال چندین بار اتفاق افتاده است برای انجام یک پرواز موفق ،تمامی سامانه ها،درزها،پیچ ومهره ها و…برای اطمینان از عدم وجودمشکل یا نقص فنی بقازرسی می شود.از مهمترین بازرسی های پیش از پرواز،انجام آزمایش صحت عملکردلباس تحت فشار است؛که این مرحله از آزمایشهای پیش از پرواز ،با دقت فوق العاده ی کارکنان آموزش دیده ی مسئول این کار انجام می شود .

برای درک این مطلب لازم است کمی در باره ی جو زمین وهمچنین محدودیت های بدن انسان توضیحاتی ارائه شود؛فضا از لحاظ فیزیک محیطی ،از ارتفاع ۱۲۵ مایلی شروع می شود. اما از لحاظ فیزیولوژیک از ارتفاع ۵۰۰۰۰ پا اغاز می گردد وخلبان برای پرواز در ارتفاعی بالاتر از این حد،به لباس تحت فشار نیاز خواهد داشت.این لباس او رااز خطر کمبود اکسیژن مصرفی مغز (هایپوکسی) انبساط گازهای درون بدن (به علت کاهش فشار محیط اطراف که باعث ایجاد مشکلاتی از قبیل انبساط گازهای بین مفاصل، سینوسها و… می شود) سرمای شدید و حد (ارمسترانگ) ایمن نگاه می دارد.

لباس تحت فشار چگونه ازبدن انسان در برابراین خطرها محافظت می کند؟

درهنگام پرواز ، سامانه درون لباس ۱۰۰ درصد اکسیژن لازم رابرای تمام پرواز (حتی به هنگام خروج اضطراری )نأمین می کندکه این شرایط از وقوع مشکل اول یعنی هایپوکسی که در ارتفاع پروازی معمول یو۲ که برابر ۲۹۵۰۰پا می باشد،جلوگیری می کند.خلبان با قرار گرفتن در این شرایط ،بدون لباس تحت فشار به مدت ۳۰تا۶۰ثانیه هوشمندی خودراحفظ خواهد کرد.لازم به ذکر استکه هایپوکسی موجب کاهش هوشیاری،کاهش دید،سر گیجه، افزایش زمان عکس العمل وحرکات ناخواسته ی عضلانی می شود
خلبانان اصولا یک ساعت پیش از پرواز در شرایط محیطی صددر صد اکسیژن (همانند خود پرواز)قرار می گیرند که این عمل علاوه بر جلوگیری از هایپوکسی، از بروز دومین مشکل یعنی خطر انبساط گاز نیتروژن در خون از پیامدهای ان است، جلوگیری می کند زیرا با قرارگیری خلبان در شرایط اکسیژن خالص، تقریبا تمامی نیتروژن درون بدن وی خارج خواهد شد . خطر انبساط گازها که به خاطر کاهش شدید فشار محیط اطراف بدن انسان به وجود می اید ، سبب حباب شدن نیتروژن در سلولهای بدن ، درد شدید در مفاصل ومختل شدن جریان خون در بدن وحتی در موارد حاد منجر به مرگ نیز می شود . این مشکل با فراهم اوردن فشار مورد نیاز دردرون لباس تحت فشار مرتفع شده است.تهدید سوم یعنی حدآرمسترانگنیز توسط این لباس از بین رفته است .آخرین مشکلی که خلبان یو۲ با آن روبه روست مشکل سرمای فوق العاده شدید درارتفاع عملیاتی است که این مشکل هم با پوشیدن لباس بر طرف شده است.درارتفاع۷۰۰۰۰پا ،دمای محیط در حدود ۷۰ درجه زیر صفر است
اما این جلیقه عوارضی هم دارد؛از جمله اینکه افزایش دما در درون لباس به خاطر انجام فعالیت بدنی خلبان در هنگام خزش ،تقرب یا فرود،سریع وگاه خارج از تحمل است .ناراحتی وبه تبع آن تعرق فراوان ،خستگی (به خاطر مداومت پروازی زیاد این هواپیما)کمبود هوشیاری و سرگیجه پرواز با یو -۲ را تا حدی پیچیده کرده است.

پرنده سیاه بازنشسته شد

هواپیمای SR-71 به مدت بیش از سی سال با بالاترین سرعت به میزان ۳.۷۲۴ کیلومتر برساعت، رکورددار سرعت در تمامی جهان بود. اس آر۷۱در اوایل دهه ی ۱۹۹۰ بازنشسته شد.
این هواپیما، هم اکنون تنها برای کاربرد های تحقیقاتی در مورد لایه های فوقانی جو توسط سازمان هوا فضایی ناسا مورد استفاده قرار می گیرد و در حقیقت از سوی نیروی هوایی ایالات متحده، هواپیمایی بازنشسته محسوب می شود، اگرچه تاکنون، با فناوری پیشرفته ی به کار رفته در آن، رقیبی در خور رقابت با بلک برد یافت نشده است.

خلاصه ماجرا