Trinh sát cơ SR-71 đã biến mất nhưng công nghệ của nó vẫn còn ảnh hưởng thế nào?

Khi trinh sát cơ SR-71 Blackbird thực hiện chuyến bay cuối cùng vào năm 1999, thời đại của một trong những chiếc máy bay đặc biệt nhất lịch sử hàng không quân sự cũng khép lại. Nhưng những công nghệ được phát triển cho Blackbird không biến mất cùng nó.

SR-71 được thiết kế để duy trì tốc độ khoảng Mach 3,2 và hoạt động ở độ cao tới 85.000 feet, tương đương khoảng 25,9 km.

Môi trường này tạo ra những yêu cầu hoàn toàn khác với máy bay thông thường. Nhiệt độ khí động tăng rất mạnh, kết cấu bị nung nóng và động cơ phải xử lý dòng khí siêu vượt âm.

Một trong những thành tựu quan trọng nhất là việc sử dụng titan trên quy mô lớn. SR-71 được chế tạo chủ yếu bằng titan và các hợp kim titan để chịu được nhiệt sinh ra trong quá trình bay Mach 3.

NASA đánh giá kinh nghiệm gia công titan từ chương trình Blackbird sau này đã trở thành một phần của ngành hàng không vũ trụ nói chung. Titan ngày càng được sử dụng rộng rãi trong các máy bay hiện đại nhờ tỷ lệ độ bền trên trọng lượng và khả năng chịu nhiệt tốt.

Blackbird cũng buộc các kỹ sư phải giải quyết bài toán giãn nở nhiệt. Thân máy bay không thể được thiết kế giống một máy bay cận âm thông thường.

Các mối nối phải cho phép kết cấu thay đổi kích thước khi nhiệt độ tăng. NASA thậm chí sử dụng SR-71 như một ví dụ kinh điển về việc thiết kế kết cấu để thích ứng với sự giãn nở nhiệt trong chuyến bay tốc độ cao. Một di sản khác nằm ở hệ thống động lực.

SR-71 không chỉ có động cơ J58 mạnh. Toàn bộ hệ thống cửa hút khí và động cơ được thiết kế như một tổ hợp để xử lý dòng khí ở tốc độ cực lớn.

NASA mô tả hệ thống này là một dạng turbo-ramjet tích hợp, trong đó cửa hút khí đặc biệt giúp đưa dòng không khí tốc độ cao vào động cơ theo điều kiện phù hợp. Đây chính là một bài toán vẫn còn nguyên giá trị đối với các chương trình máy bay siêu thanh và siêu vượt âm hiện nay.

Khi tốc độ tăng, không khí không còn đơn giản là một dòng khí chảy qua cánh và động cơ. Sóng xung kích, nhiệt độ, lực cản, mật độ không khí và khả năng hoạt động của động cơ bắt đầu liên kết chặt chẽ với nhau.

Trinh sát cơ SR-71 từng là một phòng thí nghiệm bay khổng lồ để nghiên cứu tất cả những vấn đề đó.

Sau khi được chuyển giao cho NASA, những chiếc Blackbird tiếp tục phục vụ nghiên cứu. Trong thập niên 1990, SR-71 được sử dụng để nghiên cứu khí động học, động lực học, kết cấu, vật liệu bảo vệ nhiệt, thiết bị đo ở tốc độ và nhiệt độ cao, khí quyển và tiếng nổ siêu thanh.

Một trong những chương trình đáng chú ý là Linear Aerospike SR Experiment, viết tắt LASRE. NASA sử dụng SR-71 làm nền tảng bay để nghiên cứu một cấu hình động cơ tên lửa aerospike tuyến tính. Chiếc SR-71 mang số 844 đã thực hiện các chuyến bay thử với cụm thiết bị này trong năm 1997.

Điều đó cho thấy trinh sát cơ SR-71 Blackbird đã chuyển từ một máy bay trinh sát chiến lược thành một phòng thí nghiệm tốc độ cao.

NASA sử dụng nó không phải để tiếp tục do thám, mà để trả lời những câu hỏi cho thế hệ phương tiện bay tiếp theo: máy bay chịu nhiệt như thế nào, động cơ hoạt động ra sao ở tốc độ cao, cấu trúc phản ứng thế nào với nhiệt và làm sao đo được các hiện tượng xảy ra trong môi trường khắc nghiệt. Những câu hỏi đó vẫn chưa biến mất.

Ngày nay, các chương trình máy bay siêu thanh và siêu vượt âm tiếp tục phải giải quyết những vấn đề về vật liệu chịu nhiệt, khí động học, động cơ và quản lý nhiệt. Công nghệ đã tiến xa, nhưng những nguyên lý vật lý mà SR-71 từng phải đối mặt vẫn còn nguyên.

Và rồi câu chuyện quay trở lại với chiếc Blackbird mang số 844. SR-71A 61-7980 được NASA tiếp nhận tại Dryden vào năm 1990 và bắt đầu hoạt động nghiên cứu từ năm 1992.

Chiếc máy bay này tham gia nhiều chương trình thử nghiệm tốc độ cao và độ cao lớn trước khi thực hiện chuyến bay cuối cùng.

Ngày 9/10/1999, NASA 844 cất cánh tại căn cứ không quân Edwards trong một chuyến bay trình diễn. Nó đạt độ cao 80.100 feet, tương đương hơn 24,4 km, và tốc độ Mach 3,21.

Đó là chuyến bay cuối cùng của bất kỳ chiếc Blackbird nào. Sau khi hạ cánh, NASA 844 không bao giờ bay nữa. Chiếc SR-71 từng lao qua bầu trời ở tốc độ hơn 3.500 km/h cuối cùng được đưa về trưng bày tại NASA Armstrong Flight Research Center ở Edwards, California.

Câu chuyện của SR-71 vì thế không kết thúc bằng một trận chiến hay một chiếc máy bay đánh chặn vượt qua nó. Nó kết thúc bằng một chuyến bay nghiên cứu.

Một chiếc máy bay được sinh ra để do thám cuối cùng lại trở thành công cụ giúp các nhà khoa học nghiên cứu tương lai của hàng không tốc độ cao.

SR-71 đã nghỉ hưu từ lâu. Những chiếc Blackbird chỉ còn nằm trong bảo tàng và các trung tâm nghiên cứu. Nhưng các bài toán mà nó từng giải vẫn còn đó.

Titan, nhiệt, sóng xung kích, động cơ, khí động học, trinh sát ở độ cao lớn. Và giấc mơ chế tạo những chiếc máy bay có thể bay nhanh hơn nữa. Có lẽ đó mới là di sản lớn nhất của Blackbird.

SR-71 không chỉ là một chiếc máy bay từng bay nhanh nhất. Nó là bằng chứng cho thấy con người có thể đẩy giới hạn của hàng không đến đâu khi chấp nhận giải quyết những bài toán mà trước đó gần như không ai dám thử.