Trinh sát cơ SR-71 phải dùng nhiên liệu JP-7 đặc biệt

Trinh sát cơ SR-71 Blackbird không thể đơn giản sử dụng loại nhiên liệu phản lực thông thường. Chiếc máy bay hoạt động trong môi trường nhiệt độ cực cao, nơi nhiên liệu vừa phải cung cấp năng lượng cho 2 động cơ Pratt & Whitney J58, vừa phải tham gia vào quá trình kiểm soát nhiệt cho nhiều hệ thống trên máy bay.

Đó là lý do các kỹ sư phát triển loại nhiên liệu JP-7 dành riêng cho những máy bay tốc độ cao như SR-71.

Một trong những đặc điểm quan trọng nhất của JP-7 là độ bay hơi thấp và nhiệt độ chớp cháy cao.

Điều này làm nhiên liệu khó bắt lửa hơn nhiều loại nhiên liệu hàng không thông thường. Với một chiếc máy bay có nhiều bộ phận nóng lên hàng trăm độ C khi bay Mach 3, đây là đặc tính đặc biệt quan trọng.

Nếu nhiên liệu dễ bay hơi và dễ bắt lửa, nhiệt độ cao trên thân máy bay, động cơ và hệ thống dẫn nhiên liệu sẽ tạo ra nguy cơ cháy lớn. JP-7 được thiết kế để giảm nguy cơ này.

Nhưng nhiên liệu khó bắt lửa lại tạo ra một vấn đề khác: làm thế nào để đốt nó một cách ổn định trong động cơ?

SR-71 sử dụng một hệ thống mồi lửa đặc biệt. Khi khởi động động cơ, một chất hóa học có tên triethylborane, thường được gọi là TEB, được sử dụng để tạo ra ngọn lửa ban đầu. TEB tự bốc cháy khi tiếp xúc với không khí, tạo ra nguồn nhiệt đủ để mồi quá trình đốt JP-7.

Mỗi động cơ J58 mang theo một lượng TEB giới hạn để phục vụ quá trình khởi động và một số lần đốt sau.

Đây là một trong những lý do quy trình vận hành trinh sát cơ SR-71 phức tạp hơn đáng kể so với máy bay phản lực thông thường. Nhưng đặc điểm thú vị nhất của JP-7 lại nằm ở vai trò của nó ngoài buồng đốt.

Khi SR-71 bay với tốc độ trên Mach 3, nhiều bộ phận của máy bay phải chịu nhiệt rất lớn. Nếu chỉ để nhiệt tích tụ, các hệ thống nhiên liệu, dầu bôi trơn và thiết bị điện tử sẽ nhanh chóng gặp vấn đề.

Các kỹ sư vì thế sử dụng chính JP-7 như một môi chất hấp thụ nhiệt. Trước khi được đưa vào động cơ, nhiên liệu đi qua những khu vực cần làm mát.

Nó hấp thụ nhiệt từ các hệ thống trên máy bay rồi mới được đưa tới động cơ để đốt. Nhờ vậy, nhiệt không chỉ được "xử lý" bằng cách làm mát riêng từng bộ phận mà được chuyển vào dòng nhiên liệu và cuối cùng giải phóng trong quá trình đốt.

Đây là một giải pháp rất phù hợp với SR-71: chiếc máy bay càng bay nhanh, càng tạo ra nhiều nhiệt, nhưng nó cũng đang tiêu thụ nhiên liệu với tốc độ rất lớn.

JP-7 còn có một đặc tính quan trọng khác là khả năng chịu nhiệt tốt trước khi xảy ra những biến đổi hóa học không mong muốn. Tuy nhiên, nhiên liệu vẫn có giới hạn nhiệt và phải được quản lý cẩn thận trong toàn bộ hệ thống.

Để tăng khả năng ổn định và chống lại một số vấn đề trong hệ thống nhiên liệu, JP-7 được sử dụng cùng các chất phụ gia chuyên dụng.

Một trong số đó giúp giảm hiện tượng tích tụ cặn carbon trong các bộ phận của hệ thống nhiên liệu và động cơ.

Một chất phụ gia khác được sử dụng để hạn chế tác động của tĩnh điện trong quá trình vận chuyển nhiên liệu.Để tăng khả năng ổn định và chống lại một số vấn đề trong hệ thống nhiên liệu, JP-7 được sử dụng cùng các chất phụ gia chuyên dụng.

Một trong số đó giúp giảm hiện tượng tích tụ cặn carbon trong các bộ phận của hệ thống nhiên liệu và động cơ. Một chất phụ gia khác được sử dụng để hạn chế tác động của tĩnh điện trong quá trình vận chuyển nhiên liệu.

Quy trình tiếp nhiên liệu cũng đặc biệt. Do JP-7 có nhiệt độ chớp cháy cao và đặc tính khác nhiên liệu thông thường, các đội mặt đất phải tuân thủ những quy trình riêng.

SR-71 cũng thường được tiếp nhiên liệu ngay sau khi cất cánh bằng máy bay tiếp dầu KC-135Q, sau này là KC-135T, bởi nhiên liệu mang theo trước khi cất cánh không phải lúc nào cũng đủ cho toàn bộ nhiệm vụ.

Sự kết hợp giữa nhiên liệu ít bay hơi, khả năng hấp thụ nhiệt, chất phụ gia và hệ thống mồi lửa đặc biệt đã tạo nên một hệ thống nhiên liệu rất khác thường.

Với một máy bay thông thường, nhiên liệu chủ yếu có nhiệm vụ tạo lực đẩy. Nhưng với SR-71, JP-7 gần như trở thành một phần của hệ thống quản lý nhiệt của cả chiếc máy bay.

Đó cũng là lý do không thể đơn giản thay JP-7 bằng một loại nhiên liệu phản lực phổ biến rồi vẫn mong SR-71 hoạt động bình thường ở Mach 3.

Bài toán của Blackbird không chỉ là "đốt nhiên liệu để bay nhanh", mà là làm thế nào để tạo lực đẩy trong khi đồng thời kiểm soát nhiệt độ của một cỗ máy đang lao qua khí quyển với tốc độ hơn 3.500 km/h.