SR-71

La última vez que estuve en Nueva York pude visitar el portaaviones Intrepid. Allí tenían varios de mis aviones favoritos. Pude ver el Concorde, el Space Shuttle y por supuesto el Blackbird (en realidad es un A-12). El SR-71 es uno de los aviones militares más espectaculares jamás desarrollados. Este aparato, desde que se tuvo conocimiento, capturó la imaginación de la gente, que ha estado fascinada con él durante décadas, y no solo por las capacidades y prestaciones que tenía. Extraoficialmente apodado "Blackbird" (mirlo, aunque también se le dieron otros muchos apodos), el SR-71 se desarrolló como un avión de reconocimiento estratégico de largo alcance capaz de volar a velocidades supersónicas sostenidas mayores de Mach 3 a una altura de 85.000 pies. El SR-71 es un avión grande, se puede comparar en tamaño al Boeing 727. El SR-71 mide aproximadamente 31,66 metros excluyendo la sonda del morro, que mide un metro y medio. La envergadura del avión es de 17 m y la altura es 5,6 m. Los estabilizadores verticales son las dos aletas grandes en la parte trasera de la aeronave y tienen 14 metros cuadrados de superficie. El aparato pesa al despegue unos 77.110 kg sin combustible. La velocidad máxima estimada de la aeronave es Mach 3.2 y algunas fuentes dicen que puede acelerar a Mach 3.5. El máximo estimado en altitud es de 85.000 pies, pero algunas fuentes dicen que el SR-71 puede volar hasta 100.000 pies y probablemente pueda ir aún más alto.


El portaaviones Intrepid es un Monumento Histórico Nacional. Puesto en servicio en 1943, lparticipó en la Segunda Guerra Mundial, sobreviviendo a cinco ataques kamikaze y un ataque de torpedo. El barco sirvió luego en la Guerra Fría y la Guerra de Vietnam. El Intrepid también sirvió como un buque de recuperación de la NASA en la década de de los 60. Más de 50.000 hombres sirvieron a bordo del Intrepid durante el tiempo que la nave estuvo en servicio, y más de 270 hombres fallecieron en acto de servicio. El Intrepid fue dado de baja en 1974. Hoy, el Intrepid está atracado en el río Hudson como la parte más importante del Intrepid Sea, Air & Space Museum. Merece la pena visitarlo.

El primer SR-71 que entró en servicio fue entregado en 1966 y debido a cuestiones políticas, fue retirado en 1990. Sin embargo, la Fuerza Aérea aún mantuvo algunos SR-71 en activo hasta 1998 después de que algunos fueran devueltos al servicio en 1995. El DFRC de la NASA en Edwards AFB, voló el SR-71 desde 1991 hasta que el programa fue cancelado a fines del 2001.

Historia

La historia de este avión se remonta a finales de los años 50. Después de la IIGM el gobierno de los Estados Unidos creía que debía de ser el "vigía de Occidente". En 1955 Eisenhower decretó una política de cielos abiertos para evitar más conflictos, pero el bloque comunista no opinaba así. Norteamérica confiaba que podía volar impunemente sobre los cielos de la Unión Soviética para sacar fotos de posibles amenazas (misiles intercontinentales). La Agencia de Inteligencia de los Estados Unidos, (CIA) pensaba que volando muy alto no habría forma de impedir vuelos sobre territorio soviético. Para ello utilizaba los famosos U-2 que volaban a una gran altura (unos 21 km). El servicio de inteligencia norteamericano en 1958 pensaba que la tecnología radar de los soviéticos todavía no estaba tan avanzada como la de ellos. A las altitudes del U-2 este debería de ser indetectable. Pero no fue así. En uno de los vuelos de este avión el piloto informó que no solo le habían detectado a gran altura sino que lo estaban siguiendo de forma continua. Se temió que los soviéticos dispararan algún misil, pero esto no llegó a ocurrir en aquel vuelo. Sin embargo, en 1960 Gary Powers fue derribado en las proximidades de Sverdlovsk por un misil que esta vez si lanzaron los soviéticos. El misil siguió su blanco y antes de perderlo hizo explosión gracias a su espoleta de proximidad. Powers consiguió eyectarse y fue capturado. La liberación (canje) de este piloto de U-2 es lo que nos cuenta Spielberg en su magnífica película titulada El puente de los espías, estupendamente protagonizada por Tom Hanks con un guión de Matt Charman y los hermanos Coen. Muy recomendable.

En 1959, el jefe de estudios avanzados de la casa Lockheed, Clarens ("Kelly") Johnson, ya se encontraba trabajando en un diseño de avión interceptador de altísima cota (32 km). Kelly) Johnson era muy conocido por sus proyectos espectaculares, como el F-104, capaz de alcanzar los 18.300 metros de altura y volar a Mach 2. Sus ideas avanzadas eran siempre muy bien venidas, porque Kelly Johnson además sabía como llevarlas a la práctica con rapidez.

Curiosamente, a baja cota el F-104 probablemente derrotaría al SR-71 en una carrera. El F-104 tenía una mejor relación empuje/peso y aceleraría mucho más rápido. El F-104 era mucho más aerodinámico y no tenía tanta resistencia como el SR-71 en la densa atmósfera a baja altitud. Es difícil decir si el F-104 ganaría una carrera larga a baja altura (solo podía volar unos 7 minutos "a todo trapo"), pero inicialmente el F-104 definitivamente adelantaría al Blackbird. Ahora bien, en alta cota eso es ya otra historia.
Cuando el gobierno contactó con Lockheed le hizo un requerimiento muy especial. Se trataba de un avión indetectable al radar, capaz de volar de forma sostenida a Mach 3 y más alto que un U-2. Era un proyecto ultrasecreto que debería de estar operativo además en muy poco tiempo. Lockheed llamó a Kelly Johnson, que se puso manos a la obra. Para poder enmascara y ejecutar este proyecto con discreción se creó una subdivisión especial en Lockheed llamada "Skunk Works" y el proyecto pasó a denominarse ARCHANGEL. Rápidamente los ingenieros de Skunk Works se dieron cuenta de que para las altas velocidades que requerían las especificaciones se necesitaba dejar de lado los materiales metálicos habituales. En su lugar había que hacerse con el metal más resistente, capaz de sostener altas velocidades y sufrir el rozamiento aerodinámico sin inmutarse. La respuesta era obvia. Había que hacer el avión de Titanio. Pero el problema era que los Estados Unidos no disponían de este material en grandes cantidades, así que debían comprarlo. Curiosamente el productor mundial de Titanio más importante y con capacidad de suplir estas necesidades era precisamente la Unión Soviética. Los norteamericanos tuvieron que simular que el destino de este material era para otras cosas, pues llamaba la atención la gran cantidad pedida. Hubiera sido absurdo que los Soviéticos supieran que el Titanio que suplían a los Estados Unidos iba a ser empelado para desarrollar un avión que tenía la finalidad de espiarles. El avión se construyó finalmente utilizando más de un 90% de Titanio y uno de los grandes problemas fue tener que estudiar y entender la forma de trabajar con este durísimo material. Se tuvieron que desarrollar técnicas y herramientas específicas para poder construir el avión.

Los prototipos

El proyecto empezó a tomar forma, pero pasó por doce propuestas de diseño antes de que alcanzaran su diseño final, el Archangel 12 llamado más tarde A-12. Antes ya se había volado a grandes velocidades con cohetes, ahora se requería que el avión fuera de líneas refinadas y que sostuviera el alto número de Mach sin dañar la estructura, los parabrisas y los radomos de la aeronave. Pero no solo eso. Los sistemas de a bordo deberían de estar también a la altura y soportar las condiciones de vuelo extremas. En términos aerodinámicos Lockheed no diseñó un caza puro, en su lugar optaron por un pequeño avión de línea supersónico con el fin de obtener una buena relación sustentación/resistencia y así poder determinar los consumos óptimos de combustible para lograr un gran alcance. Así pues, el objetivo inicial fue el de conseguir gran autonomía y baja resistencia a Mach 3. Pero ello implicaba el uso de un ala en delta con gran aflechamiento, que como contrapartida daría lugar a una menor maniobrabilidad al avión. Se aceptó el hecho de que no se podía tener las dos cosas y se prefirió la autonomía. Como el aparato estaría dotado de dos potentes motores, estos debían de ser de grandes dimensiones, se proyectarían por delante del ala y por ello se decidió instalar unas extensiones laterales del fuselaje con el fin de incrementar la estabilidad direccional y la sustentación. El fuselaje también recibió cierta inclinación en relación al eje de empuje a fin de que actuase como superficie canard fija. En alguna de las primeras fotografías autorizadas para hacerse públicas, el avión se mostraba encuadrado lateralmente, precisamente para no revelar el revolucionario diseño del ala. La foto es muy famosa y en ella se puede ver la mátricula del YF-12A (60-6934).


Otra de las desventajas del ala en delta es que, a pronunciados ángulos de ataque, los empenajes verticales tienden a ser muy poco eficaces. Para poder solventar este problema Lockheed decidió implantar dos empenajes en vez de uso solo en el fuselaje. Lo hizo en cada góndola del motor y le dió una ligera inclinación hacia el interior. Problemas hubo muchos y cada vez que se probaba algo en el túnel del viento salían más. Por ejemplo, el fuselaje sufría grandes cargas inerciales y aerodinámicas al maniobrar y además descubrieron que el combustible al entrar en contacto con las superficies inferiores hacía que el fuselaje sufriera distorsiones térmicas. Todo eran quebraderos de cabeza. Para colmo cuando se presentaron los primeros planos a la CIA esta los rechazó porque la firma radar era muy grande. Kelly rediseñó el fuselaje, pero una vez refinado no se podía hacer mucho más. Se convenció por medio de cálculos matemáticos a la CIA de que la firma radar había sido muy rebajada, pero aún así podría ser detectado. La solución que se admitió es la de que aunque fuera detectado su altísima velocidad lo haría prácticamente imposible de derribar. La velocidad era su arma defensiva más importante. Para poder hacer los cálculos de resistencia y calentamiento cinético se tuvo en cuenta una gran cantidad de parámetros. Las temperaturas estructurales oscilarían entre 425° en los bordes de ataque y las tomas de aire, hasta los 260° en la mayor parte de la superficie alar y parte del fuselaje. por su parte, los revestimientos de la sección trasera de las góndolas de los motores podrían alcanzar los 600°. Las toberas se pondrían al rojo blanco incluso con el mínimo de postcombustión necesario para el vuelo en crucero. Esto es algo que cualquier misil IR lanzado desde el aire o desde tierra engancharía inmediatamente. Los diseñadores confiaban en que el SR-71 nunca tuviera que entrar en combate cuerpo a cuerpo.   

Los problemas térmicos fueron el caballo de batalla del equipo de diseño. Mantener el avión con la mínima temperatura posible era complicado, simplemente el avión se calentaba en toda su superficie. Por ello, el combustible era un problema en si mismo. Con estas altas temperaturas los vapores del queroseno normal de aviación se podría inflamar. Tuvieron que desarrollar un nuevo tipo de combustible al que llamaron JP-7. Eran tan difícil de inflamar a temperaturas normales, que para poder hacer el arranque de los motores no se podían emplear las chispas eléctricas generadas por los "igniters" habituales en aviación y en su lugar los motores debían de ser arrancados químicamente por medio de una reacción a base de borato trietílico (TEB). Los lubricantes normales empelados en aviación tampoco servían en estos motores Pratt & Whitney J58. Se dice que el aceite se introducía en tierra en bloques, como si de mantequilla se tratara, ya que el punto de ebullición era altísimo y solo conseguían hacer que el aceite se volviera líquido a temperaturas muy superiores a las ambiente. Los fluidos hidráulicos, las conexiones eléctricas, los parabrisas, los radomos, los cables... todo era un problema. En reposo en el suelo, por ejemplo, el combustible se filtra constantemente, ya que los tanques en el fuselaje y las alas solo sellan a las temperaturas de operación. Hay poco peligro de incendio ya que el JP-7 es muy estable con un punto de inflamación extremadamente alto. 




Primeros vuelos

Con todo, el primer prototipo voló por primera vez el 30 de abril de 1962, justo 32 meses después de que el gobierno hubiera hecho el encargo a Lockheed. El vuelo tuvo lugar en Nevada (Watertown Strip), pero se le dio el nombre en clave de "El Rancho". Después de este evento, unos días más tarde, la aeronave se volvió supersónica por primera vez y alcanzó Mach 1.1 durante el segundo vuelo de prueba. La diferencia con el avión que reemplazaba, el U-2, eran asombrosas. El A-12 volaba más alto y cuatro veces más rápido. Curiosamente el A-12 era más capaz que el SR-71, ya que estaba dotado de un gran sistema fotográfico con mayor resolución y además poseía la capacidad de ir marginalmente más rápido (Mach 3.3) que el SR-71 en territorio enemigo. Sin embargo, el SR-71 fue elegido como sucesor del A-12 debido a su radar y cámaras de visión lateral, lo que le permitía recopilar datos de reconocimiento importantes sin penetrar en el espacio aéreo del enemigo. Cuando el A-12 hizo su primer vuelo, utilizó dos motores J75 ya que Pratt & Whittney no tenía el poderoso J58 completo. El 5 de octubre de 1962, con las pruebas del J58 completas, el A-12 voló con un J75 en la góndola izquierda y el nuevo J58 en la góndola derecha. En este vídeo en inglés con subtítulos se explica muy bien el principio de funcionamiento de estos motores y su difusor de entrada.


Cada motor J58 tiene 32,500 lbs. de empuje, suficiente como para mover sin problemas a los transatlánticos más grandes del mundo. Son los más grandes de su tipo y solían ser los más poderosos del mundo. En los arranques del motor se solía utilizar el famoso carrito de arranque externo AG330. La primera versión de este sistema de arranque externo utilizaba un motor doble basado en el del Buick V-8 de 6,6 litros con transmisión automática. De la caja de cambios salía un eje de tracción vertical que conectaba con la caja de accesorios en la parte inferior del J58. Los V-8 combinados entregaban una potencia de 600-650 cv a 3.200 rpm. La ignición del combustible JP-7 con una bájísima volatilidad y muy resistente a las chispas requería una inyección de trietilborano (TEB), que se tiene una ignición espontánea al exponerse al oxígeno. Las versiones posteriores del AG330 usaban motores Chevy LS-7 de casi 7,5 litros (425 caballos de fuerza cada uno). Las últimas versiones para el arranque del J58 empleaban un sistema de aire comprimido Garret integrado en los hangares, que movía una turbina la cual accionaba el sistema de arranque del motor en la caja de engranajes.


El motor solo es una parte del sistema de propulsión. Este incluye una entrada de aire o difusor de entrada y un eyector o tobera de escape, cada uno de estos elementos funcionando de forma coordinada. Para que el sistema funcione correctamente durante un largo período de tiempo, el difusor de entrada debe captar el aire y hacer que este se desplace correctamente por el conducto interior. Para hacer esto, se coloca una espiga o cono grande en la entrada. Este elemento se mueve hacia delante y hacia atrás a medida que cambian las condiciones de vuelo. Los motores J58 funcionan como motores a reacción normales a bajas velocidades, y se convierten en estato-reactores a altas velocidades por encima de 3.220 km/h. 

Esta cabina de vuelo y la del oficial de reconocimiento se pueden ver en 360° aquí: http://www.nmusafvirtualtour.com/cockpits/CW_tour/CW-30.html

Preparación de vuelos

La preparación de los vuelos era muy laboriosa. Antes de cualquier vuelo, la tripulación recibía una comida rica en proteínas. Después de eso, la tripulación tendría un breve examen médico. La División de Apoyo Fisiológico verificaría la integración del traje (idénticos a los que usan en el transbordador espacial). Después de que la tripulación estuviera vestida, se les hacía respirar oxígeno puro y filtrar cualquier otro gas de su cuerpo antes del despegue. Luego, la tripulación se trasladaría en un vehículo para ir al hangar donde se encontraba el SR-71. Cuando la tripulación llegaba al hangar era tradición dar la mano a los del equipo de tierra. Hay aproximadamente 25 minutos de controles previos al vuelo antes del despegue El sistema debía de alinearse con un sistema inercial muy complejo que además utilizaba la navegación estelar. Ver post dedicado. Cuando la aeronave había completado todas las comprobaciones, se retiraraban los calzos y se empezará a rodar hasta la pista. El SR-71 comenzará a rodar por la pista lentamente y luego acelerará bastante rápido después de encender el postquemador. A unos 230 nudos, el avión se levanta de la pista. Después del despegue, el aparato tiene una cita con un avión cisterna KC-135Q siete minutos más tarde. 

Los motores del SR-71 en vuelo de crucero consumían unos 317 kg de combustible cada minuto, en ese tiempo el avión podía recorrer una distancia de casi 50 km. El aparato debía de ser repostado cada hora y media.
El SR-71 despega con una carga de combustible muy ligera y después de este reabastecimiento de combustible, el avión puede volar hasta 2.500 millas sin repostar. A continuación, la aeronave acelera a velocidad y altitud, que es aproximadamente Mach 3,2 a 85,000 pies. El SR-71 en su misión  empieza a tomar fotos de la zona objetivo y luego tiene otra cita con un avión de reabastecimiento antes de regresar a casa. Después del vuelo, la fotografía se extrae del avión se manda a analizar de inmediato en la CIA.



Diferentes denominaciones y récords

Basado en este modelo, el YF-12A era una idea de avión para poder desarrollar después un modelo B de producción con características de bombardero/interceptador Mach 3+ que proporcionaría un fuerte elemento de disuasión contra los posibles agresores. Para proteger el territorio continental de los Estados Unidos se necesitaba construir 93 F-12B de producción. Sin embargo, el programa fue cancelado a mediados de la década de 1960 por razones presupuestarias. Además, el Mando Aéreo Estratégico (SAC) pensaba que el YF-12 amenazaría el desarrollo de su otro gran bombardero supersónico, el XB-70 Valkyrie. Al final, Lockheed consigue firmar un contrato para construir seis aviones SR-71 en 1962.




Curiosamente cuando se dio a conocer el SR-71 al mundo en 1964, el presidente de los Estados Unidos Lyndon B. Johnson leyó el papel que le habían escrito, pero dicho papel contenía un pequeño error. El presidente leyó y dijo ante todo el mundo que se trataba de un SR-71, cuando en realidad el avión fue bautizado como RS-71. Cuando los responsables del proyecto se dieron cuenta, hablaron con los representantes del gobierno que no querían contradecir al presidente y finalmente se decidió que era mejor y más sencillo que de ahora en adelante pasara a llamarse SR-71. La aeronave ha desempeñado un importante papel militar en conflictos internacionales durante 35 años. Este avión estableció muchos récords que todavía siguen vigentes. Uno de los más curiosos es el de haber volado de Londres a Los Ángeles y haber aterrizado cuatro horas antes de haber despegado por culpa de la diferencia horaria. Nada menos que 9.000 km en 3 horas y 47 minutos. El 28 de julio de 1976, un SR-71A estableció una altitud récord de Vuelo Horizontal a 85.069 pies. Ese mismo día, la aeronave estableció el récord de velocidad sobre un recorrido cerrado (3.530 km/h). El 1 de septiembre de 1974, el avión estableció un récord desde Nueva York a Londres en 1 hora, 54 minutos y 56.4 segundos. El SR-71 es hoy en día el avión de producción más rápido y que vuela más alto en todo el mundo. La única aeronave que le hace sombra en cuanto velocidad es el X-15 que puede alcanzar una velocidad de más de 6.437 km/h. Pero es un avión cohete. El único avión con motores de turbina que se acerca a la velocidad del SR-71 es el ruso MiG-25 Foxbat, pero solo podía alcanzar velocidades superiores a Mach 3 durante unos minutos. El Concorde es el único avión además del SR-71 que puede volar a velocidades supersónicas durante varias horas. 


Durante su servicio, ningún SR-71 fue derribado. De hecho, ni los cazas ni los misiles tierra-aire (SAM) enemigos pudieron acercarse a un SR-71. Una de las ventajas era la velocidad, otra era su tecnología anti-radar.  Los radares enemigos apenas lo detectaban, siendo el primer avión con tecnología "Stealth". De hecho, por primera vez se usó una pintura especial para las alas, la cola y el fuselaje que contenía ferritas. Esta pintura absorbía la energía del radar en lugar de devolver la señal al emisor. Su RCS (Radar Cross Section) era el equivalente a una avioneta pequeña. Cuando se detectaba en el radar, ya era demasiado tarde para que una computadora SAM calculara su dirección para un derribo. El SR-71 también llevaba a bordo dispositivos de contramedidas electrónicas sofisticadas (ECM).
En 1989, el programa SR-71 de la Fuerza Aérea fue oficialmente cancelado por razones presupuestarias. El argumento fue que la aeronave podría ser reemplazada por satélites espía y mantener el avión era demasiado costoso. El gobierno de lso Estados Unidos se dio cuenta de que esta decisión de jubilación anticipada había sido un gran error y en septiembre de 1994, el Congreso votó a favor de asignar 100 millones de dólares para la reactivación de tres SR-71. Más tarde, en abril de 1995, el primer SR-71A reactivado (64-17971) realizó su primer vuelo después de ser revisado por Lockheed. En junio, el primer avión reactivado regresó al inventario de la Fuerza Aérea. Poco después, en agosto, el segundo avión fue reactivado (64-17967) después de ser puesto en condiciones de vuelo por Lockheed. Los SR-71 dejaron de volar en 2001.

Comentarios

  1. Excelente artículo como siempre! Probablemente como tantos otros chalados de este bicho conocía la mayoría de detalles (Lo del cambio RS-SR no ;)) pero es fantástico recordar muchos de ellos con tu estupenda manera de explicar las cosas. Tengo la suerte de vivir relativamente cerca de Dulles y voy a visitar el Steven F. Udvar-Hazy bastante a menudo, que como seguro sabes también alberga un Concorde y un Shuttle "de los de verdad" (Jeje), el Discovery. Aunque lo vea muy a menudo no deja de sorprender lo grande que es y lo valientes que debían de ser sus operadores. Suena muy seguro desde la distancia saber que ante un bloqueo de un SAM en el aire solo tenían que acelerar, pero imagino que no debía de ser tan agradable.
    Que pena que esté de baja de servicio, sería un auténtico espectáculo verlo volar. Aunque imagino que sería excesivamente caro para pegarse una pasada en cualquier festival, solo de imaginar esos diamantes mach al atardecer...
    Un saludo y gracias por dedicar tu escaso tiempo a divulgar. Como en algún comentario anterior mencioné, abusando de tu amabilidad, sería estupendo que incluyeses alguna batallita más de tu experiencia, tanto volando cabeza abajo como en linea. Recuerdo alguna memorable como el examen de habilitación polimotor que acabo en emergencia o el encuentro con un Il-76 Iraquí...
    En resumen, muchas, muchas gracias!

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    1. Hola Manu, muchas gracias a ti por el comentario y los elogios al blog. Con lectores como tu da gusto escribir. Un fuerte abrazo y feliz 2018 :)
      Manolo

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