SR-71 Blackbird ไม่ได้เป็นเพียงหนึ่งในเครื่องบินที่เร็วที่สุดเท่าที่เคยสร้างมาเท่านั้น วิศวกรรมที่ล้ำสมัยของมันยังเต็มไปด้วยโซลูชันที่ไม่เหมือนใคร โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการออกแบบกระจกหน้ารถ ทำความเข้าใจว่าทำไมกระจกหน้ารถของเครื่องบินลำนี้จึงมีความพิเศษ และสามารถทนทานต่อสภาพการบินที่รุนแรงได้อย่างไร
ความท้าทายของกระจกหน้ารถที่ความเร็วเหนือเสียง
การบินด้วยความเร็วมากกว่า 3 เท่าของความเร็วเสียงสร้างความท้าทายที่นอกเหนือไปจากเรื่องของกำลังเครื่องยนต์หรืออากาศพลศาสตร์ ในขณะที่เครื่องบินสมัยใหม่ส่วนใหญ่ใช้กระจกหน้ารถที่ทำจากโพลีคาร์บอเนตหรือกระจกที่ทนทาน แต่ SR-71 ต้องเผชิญกับอุณหภูมิใกล้เคียง 600 องศาเซลเซียสที่โครงสร้างส่วนหน้า ความร้อนมหาศาลนี้เกิดจากการเสียดสีของอากาศที่ถูกบีบอัดรอบลำตัวเครื่องบิน และกระจกหน้ารถต้องสามารถทนต่อสภาวะเหล่านี้ได้โดยไม่เสียรูปทรงหรือสูญเสียความโปร่งใส
ในขณะที่วัสดุทั่วไป เช่น แก้วโบโรซิลิเกต ให้ความต้านทานความร้อนในระดับหนึ่ง แต่ก็ไม่เพียงพอต่อการรักษาความสมบูรณ์ของภาพและโครงสร้างระหว่างภารกิจที่ความเร็วสูงและระดับความสูงสูงสุด ด้วยเหตุนี้ วิศวกรของ Lockheed SR-71 จึงเลือกใช้วัสดุพิเศษที่ไม่ค่อยใช้กับเครื่องบิน นั่นคือ ควอตซ์
เหตุใดจึงเลือกกระจกหน้ารถที่ทำจากควอตซ์?
ควอตซ์ผลึกเป็นที่รู้จักในด้านความต้านทานความร้อนที่น่าทึ่งและความเสถียรของมิติที่อุณหภูมิสูง ในกรณีของ Blackbird กระจกหน้ารถมีความหนา 1.25 นิ้ว ทำจากส่วนเล็ก ๆ ของแก้วควอตซ์แทนที่จะเป็นชิ้นเดียวต่อเนื่อง สิ่งนี้ช่วยลดความเสี่ยงต่อความเสียหายของโครงสร้างโดยการกระจายความเค้นที่เกิดจากความร้อนและแรงทางอากาศพลศาสตร์
การเลือกใช้วัสดุนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งเพื่อให้มั่นใจว่านักบินและอุปกรณ์จารกรรมภายในสามารถปฏิบัติงานด้วยทัศนวิสัยที่ชัดเจนราวกับคริสตัล โดยไม่มีการบิดเบือนหรือความล้มเหลวที่อาจกระทบต่อภารกิจ นอกจากนี้ ควอตซ์ยังไม่เสียรูปทรงเมื่อเจอความร้อนสูง ซึ่งเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับเครื่องบินลาดตระเวนที่ต้องอาศัยการเก็บข้อมูลภาพที่แม่นยำในระดับความสูงมาก หากต้องการทำความเข้าใจเพิ่มเติมว่าวิศวกรรมเอาชนะความท้าทายที่ผิดปกติได้อย่างไร คุณสามารถดูวิวัฒนาการของเครื่องยนต์และโครงสร้างในยานพาหนะอื่น ๆ เช่น รถกระบะไฟฟ้าของ Ford ได้
นวัตกรรมอื่น ๆ ในการออกแบบ SR-71 ที่เกี่ยวข้องกับความร้อน
กระจกหน้ารถเป็นเพียงหนึ่งในหลายพื้นที่ที่ต้องเผชิญกับผลกระทบจากอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วซึ่งเกิดจากความเร็วสูง ตรงกันข้ามกับเครื่องบินทั่วไปที่มักใช้โครงสร้างอะลูมิเนียม SR-71 จำเป็นต้องสร้างขึ้นเกือบทั้งหมดด้วยไทเทเนียม ซึ่งเป็นหนึ่งในกรณีแรก ๆ ในการบิน นั่นเป็นเพราะอะลูมิเนียมไม่สามารถทนต่ออุณหภูมิที่สูงกว่า 600 องศาได้ และอาจละลายระหว่างการบิน
นอกจากนี้ การขยายตัวทางความร้อนยังทำให้เกิดการออกแบบแผงลำตัวเครื่องบินที่ไม่เหมือนใคร: พวกมันถูกสร้างให้มีขนาดเล็กลงและ “พอดีตัว” เพื่อที่ว่าในระหว่างการทำความร้อนในการบิน พวกมันจะขยายตัวจนถึงรูปร่างที่ถูกต้อง เพื่อรับประกันการปิดผนึกและความสมบูรณ์ของโครงสร้าง ผลกระทบทางเทอร์โมไดนามิกนี้มีส่วนช่วยให้อายุการใช้งานของส่วนประกอบยาวนานขึ้น และประสิทธิภาพของเครื่องบินที่สม่ำเสมอในภารกิจของมัน
เพื่อช่วยควบคุมการไหลและการกระจายความร้อน SR-71 ถูกทาด้วยสีที่เข้มมาก ซึ่งดูเหมือนสีน้ำเงินเข้มมากกว่าสีดำ แม้จะมีชื่อเล่นว่า “Blackbird” ก็ตาม สีพิเศษนี้ไม่เพียงแต่ช่วยลดสัญญาณเรดาร์เท่านั้น แต่ยังช่วยดูดซับและแผ่รังสีความร้อนอย่างสม่ำเสมอ ซึ่งช่วยลดความแตกต่างที่รุนแรงระหว่างพื้นที่ของลำตัวเครื่องบินที่สัมผัสกับอุณหภูมิที่แตกต่างกัน สำหรับผู้ที่สนใจทำความเข้าใจโซลูชันด้านอากาศพลศาสตร์และความร้อน สีดำ “เชิงเทคนิค” เป็นหัวข้อที่น่าสนใจในรถสปอร์ต เช่นเดียวกับที่เห็นใน Porsche 718 Boxster และ Cayman
วิศวกรรมเบื้องหลัง SR-71 Blackbird ทำหน้าที่เป็นจุดสังเกตในประวัติศาสตร์การบิน โดยแสดงให้เห็นว่าวัสดุและการออกแบบก้าวหน้าไปอย่างไรเพื่อเอาชนะขีดจำกัดที่เคยถูกมองว่าเป็นไปไม่ได้ หากคุณต้องการเจาะลึกเรื่องราวที่ผสมผสานการออกแบบและเทคโนโลยีการปฏิวัติ คุณควรตรวจสอบ ประวัติของ Volkswagen Passat B2 ซึ่งแสดงให้เห็นว่ารถยนต์สามารถกลายเป็นรถคลาสสิกก่อนวัยอันควรได้อย่างไรด้วยนวัตกรรมทางเทคนิคและความงาม
微信分享
打开微信，扫描下方二维码。