Nous avons vu que la mise au point du SR-71 posait pas mal de problèmes quasiment insolubles...mais le plus gros challenge du SR-71 sera sa motorisation : deux moteurs pesant plus de 3 tonnes chacun et fournissant presque 15 tonnes de poussée, il s'agit du JT11D-20…plus connu sous le nom de J-58. Conçu par Pratt et Whitney pour un avion devant voler à Mach 3 de l'US Navy qui ne sera finalement jamais construit, le J-58 donnera du fil à retordre pour les mêmes raisons que le SR-71 : la chaleur.
Chez Pratt et Whitney, le secret était encore plus sévère que chez Lockheed, et seulement une douzaine d'ingénieurs connaissaient le but et les performances exactes du moteur.
Comme le B-58, des cônes de choc devront être montés à l'avant des moteurs pour maitriser la formation des ondes de choc. Pourtant, malgré cela, l'ingestion de gaz chauds par le compresseur risquait de réduire de beaucoup son efficacité. Une solution élégante sera trouvée : des vannes de décharge situées au quatrième étage de compresseur permettaient de limiter la pression…l'air ainsi dévié était dérouté le long du moteur avant d'être réinjecté dans le canal de post-combustion, transformant le moteur en turboréacteurs double flux à taux de dilution variable, à tel point que à vitesse de croisière, le moteur se comportait comme un statoréacteur, et l'air dévié fournissait environ 80% de la puissance totale du moteur ! Le J-58 fonctionne avec la postcombustion enclenchée en permanence en vol de croisière, ce qui explique aussi sa gourmandise en carburant.
Très lourd, chaque moteur pesant plus de trois tonnes, car fabriqué dans un alliage, le "Waspaloy", très résistant mais malheureusement très lourd…
Autre problème : vu les températures, le moteur se dilate en vol…et pas qu'un peu : le moteur se dilatait de presque 6 cm en largeur et 15 en longueur…pour éviter de détériorer les sous-systèmes, P&W va placer les équipements sous le moteur, le moteur étant fixé par le haut uniquement, un peu à la manière d'un moteur d'avion de ligne…ce qui permet au moteur de se détendre et se contracter sans problème.
Comme la structure de l'avion se contracte et se détend de la même manière, il n'y a aucun soucis, sauf un cas particulier. Dans le cas d'un arrêt moteur en vol ou d'une descente et décélération d'urgence, la structure se refroidit plus vite que le moteur. En conséquence, la carter du moteur va refroidir plus vite que son cœur, et donc se contracter plus vite…si les aubes entrent en contact avec le carter, il va se produire un beau feu d'artifice…et le moteur se grippe net et ne pourra pas redémarrer. Ce phénomène, connu sous le nom de "core lock" est très rare en aviation, mais était une menace constante sur le Blackbird.
Autre menace : si les ondes de choc atteignent le compresseur du moteur, le compresseur pompe et le moteur s'arrête. Pour éviter cela, les cônes des entrées d'air sont mobiles et s'adaptent à la vitesse de l'avion. Comme les deux moteurs sont bien éloignés et fournissent une poussée très importante, l'arrêt brutal est violent car il provoque un déséquilibrage de l'avion qui fait une belle embardée... "comme être sur l'autoroute à fond et rentrer dans une barrière de sécurité" aux dires d'un pilote. Au cours d'un incident de ce type, un pilote va même fracturer son casque (pas son crâne, heureusement !) sur sa planche bord…heureusement, le redémarrage automatique sauvait avion et pilotes ! Un contrôleur numérique remplacera le contrôleur analogique au début des années 80… et réduira de beaucoup le nombre d'incidents !
La vitesse de croisière du A-12 (et du SR-71) était de Mach 3,2. L'avion pouvait atteindre Mach 4, mais avait été conçu spécifiquement pour Mach 3,2. A cette vitesse, l'avion était "en équilibre" d'un point de vue mécanique et thermique…quitter cette zone n'entrainait que des problèmes…
De plus, le vol à Mach 3 est loin d'être aussi anodin qu'il n'y parait : savoir piloter un appareil qui vole à plus de 3000 km à l'heure est un défi. Un pilote d'essai de Lockheed dira d'ailleurs à ce propos "vous n'avez jamais été perdu avant d'être perdu à Mach 3 !" qui illustre bien la difficulté de naviguer dans ces conditions.
Comme on peut le voir, la construction des Blackbirds allait se révéler longue et semée d'embuches…sans compter le développement des sous-systèmes, comme les contre-mesures électroniques. Pratiquement inexistante sur le U-2, le SR-71 était rempli de "boitiers mystérieux" de contre-mesures électroniques.
Une caractéristique du SR-71 était son unicité : les avions étaient identiques, mais il n'y en avait pas deux qui fonctionnaient de la même manière ! Chaque Blackbird possédait sa propre "personnalité"…par exemple Richard Graham, pilote sur SR-71 raconte que le 962 "ne laissait jamais tomber personne", mais que son petit frère, le 959 était la reine de hangar absolue, tombant toujours en panne sans raison…
Le contrat passé par la CIA pour le A-12 stipulait qu'il devait avoir une faible signature radar, ce qui était une première pour l'époque. Le A-12 deviendra ainsi le premier appareil dont la forme avait été spécifiquement étudiée pour réduire sa signature radar.
Côté équipage, le A-12 ne comportait qu'un seul pilote, alors que le SR-71 emportait deux hommes en tandem. Assis sur des sièges éjectables classiques, les pilotes possédaient une combinaison de vol haute altitude, proche de celles portées par les astronautes. La combinaison était plus contraignante à porter qu'une combinaison de vol classique, mais cela évitait de recourir à la méthode de la capsule individuelle. Le cockpit était pressurisé et surtout climatisé. Les pilotes rapportaient que les vitres et la structure étaient chaudes en vol, à tel point qu'un pilote ne pouvait pas poser son gant sur le pare-brise plus de quelques secondes sans se brûler la main. Le cockpit du pilote et du RSO (Radar Systems Officer) ne comportant lui que deux petites lucarnes de 15 cm de chaque côté
Kelly Johnston ne voyait pas le A-12 comme une fin en soi, mais comme une base à partir de laquelle d'autres appareils pourraient être réalisés. C'est ainsi que le A-12, appareil monoplace, donnera naissance aux versions dérivés : le YF-12, intercepteur à long rayon d'action armé de missiles, le M-12 emportant un drone D-21 sur son dos, et bien sûr, la version biplace pour l'US Air Force, le SR-71. Une version d'entrainement sera également crée : le SR-71B. Doté d'un cockpit surélevé, il était utilisé pour l'entrainement des futurs-pilotes. Il est intéressant de noter que sur le SR-71, l'USAF à préféré remplacer la caméra massive du A-12 par une caméra plus petite et moins performante…et rajouter un deuxième membre d'équipage !
Le premier vol d'un SR-71 aura lieu le 22 décembre 1964 à Palmdale, avant son entrée en service en 1966 au sein du 9th Strategic Reconnaissance Wing (à l'époque le 4200th SRW). Le programme sera référencé sous le nom de "Senior Crown" par la CIA et l'USAF. Les SR-71 seront basés avec les U-2 à Beale AFB durant la majorité de leur carrière, avec un détachement quasi permanent à Kadena AB au Japon à compter de 1968. Le SR-71 sera utilisé pour des missions de reconnaissance aux frontières de l'Union Soviétique…sans y pénétrer, l'accident du U-2 restant dans toutes les têtes, ainsi que pour de sorties au dessus des théâtres d'opérations au Laos et surtout au Vietnam. Souvent traqué, mais jamais inquiété, le Blackbird pouvait survoler les zones d'opérations dans une impunité quasi-totale, grâce à sa vitesse, son plafond et toute sa panoplie de guerre électronique. Durant ce séjour au Japon, le SR-71 gagnera le surnom de "Habu", le nom d'une vipère locale, en raison de son aspect sinistre et menaçant.
Ah au fait…pourquoi "SR"-71…les règles de nommage des aéronefs sont pourtant claires : l'appareil devrait s'appeler RS-71, pour "Reconnaissance - Strike" (reconnaissance et frappe - héritage du A-12, conçu comme intercepteur). Le terme SR signifie "Strategic Reconnaissance" et vient du fait que lors de la première présentation de l'avion, le président Lyndon Johnston s'est trompé dans son discours, l'appelant le "SR-71" au lieu du "RS-71"…et le terme est resté !
Le programme d'intercepteur F-12 sera annulé en 1968 par Robert McNamara, alors ministre de la défense. Trop ambitieux, le vol à Mach 3 n'étant alors plus jugé comme prioritaire, suite aux leçons tirés de la Guerre du Vietnam. Ne restera alors que le SR-71 !
Au total, 32 SR-71A seront construits, 2 SR-71B et un seul SR-71C (fusion d'un arrière de SR-71 endommagé dans un accident avec le fuselage avant d'un A-12…l'appareil n'était pas bien droit et avait tendance à partir en lacet à vitesse supersonique…bref pas cool, il n'a pas beaucoup volé au final).
Bien qu'exceptionnel, l'appareil n'a jamais vraiment trouvé sa place au sein du SAC, n'étant pas un bombardier, les piliers du SAC. Les escadrons de SR-71 seront cantonnés dans leur rôle de renseignement, demeurant une sorte d'exception au sein du SAC. Ce manque de support va transformer l'appareil en "cible" de toutes les réductions budgétaires. Les programmes comme le B-1 et le B-2 vont "tirer la couverture" vers eux, dans un contexte de réduction général du budget de la défense à la fin de la Guerre du Vietnam (toute ressemblance avec une situation actuelle n'est pas forcément fortuite).
Le manque du supporters du SR-71 et son manque d'équipements "temps réel" (contrairement au U-2, le SR-71 ne possédait aucune capacité de transmission de données en temps réel). La décision d'arrêter le programme tombe en 1989, et le dernier vol d'un SR-71 a lieu en octobre…ce qui lui fera manquer Tempête du désert, au grand dam des généraux US qui comptaient sur lui..
Il faudra attendre 1993 pour que le gouvernement s'aperçoive que le SR-71 lui manque…des tensions au moyen orient et en Corée viennent rappeler que posséder un avion de la trempe du SR-71 n'est pas superflu…un programme express va permettre de réactiver 3 appareils pour les besoins des agences de renseignements.
En 1996, l'USAF annonça qu'elle ne voulait plus financer le SR-71, ce que le président Clinton refusera par un véto, déclaré inconstitutionnel peu de temps après, ce qui laissera la flotte de SR-71 dans un état incertain…l'USAF aura finalement gain de cause, et le SR-71 partira à la retraite en 1998. La NASA gardera les deux derniers Blackbird opérationnels une année supplémentaire avant de retirer définitivement le Blackbird en 1999.
Ainsi prenait fin la carrière d'un des avions les plus étonnant jamais conçu, qui resta dans l'ombre pendant de nombreuses années.
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| Un Blackbird de la NASA en vol, réchauffe allumé |
Chez Pratt et Whitney, le secret était encore plus sévère que chez Lockheed, et seulement une douzaine d'ingénieurs connaissaient le but et les performances exactes du moteur.
Comme le B-58, des cônes de choc devront être montés à l'avant des moteurs pour maitriser la formation des ondes de choc. Pourtant, malgré cela, l'ingestion de gaz chauds par le compresseur risquait de réduire de beaucoup son efficacité. Une solution élégante sera trouvée : des vannes de décharge situées au quatrième étage de compresseur permettaient de limiter la pression…l'air ainsi dévié était dérouté le long du moteur avant d'être réinjecté dans le canal de post-combustion, transformant le moteur en turboréacteurs double flux à taux de dilution variable, à tel point que à vitesse de croisière, le moteur se comportait comme un statoréacteur, et l'air dévié fournissait environ 80% de la puissance totale du moteur ! Le J-58 fonctionne avec la postcombustion enclenchée en permanence en vol de croisière, ce qui explique aussi sa gourmandise en carburant.
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| Vue des différents régimes de fonctionnement du moteur |
Très lourd, chaque moteur pesant plus de trois tonnes, car fabriqué dans un alliage, le "Waspaloy", très résistant mais malheureusement très lourd…
Autre problème : vu les températures, le moteur se dilate en vol…et pas qu'un peu : le moteur se dilatait de presque 6 cm en largeur et 15 en longueur…pour éviter de détériorer les sous-systèmes, P&W va placer les équipements sous le moteur, le moteur étant fixé par le haut uniquement, un peu à la manière d'un moteur d'avion de ligne…ce qui permet au moteur de se détendre et se contracter sans problème.
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| Essai spectaculaire d'un J-58 au banc d'essai à pleine puissance |
Comme la structure de l'avion se contracte et se détend de la même manière, il n'y a aucun soucis, sauf un cas particulier. Dans le cas d'un arrêt moteur en vol ou d'une descente et décélération d'urgence, la structure se refroidit plus vite que le moteur. En conséquence, la carter du moteur va refroidir plus vite que son cœur, et donc se contracter plus vite…si les aubes entrent en contact avec le carter, il va se produire un beau feu d'artifice…et le moteur se grippe net et ne pourra pas redémarrer. Ce phénomène, connu sous le nom de "core lock" est très rare en aviation, mais était une menace constante sur le Blackbird.
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| détails des "spikes", les cônes d'entrées d'air |
Autre menace : si les ondes de choc atteignent le compresseur du moteur, le compresseur pompe et le moteur s'arrête. Pour éviter cela, les cônes des entrées d'air sont mobiles et s'adaptent à la vitesse de l'avion. Comme les deux moteurs sont bien éloignés et fournissent une poussée très importante, l'arrêt brutal est violent car il provoque un déséquilibrage de l'avion qui fait une belle embardée... "comme être sur l'autoroute à fond et rentrer dans une barrière de sécurité" aux dires d'un pilote. Au cours d'un incident de ce type, un pilote va même fracturer son casque (pas son crâne, heureusement !) sur sa planche bord…heureusement, le redémarrage automatique sauvait avion et pilotes ! Un contrôleur numérique remplacera le contrôleur analogique au début des années 80… et réduira de beaucoup le nombre d'incidents !
La vitesse de croisière du A-12 (et du SR-71) était de Mach 3,2. L'avion pouvait atteindre Mach 4, mais avait été conçu spécifiquement pour Mach 3,2. A cette vitesse, l'avion était "en équilibre" d'un point de vue mécanique et thermique…quitter cette zone n'entrainait que des problèmes…
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| Le YF-12, la version "chasseur - intercepteur" |
De plus, le vol à Mach 3 est loin d'être aussi anodin qu'il n'y parait : savoir piloter un appareil qui vole à plus de 3000 km à l'heure est un défi. Un pilote d'essai de Lockheed dira d'ailleurs à ce propos "vous n'avez jamais été perdu avant d'être perdu à Mach 3 !" qui illustre bien la difficulté de naviguer dans ces conditions.
Comme on peut le voir, la construction des Blackbirds allait se révéler longue et semée d'embuches…sans compter le développement des sous-systèmes, comme les contre-mesures électroniques. Pratiquement inexistante sur le U-2, le SR-71 était rempli de "boitiers mystérieux" de contre-mesures électroniques.
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| Le cockpit du SR-71..très étroit |
Une caractéristique du SR-71 était son unicité : les avions étaient identiques, mais il n'y en avait pas deux qui fonctionnaient de la même manière ! Chaque Blackbird possédait sa propre "personnalité"…par exemple Richard Graham, pilote sur SR-71 raconte que le 962 "ne laissait jamais tomber personne", mais que son petit frère, le 959 était la reine de hangar absolue, tombant toujours en panne sans raison…
Le contrat passé par la CIA pour le A-12 stipulait qu'il devait avoir une faible signature radar, ce qui était une première pour l'époque. Le A-12 deviendra ainsi le premier appareil dont la forme avait été spécifiquement étudiée pour réduire sa signature radar.
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| Le drone D21, sur son avion porteur M21 |
Côté équipage, le A-12 ne comportait qu'un seul pilote, alors que le SR-71 emportait deux hommes en tandem. Assis sur des sièges éjectables classiques, les pilotes possédaient une combinaison de vol haute altitude, proche de celles portées par les astronautes. La combinaison était plus contraignante à porter qu'une combinaison de vol classique, mais cela évitait de recourir à la méthode de la capsule individuelle. Le cockpit était pressurisé et surtout climatisé. Les pilotes rapportaient que les vitres et la structure étaient chaudes en vol, à tel point qu'un pilote ne pouvait pas poser son gant sur le pare-brise plus de quelques secondes sans se brûler la main. Le cockpit du pilote et du RSO (Radar Systems Officer) ne comportant lui que deux petites lucarnes de 15 cm de chaque côté
Kelly Johnston ne voyait pas le A-12 comme une fin en soi, mais comme une base à partir de laquelle d'autres appareils pourraient être réalisés. C'est ainsi que le A-12, appareil monoplace, donnera naissance aux versions dérivés : le YF-12, intercepteur à long rayon d'action armé de missiles, le M-12 emportant un drone D-21 sur son dos, et bien sûr, la version biplace pour l'US Air Force, le SR-71. Une version d'entrainement sera également crée : le SR-71B. Doté d'un cockpit surélevé, il était utilisé pour l'entrainement des futurs-pilotes. Il est intéressant de noter que sur le SR-71, l'USAF à préféré remplacer la caméra massive du A-12 par une caméra plus petite et moins performante…et rajouter un deuxième membre d'équipage !
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| La flotte de A-12 |
Le premier vol d'un SR-71 aura lieu le 22 décembre 1964 à Palmdale, avant son entrée en service en 1966 au sein du 9th Strategic Reconnaissance Wing (à l'époque le 4200th SRW). Le programme sera référencé sous le nom de "Senior Crown" par la CIA et l'USAF. Les SR-71 seront basés avec les U-2 à Beale AFB durant la majorité de leur carrière, avec un détachement quasi permanent à Kadena AB au Japon à compter de 1968. Le SR-71 sera utilisé pour des missions de reconnaissance aux frontières de l'Union Soviétique…sans y pénétrer, l'accident du U-2 restant dans toutes les têtes, ainsi que pour de sorties au dessus des théâtres d'opérations au Laos et surtout au Vietnam. Souvent traqué, mais jamais inquiété, le Blackbird pouvait survoler les zones d'opérations dans une impunité quasi-totale, grâce à sa vitesse, son plafond et toute sa panoplie de guerre électronique. Durant ce séjour au Japon, le SR-71 gagnera le surnom de "Habu", le nom d'une vipère locale, en raison de son aspect sinistre et menaçant.
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| Le SR-71B...et son cockpit surélevé |
Ah au fait…pourquoi "SR"-71…les règles de nommage des aéronefs sont pourtant claires : l'appareil devrait s'appeler RS-71, pour "Reconnaissance - Strike" (reconnaissance et frappe - héritage du A-12, conçu comme intercepteur). Le terme SR signifie "Strategic Reconnaissance" et vient du fait que lors de la première présentation de l'avion, le président Lyndon Johnston s'est trompé dans son discours, l'appelant le "SR-71" au lieu du "RS-71"…et le terme est resté !
Le programme d'intercepteur F-12 sera annulé en 1968 par Robert McNamara, alors ministre de la défense. Trop ambitieux, le vol à Mach 3 n'étant alors plus jugé comme prioritaire, suite aux leçons tirés de la Guerre du Vietnam. Ne restera alors que le SR-71 !
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| Ravitaillement en vol par un KC-135Q |
Au total, 32 SR-71A seront construits, 2 SR-71B et un seul SR-71C (fusion d'un arrière de SR-71 endommagé dans un accident avec le fuselage avant d'un A-12…l'appareil n'était pas bien droit et avait tendance à partir en lacet à vitesse supersonique…bref pas cool, il n'a pas beaucoup volé au final).
Bien qu'exceptionnel, l'appareil n'a jamais vraiment trouvé sa place au sein du SAC, n'étant pas un bombardier, les piliers du SAC. Les escadrons de SR-71 seront cantonnés dans leur rôle de renseignement, demeurant une sorte d'exception au sein du SAC. Ce manque de support va transformer l'appareil en "cible" de toutes les réductions budgétaires. Les programmes comme le B-1 et le B-2 vont "tirer la couverture" vers eux, dans un contexte de réduction général du budget de la défense à la fin de la Guerre du Vietnam (toute ressemblance avec une situation actuelle n'est pas forcément fortuite).
Le manque du supporters du SR-71 et son manque d'équipements "temps réel" (contrairement au U-2, le SR-71 ne possédait aucune capacité de transmission de données en temps réel). La décision d'arrêter le programme tombe en 1989, et le dernier vol d'un SR-71 a lieu en octobre…ce qui lui fera manquer Tempête du désert, au grand dam des généraux US qui comptaient sur lui..
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| Un appareil qui ne volera plus...mais dont la légende reste intacte |
Il faudra attendre 1993 pour que le gouvernement s'aperçoive que le SR-71 lui manque…des tensions au moyen orient et en Corée viennent rappeler que posséder un avion de la trempe du SR-71 n'est pas superflu…un programme express va permettre de réactiver 3 appareils pour les besoins des agences de renseignements.
En 1996, l'USAF annonça qu'elle ne voulait plus financer le SR-71, ce que le président Clinton refusera par un véto, déclaré inconstitutionnel peu de temps après, ce qui laissera la flotte de SR-71 dans un état incertain…l'USAF aura finalement gain de cause, et le SR-71 partira à la retraite en 1998. La NASA gardera les deux derniers Blackbird opérationnels une année supplémentaire avant de retirer définitivement le Blackbird en 1999.
Ainsi prenait fin la carrière d'un des avions les plus étonnant jamais conçu, qui resta dans l'ombre pendant de nombreuses années.
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