مقاومت شیشه جلوی SR-71 بلک‌برد در برابر گرما
به گزارش مجله ماشین، هواپیمای جاسوسی SR-71 بلک‌برد (Blackbird) که اولین پروازش به سال ۱۹۶۳ بازمی‌گردد، همچنان به‌عنوان یکی از شگفت‌انگیزترین دستاوردهای مهندسی هوانوردی شناخته می‌شود. این هواپیمای افسانه‌ای با قابلیت پرواز در ارتفاع ۸۵ هزار پایی و دستیابی به سرعت‌های بالاتر از ۳.۳ ماخ (حدود ۴۰۰۰ کیلومتر بر ساعت)، به دلیل شیشه جلوی کابین خلبانش، در میان تمام هواپیماهای جهان منحصر به فرد است.
درحالی‌که در هواپیماهای نظامی مدرن مانند F-22، از طلق‌های پلیمری (پلی‌کربنات یکپارچه) استفاده می‌شود، بلک‌برد به دلیل گرمای شدید ناشی از سرعت مافوق صوت، به یک راه‌حل متفاوت و مهندسی‌شده نیاز داشت.
هنگامی که SR-71 با سرعت ۲۵۰۰ مایل بر ساعت (حدود ۴۰۰۰ کیلومتر بر ساعت) حرکت می‌کرد، دمای هوای خارج از کابین خلبان به بیش از ۶۰۰ درجه سانتی‌گراد می‌رسید. این حرارت برای ذوب شدن یا تغییر شکل شیشه‌های معمولی و حتی شیشه‌های مقاوم در برابر حرارت (مانند بوروسیلیکات) کافی بود.
مهندسان لاکهید برای مقابله با این پدیده، از شیشه کوارتز استفاده کردند. شیشه جلوی بلک‌برد دارای ضخامت خیره‌کننده ۱.۲۵ اینچ (حدود ۳ سانتی‌متر) بود. شیشه کوارتز مقاومت حرارتی بسیار بالایی دارد و تحت دمای بسیار زیاد، دچار اعوجاج و انحراف نوری نمی‌شود. این ویژگی برای حفظ دید واضح خلبان و تضمین کیفیت تصاویر دوربین‌های جاسوسی حیاتی بود.
به‌جای یک شیشه یکپارچه، شیشه جلوی بلک‌برد از چهار بخش مجزا تشکیل شده بود. این طراحی کوچک‌تر، آسیب‌پذیری کمتری در برابر فشارهای شدید پروازهای مافوق صوت داشت.
چالش دمای بالا تنها به شیشه جلو محدود نمی‌شد و مهندسان را وادار کرد تا طراحی بدنه را نیز به‌کلی تغییر دهند:
ساختار اکثر هواپیماها از آلومینیوم است، اما آلومینیوم در دمای ۶۰۰ درجه ذوب می‌شد. بنابراین، بلک‌برد اولین هواپیمایی بود که در بدنه خود به‌طور گسترده از تیتانیوم استفاده کرد تا در برابر حرارت شدید مقاومت کند.
به دلیل گرمای شدید، صفحات بیرونی بدنه هواپیما منبسط می‌شدند. مهندسان این پانل‌ها را عمداً کوچک‌تر از اندازه نهایی طراحی کردند تا در طول پرواز و تحت تأثیر گرما، به اندازه دقیق خود برسند و درزهای خالی پر شوند.
بلک‌برد که در حقیقت به رنگ آبی بسیار تیره است، برای حل مشکل اختلاف دمای شدید طراحی شد. رنگ تیره مخصوص هم به کاهش سطح مقطع راداری هواپیما کمک می‌کرد و هم با جذب و تابش حرارت، مانع از ایجاد تفاوت دمای شدید بین قسمت‌های بسیار سرد (به دلیل ارتفاع بالا) و قسمت‌های بسیار داغ (به دلیل اصطکاک هوا) در بدنه می‌شد.
