O voo supersônico tornou-se verdade em outubro de 1947, quando o avião-foguete Bell X-1 quebrou a barreira do som. Lewis Research Center da NASA em Cleveland (agora NASA Glenn), que serviu porquê líder de aeropropulsão da dependência desde que foi criada na dezena de 1940, posteriormente ajudou a NASA a desenvolver a tecnologia necessária para tornar possíveis voos supersônicos mais longos.
Uma série de aeronaves militares capazes de atingir velocidades supersônicas seguiram o Bell X-1. Na dezena de 1960, a família de Blackbirds da Lockheed (o A-12 original, o interceptador YF-12 e o veículo de reconhecimento SR-71) tornou-se a primeira avião do mundo capaz de velejar em velocidades supersônicas por longos períodos. No entanto, a expansão desta capacidade para aeronaves de transporte maiores foi difícil, em grande segmento devido à falta de dados recolhidos sobre sistemas de propulsão durante voos supersónicos mais longos.
Para resolver problemas que não foram encontrados durante os testes da período de projeto dessas aeronaves e para progredir em tecnologia crucial, porquê a ingresso supersônica de compressão mista, os militares emprestaram dois YF-12 aposentados ao Dryden Flight Research Center (hoje, NASA Armstrong) em 1969 porquê segmento de um esforço colaborativo da NASA/Força Aérea. Eles planejaram confrontar os dados dos voos do YF-12 com os dados coletados em túneis de vento nos Centros de Pesquisa Ames, Langley e Lewis da NASA.
Os pesquisadores de Lewis estudaram entradas supersônicas em túneis de vento desde o início dos anos 1950 e estavam no meio de uma extensa avaliação de bocais e entradas supersônicas usando um F-106 Delta Dart. Neste novo esforço, Lewis foi responsável por testar uma ingresso YF-12 em graduação real no túnel de vento supersônico 10×10 do núcleo e indagar um motor Pratt & Whitney J58 de 32.500 libras de empuxo no Laboratório de Sistemas de Propulsão (PSL).
Embora as entradas de compressão mista, que permitiam que os motores operassem porquê turbojatos em velocidades subsônicas e porquê ramjets em números Mach mais elevados, fossem altamente eficientes, seu projeto deixava os motores vulneráveis a perturbações de fluxo que muitas vezes causavam “desarranques”. Os desarranques produziam um arrasto momentâneo que poderia parar o motor ou fazer com que a avião rolasse ou guinasse rapidamente. Os pesquisadores de Lewis testaram uma ingresso real de um SR-71 montanhoso, que instalaram no 10×10 em novembro de 1971.
Durante o ano seguinte, os pesquisadores coletaram dados aerodinâmicos sob diferentes condições no túnel de vento. Eles também testaram um novo sistema de controle de ingresso patenteado pelos engenheiros da Lewis, Bobby Sanders e Glenn Mitchell, que usava válvulas mecânicas para proteger a avião contra falhas de partida. Foi a primeira vez que o sistema foi testado em uma peça de hardware em grande graduação.
Os pesquisadores também estudaram as relações entre a fuselagem, a ingresso, o motor e o sistema de controle durante condições normais de vôo e ao testar perturbações de fluxo realistas.
No verão de 1973, um motor J-58 em graduação real tornou-se o primeiro hardware testado na novidade câmara de segunda altitude PSL de Lewis. No ano seguinte, os pesquisadores capturaram dados em condições normais e usando telas de ingresso de malha para simular distorções do fluxo de ar durante o voo.
Os testes PSL também mediram as emissões do motor porquê segmento de um esforço maior para estabelecer os níveis de emissões em grandes altitudes de potenciais transportes supersônicos.
Embora o programa YF-12 tenha sido encerrado em 1979, quando as prioridades aeronáuticas da dependência mudaram, um ano de testes de solo já haviam sido concluídos nos túneis de vento da NASA e os YF-12 haviam completado quase 300 voos de pesquisa. O programa foi expandido para incluir o desenvolvimento de instrumentação de subida temperatura, mapeamento de pressão e fluxo da fuselagem, cargas térmicas e sistema de controle de ingresso.
Os engenheiros da NASA demonstraram que modelos de pequena graduação poderiam ser usados com sucesso para projetar entradas supersônicas em graduação real, enquanto os dados de voo foram usados para entender melhor o efeito dos modelos de subescala e da interferência do túnel nos dados. Talvez o mais importante seja que o programa em Lewis levou a um sistema de controle do dedo que melhorou a resposta da ingresso supersônica às perturbações de fluxo, o que quase eliminou as reinicializações do motor.
Muitos dos conceitos do programa foram integrados ao design do SR-71 no início da dezena de 1980 e contribuíram para os esforços contínuos da NASA ao longo das décadas para depreender uma avião de transporte supersônico.
Recursos adicionais:
Fatos da NASA: O Lockheed YF-12
Pesquisa de voo Mach 3+ NASA / USAF YF-12, 1969-1979 por Peter Merlin
Fatos da NASA: SR-71 Blackbird