Sneller dan een kogel: de SR-71 Blackbird

De SR-71 bestaat uit een langgerekte en afgeplatte huls, geflankeerd door twee almachtige Pratt & Whitney J58 turboramjets. In 1966 wordt de SR-71, 's werelds eerste stealth plane, in gebruik genomen als spionagevliegtuig. Door een kruissnelheid van Mach 3.2 - vierduizend kilometer per uur - kan de SR-71 ieder uur een kwart miljoen vierkante kilometer op beeld vastleggen. En die camera's schoten op 25 kilometer hoogte plaatjes die zo scherp waren dat de verf van individuele parkeervakken te onderscheiden was. 

Dat is wat de SR-71 moest doen: ongezien over vijandig gebied vliegen en alles helemaal de moeder fotograferen. Hoewel de Blackbird stealthy was, was hij niet volledig onzichtbaar. Tijdens de dienstjaren van 1966 tot het uit de vloot nemen in 1999 door NASA, werden naar verluidt duizenden raketten op de in totaal 32 SR-71's afgevuurd. Nooit heeft een raket doel geraakt en nooit is er überhaupt een SR-71 neergehaald. De procedure was namelijk altijd hetzelfde: trap het gas in en vlieg weg. In een dergelijke situatie boven Libië in de jaren zestig rapporteerde de piloot een bijna ongelooflijke Mach 3.5, meer dan 4300 kilometer per uur.

London - Los Angeles duurde tijdens een recordvlucht in 1974 dan ook krap drie uur en drie kwartier. Dat ging zo langzaam omdat de SR-71 eenmaal moest tanken en gas moest inhouden boven een aantal Amerikaanse steden. De grote vraag bij deze orgie van awesomeness is: hoe dan?! 

Het antwoord is ten dele gelegen in de aerodynamische eigenschappen van de SR-71, natuurlijk, maar van nog groter belang zijn de onwaarschijnlijke Pratt & Whitney J58's. Een normaal vliegtuig is uitgerust met een straalmotor, dat is een turbojet. Een ramjet is voor de luchtvaart domweg te inefficiënt omdat ze niet hard genoeg vliegen voor een motor die effectief werkt op het dumpen van enorme hoeveelheden brandstof in de naverbrander. Daarom: de turboramjet, een van de mooiste uitvindingen op Gods snelle aarde. Hoe werkt dat nu?

Welkom allemaal bij de turboramjet. Op snelheden onder Mach 2.2 (ongeveer 2500 kilometer per uur) gedraagt de J58 zich zoals een normale turbojet. De lucht wordt de motor ingestuwd door de snelheid van het vaartuig, daarna door een turbine onder druk gezet en in de fik gestoken waardoor - dank u, compressie -  de snelheid waarmee de lucht de motor verlaat, een stuk hoger is dan de snelheid waarmee de lucht de motor verlaat. 

Het is mogelijk om de lucht na de turbinefase aan wat extra brandstof bloot te stellen, om er voor te zorgen dat zoveel mogelijk zuurstof wordt gebruikt en de lucht zo efficiënt mogelijk wordt verwerkt. Dat gebeurt in de afterburner of naverbrander. Het probleem met naverbranders is dat ze niet zo efficiënt zijn; om alles uit de aangevoerde lucht te halen, zijn extreme hoeveelheden brandstof nodig. Om de efficiëntie van de afterburner te verbeteren, i.e. meer powerrr uit dezelfde hoeveelheid brandstof te halen, is het handig om gecomprimeerde lucht uit een eerder stadium in de motor te halen en naar de naverbrander te sturen.

U raadt nooit wat de J58 doet! Precies dat inderdaad. Rondom iedere J58 zitten buizen die druklucht aanvoeren uit de kamer waar de turbines de zaak comprimeren, naar de afterburner. De buizen gaan alleen open bij Mach 2.2 en hoger, dan pas is het efficiënt om brandstof te dumpen. Doordat er zowel sprake is van actieve compressie door een turbine (turbojet) en passieve compressie door een afterburner (ramjet), is de J58 een turboramjet. Dat is Latijn voor "Feel the power".