SR-71 Blackbird

La famille des Blackbird ne débute pas avec le SR-71 mais avec l'A-12, un avion de reconnaissance monoplace que Lockheed développa pour la Central Intelligence Agency sous le nom de code OXCART, à partir de 1959, en successeur de l'U-2 après que Francis Gary Powers eut été abattu au-dessus de l'Union soviétique en mai 1960. La CIA, qui avait besoin d'un successeur qu'aucun radar ne pourrait suivre et qu'aucun missile ne pourrait atteindre, finança et dirigea elle-même le programme, en collaboration avec l'équipe des Skunk Works de Kelly Johnson, sur un site d'essai isolé à Groom Lake, dans le Nevada, qui explora plus d'une douzaine de configurations avant de retenir la forme à chines et à double delta qui allait définir tous les appareils de la famille. L'A-12 effectua son premier vol en avril 1962 et débuta ses missions opérationnelles pour la CIA en 1967, effectuant des sorties de reconnaissance au-dessus du Vietnam et de la Corée du Nord sous le nom de programme Black Shield.

L'US Air Force voulut sa propre version, plus grande et emportant un second membre d'équipage chargé des capteurs, et Lockheed la construisit sous le nom de SR-71. Il effectua son premier vol le 22 décembre 1964, et dès janvier 1966 la 4200th (devenue 9th) Strategic Reconnaissance Wing, basée à Beale Air Force Base en Californie, le mettait en œuvre opérationnellement, bâtissant rapidement un bilan de missions de reconnaissance inégalé au-dessus du Vietnam, du Moyen-Orient et de la périphérie soviétique. Pendant l'essentiel de sa carrière, seul un petit nombre de cellules était en vol à un instant donné, la flotte n'a jamais dépassé une douzaine d'appareils actifs, opérant depuis des bases avancées à Kadena, à Okinawa, et à la RAF Mildenhall en Angleterre, ainsi que depuis Beale elle-même.

Le programme connut aussi sa propre tragédie discrète. Le 30 juillet 1966, un porteur M-21 lançant un drone de reconnaissance D-21 fut heurté par ce dernier après une séparation défectueuse ; les deux membres d'équipage s'éjectèrent au-dessus du Pacifique, mais l'officier de lancement Ray Torick se noya, sa combinaison pressurisée s'étant remplie d'eau avant les secours, et le concept de lancement M-21/D-21 fut abandonné aussitôt après. Cette perte ne fut pas isolée : sur les 32 SR-71 construits, une douzaine environ furent détruits au cours de la vie du programme, presque tous par accident et liés au domaine de vol extrême de l'appareil, pannes moteur, ruptures structurelles lors d'essais à haute vitesse, et une collision en vol pendant un ravitaillement, plutôt qu'au feu ennemi, un tribut que l'Air Force accepta comme le prix à payer pour voler si loin au-delà des performances de tout autre appareil.

L'Air Force retira le SR-71 du service en 1989-1990, jugeant que la reconnaissance par satellite le rendait trop coûteux à maintenir en vol ; le vol de retraite, le 6 mars 1990, fut aussi un record de vitesse transcontinental, l'appareil étant livré directement au Smithsonian National Air and Space Museum. Le Congrès rétablit les crédits pour une poignée d'appareils en 1995, des équipages et des analystes ayant fait valoir que les satellites ne pouvaient égaler la capacité du SR-71 à être redirigé et repositionné au pied levé, mais cette seconde carrière prit fin définitivement en 1998. La NASA continua à faire voler deux SR-71 depuis son Dryden Flight Research Center pour des recherches à haute vitesse et haute altitude jusqu'en 1999, derniers vols que le type effectuerait jamais.

Le cahier des charges de Kelly Johnson était, à première vue, contradictoire : construire un appareil capable de soutenir un vol à Mach 3 pendant des heures, à des altitudes supérieures à 79 000 ft, tout en restant viable et contrôlable par un équipage humain. Aucun matériau, moteur ou carburant existant ne convenait à la tâche, si bien que l'équipe des Skunk Works dut en développer ou en commander la plupart à partir de rien, dans un secret quasi total et, pendant des années, sans même reconnaître l'existence de l'appareil.

Le titane était le seul métal à la fois assez léger et assez résistant pour survivre à la chaleur d'un vol à Mach 3, mais la production américaine de titane du début des années 1960 ne pouvait fournir ni les quantités ni la pureté dont Lockheed avait besoin. La CIA s'organisa pour acheter le métal en secret par l'intermédiaire de pays tiers et de sociétés-écrans, une opération qui signifiait qu'un avion de reconnaissance américain de la guerre froide était construit en grande partie en titane soviétique, un détail déclassifié seulement des décennies plus tard. Lockheed dut aussi inventer son outillage de toutes pièces : les outils classiques en acier cadmié rendaient le titane cassant au contact, ce qui obligea les ingénieurs à développer de nouveaux procédés de fabrication au fur et à mesure de la construction de l'appareil.

Le projet se fixa sur un long fuselage à chines, générant de la portance sur toute sa longueur plutôt que sur la seule aile, et deux dérives inclinées vers l'intérieur, positionnées pour réduire la surface équivalente radar de l'appareil, un premier pas discret, jamais rendu public à l'époque, vers ce que l'on appellerait plus tard le façonnage furtif, bien que l'appareil n'ait jamais eu vocation à être invisible au radar, seulement plus difficile à atteindre. La peinture noire caractéristique, qui donne son nom au Blackbird, était un revêtement absorbant les ondes radar et à forte émissivité, choisi à la fois pour aider la cellule à évacuer la chaleur et pour réduire sa détectabilité.

Le développement produisit trois cellules étroitement apparentées plutôt qu'un seul appareil : l'A-12 monoplace de la CIA, le SR-71 biplace de l'Air Force, porteur de capteurs, et le prototype d'intercepteur YF-12A, armé de missiles à guidage radar, qui n'entra jamais en production mais établit des records du monde de vitesse et d'altitude dans sa catégorie en 1965. Une quatrième branche, le M-21 biplace, fut construite pour lancer depuis son dos un drone de reconnaissance sans pilote, une idée abandonnée après une collision en vol mortelle lors d'un essai de lancement en 1966.

La cellule du SR-71 fut délibérément construite avec du jeu. Ses panneaux en titane étaient dotés d'espaces de dilatation qui donnaient à l'appareil, au sol, un aspect presque mal ajusté, et ses réservoirs de carburant n'étaient pas parfaitement étanches à température ambiante, un Blackbird au parking laissait s'égoutter du JP-7 de son ventre sur le tarmac avant chaque vol. Ce n'est qu'une fois la cellule échauffée par le frottement et la compression à la vitesse de croisière, se dilatant de plusieurs centimètres sur sa longueur, que les panneaux se refermaient et que les réservoirs s'étanchaient. Les équipes au sol acceptaient cette fuite comme le prix d'une structure capable de survivre à des conditions qu'aucun appareil parfaitement étanche de l'époque n'aurait pu supporter.

Environ 85 % de la structure du SR-71 était en alliage de titane, le reste étant largement un matériau composite dans les zones nécessitant une transparence radar ou une résistance thermique supplémentaire. Les chines du fuselage, ces longues extensions aplaties courant du nez le long des deux côtés du fuselage avant, remplissaient un double rôle, générant une portance aérodynamique qui réduisait la charge alaire tout en abritant l'essentiel du volume de carburant et des soutes d'équipement dans une forme qui contribuait aussi à masquer l'appareil au radar.

Les deux réacteurs Pratt & Whitney J58 constituaient l'élément le plus singulier de la conception. À basse vitesse, ils se comportaient comme des turboréacteurs à postcombustion classiques, mais lorsque l'appareil dépassait environ Mach 2, des cônes mobiles dans les entrées d'air coulissaient vers l'avant, détournant progressivement l'air entrant autour du compresseur et de la turbine pour l'envoyer directement dans la chambre de postcombustion. À la vitesse de croisière, le compresseur ne fournissait plus qu'une fraction de la poussée totale ; le moteur était alors devenu, dans les faits, un statoréacteur, l'entrée d'air et la postcombustion assurant l'essentiel du travail, une transformation unique parmi les moteurs d'avions de série.

La gestion thermique touchait presque tous les systèmes. Le carburant JP-7, spécialement formulé pour sa résistance à l'auto-inflammation et sa stabilité à haute température, faisait aussi office de puits thermique, absorbant la chaleur du moteur et de la cellule avant d'être brûlé, tandis que le fluide hydraulique, les pneus et le verre de la verrière de l'appareil furent tous développés ou adaptés spécifiquement pour résister à une chaleur soutenue qui aurait détruit des composants aéronautiques standards. Les sources d'inflammation ordinaires ne pouvant enflammer le JP-7 de façon fiable, le démarrage des moteurs et l'allumage de la postcombustion nécessitaient l'injection de triéthylborane, un produit chimique qui s'enflamme au contact de l'air, dans le circuit de carburant.

Les caractéristiques essentielles du SR-71 décrivent un appareil construit presque entièrement autour d'un unique domaine de performance. Il mesurait 107,4 ft de long pour une envergure de 55,58 ft, avec une masse maximale au décollage d'environ 170 000 lb, dont près de la moitié pouvait être du carburant JP-7 réparti dans six réservoirs de fuselage et de voilure. À vide, l'appareil pesait environ 67 500 lb, un rappel de la part que représentait, au décollage, le seul carburant nécessaire pour soutenir une croisière à Mach 3.

Ses deux réacteurs Pratt & Whitney J58 produisaient chacun environ 145 kN de poussée avec la postcombustion enclenchée, aspirant l'air à travers de grandes entrées d'air à géométrie variable dont les cônes mobiles, se déplaçant jusqu'à plusieurs centimètres selon la vitesse, étaient tout aussi déterminants pour la performance du système propulsif que les moteurs eux-mêmes. Au-delà d'environ Mach 2, l'entrée d'air et la postcombustion assuraient l'essentiel du travail propulsif, les étages du compresseur ne contribuant plus qu'à une part relativement faible de la poussée totale en croisière.

Les chiffres officiels indiquent une vitesse de croisière de Mach 3,2, soit environ 1 740 kt, à des altitudes supérieures à 79 000 ft, avec un plafond opérationnel enregistré à 85 069 ft lors du vol record de 1976, des chiffres qui décrivent une performance de croisière soutenue plutôt qu'une pointe brève, ce qui distinguait le SR-71 des appareils capables d'atteindre des vitesses de pointe similaires seulement pendant quelques secondes.

L'autonomie dépendait fortement du profil de ravitaillement plutôt que de la seule capacité en carburant, le rayon d'action d'une mission étant normalement prolongé par un ravitaillement en vol avant et après la phase à haute vitesse ; l'autonomie sans ravitaillement en croisière rapide est généralement estimée à environ 2 900 nm. La charge utile de capteurs : caméras, radar à visée latérale et équipements de renseignement électromagnétique logés dans le fuselage avant et les baies de chines : variait selon la mission et pouvait être reconfigurée entre les sorties, une flexibilité que les concepteurs de l'appareil avaient intégrée dès le départ, compte tenu du faible nombre de cellules dont le programme disposerait jamais.

Un équipage de SR-71, composé de deux personnes, le pilote et l'officier système de reconnaissance, installés en tandem dans des cockpits séparés, effectuait chaque mission dans une combinaison pressurisée intégrale directement dérivée de celles des premiers astronautes américains, fabriquée par la société David Clark et étanche aux conditions proches du vide régnant à l'altitude d'opération. Une perte soudaine de pressurisation de la cabine au-dessus de 79 000 ft aurait été fatale en quelques secondes sans elle ; la combinaison n'était pas une précaution mais un élément à part entière du système de survie.

Le décollage constituait déjà un événement en soi : réservoirs partiellement remplis pour limiter la masse, le SR-71 accélérait fortement sur la piste en pleine postcombustion et prenait son envol en laissant derrière lui des diamants de choc dans son panache d'échappement, signature visible d'un écoulement supersonique à l'intérieur du jet. L'appareil ne pouvant emporter assez de carburant pour atteindre l'altitude de croisière et achever une longue mission, le ravitaillement en vol depuis des ravitailleurs KC-135Q spécialement adaptés, transportant le même carburant JP-7, faisait partie intégrante de presque chaque sortie, généralement peu après le décollage, puis à nouveau au retour.

La montée vers l'altitude de croisière et l'accélération à travers les régimes transsonique et supersonique bas constituaient les phases de vol les plus exigeantes, obligeant le pilote à gérer avec soin les cônes mobiles des entrées d'air et les volets de dérivation du moteur pour éviter un « décrochage d'entrée d'air », une perte brutale et violente de l'écoulement supersonique dans l'un des moteurs, susceptible de faire lacer l'appareil brusquement et, dans les cas les plus graves, d'endommager la cellule. Une fois établi à Mach 3,2 et au-delà de 79 000 ft, en revanche, l'appareil volait selon un profil relativement lisse, élevé et rectiligne pour l'essentiel de la mission, l'équipage se contentant de surveiller les systèmes plutôt que de manœuvrer activement.

L'atterrissage inversait la séquence : une descente longue et prudente accompagnée d'une décélération, une approche finale menée à une vitesse nettement plus élevée que pour un appareil conventionnel, et un toucher des roues suivi immédiatement du déploiement d'un parachute-frein pour aider à ralentir l'appareil sur la piste. Les missions étaient longues au regard de tout appareil à hautes performances, plusieurs heures du décollage à l'atterrissage, et laissaient les équipages physiquement épuisés par la chaleur, la combinaison et la concentration soutenue que l'appareil exigeait tout au long du vol.

La doctrine opérationnelle du SR-71 consistait, pour l'essentiel, à être inatteignable plutôt qu'indétectable. Les radars adverses pouvaient suivre l'appareil, et le faisaient effectivement, et des batteries de missiles sol-air ouvrirent le feu sur lui à de nombreuses reprises documentées au cours de sa carrière, mais aucun pilote de SR-71 n'eut jamais besoin de manœuvrer défensivement face à un missile comme le ferait un pilote de chasse : le temps qu'un missile atteigne son altitude, la combinaison de vitesse et d'accélération continue du Blackbird l'avait généralement déjà emporté hors de portée d'engagement. La procédure standard, en cas de détection d'un tir, consistait simplement à poursuivre le profil de vol prévu.

Ce bilan se vérifia tout au long d'une carrière opérationnelle longue et géographiquement variée. Les SR-71 effectuèrent des missions de reconnaissance au-dessus du Nord-Vietnam et du Laos pendant la guerre du Vietnam, surveillèrent les mouvements navals et les essais de missiles soviétiques, photographièrent les suites de la guerre du Kippour de 1973 pour le compte des États-Unis et d'Israël, suivirent l'évolution de la situation en Libye et au Moyen-Orient dans les années 1980, et volèrent le long de la périphérie du Pacte de Varsovie tout au long du service de l'appareil pendant la guerre froide. Des escadrons basés en permanence ou en rotation à la base aérienne de Kadena, à Okinawa, où l'appareil reçut le surnom local de « Habu », d'après un serpent venimeux natif de l'île, et à la RAF Mildenhall en Angleterre étendirent sa portée aux deux théâtres pacifique et européen.

Le ravitaillement en vol depuis des ravitailleurs KC-135Q, exclusivement chargés de JP-7 pour la flotte des Blackbird, faisait autant partie de la mission que la course de reconnaissance elle-même, et les équipages de ravitailleurs s'entraînaient spécifiquement aux vitesses et au pilotage inhabituels du SR-71. Une seule sortie pouvait comporter deux ou trois ravitaillements et couvrir des milliers de kilomètres, recueillant du renseignement photographique et électromagnétique au-dessus d'un territoire interdit en un seul passage à haute vitesse qu'un satellite, fixé sur une orbite prévisible, ne pouvait égaler en réactivité.

La plus grande vulnérabilité de l'appareil, en définitive, ne fut pas l'action ennemie mais le coût : chaque SR-71 exigeait une maintenance poussée et spécialisée entre les vols, son carburant et ses fluides propres devaient être produits et acheminés séparément de tout autre appareil de l'inventaire, et la montée en puissance des satellites de reconnaissance dans les années 1970 et 1980 érodait régulièrement l'intérêt de maintenir en service une plateforme pilotée aussi coûteuse, même une plateforme qui n'avait jamais perdu une seule cellule au feu ennemi.

Lockheed construisit 32 SR-71 entre 1964 et 1970, tous à l'usine des Skunk Works de Burbank, en Californie, aux côtés de 15 A-12 et 3 YF-12A construits selon des conceptions étroitement apparentées sur la même chaîne de production et le même outillage. Chaque cellule de la famille était assemblée à la main, en nombre relativement restreint, très loin des cadences de production de masse typiques des appareils militaires contemporains, ce qui reflète à la fois les matériaux exotiques employés et la clientèle réduite et hautement spécialisée que constituaient la CIA et l'Air Force.

Sur les 32 SR-71 construits, 12 furent perdus au cours de la vie opérationnelle de l'appareil, tous à la suite d'accidents, pannes moteur, problèmes structurels pendant des essais à haute vitesse, et une collision en vol lors d'un ravitaillement, plutôt qu'au feu ennemi. Ce taux d'accidents reflète à quel point l'appareil opérait à la limite de ce que ses matériaux et ses systèmes pouvaient tolérer, en particulier dans les premières années du programme, avant que les procédures d'exploitation n'aient mûri.

La production s'arrêta en 1970, et aucun SR-71 supplémentaire ne fut construit, même après le retrait temporaire du type et sa réactivation en 1995 ; les appareils que l'Air Force, puis la NASA, firent voler pour le reste du siècle provenaient entièrement de la production d'origine. Deux exemplaires furent modifiés en configurations d'entraînement SR-71B et SR-71C, dotées d'un second cockpit surélevé pour un instructeur, les caractéristiques de pilotage du type, en particulier la gestion des entrées d'air à haute vitesse, ne pouvant être enseignées en toute sécurité sur un appareil monoplace.

Au moment où le dernier SR-71 vola, en 1999, une vingtaine environ des cellules survivantes avaient été placées dans des musées à travers les États-Unis et la Grande-Bretagne, une répartition qui reflète à la fois la faible production totale de l'appareil et la décision délibérée, au moment du retrait, de préserver plutôt que de détruire ce qui restait d'un type ayant coûté si cher à construire.

Le SR-71 détient le record du monde absolu de vitesse pour un appareil à réaction respirant l'air : 1 905,81 kt, soit environ Mach 3,3, établi le 28 juillet 1976 par le capitaine Eldon W. Joersz et le commandant George T. Morgan Jr sur un parcours fixe, un record qui demeure invaincu par tout appareil piloté et à réaction respirant l'air à ce jour. Le même appareil, le même jour, établit également le record d'altitude soutenue en vol horizontal, à 85 069 ft.

Au-delà de ce record officiel, des missions individuelles du SR-71 produisirent une série de records de point à point qui captèrent l'attention du public d'une manière que peu de faits d'armes militaires ont égalée. En septembre 1974, un SR-71 relia New York à Londres en 1 heure 54 minutes 56 secondes ; l'année suivante, un autre relia Londres à Los Angeles en 3 heures 47 minutes 39 secondes. Ces deux records demeurent, des décennies plus tard, les traversées les plus rapides de leurs trajets respectifs, tous types d'appareils confondus.

Le dernier de ces records fut aussi le vol de retraite de l'appareil lui-même. Le 6 mars 1990, le lieutenant-colonel Raymond E. Yeilding et le lieutenant-colonel Joseph T. Vida pilotèrent un SR-71 de Los Angeles à Washington en 64 minutes et 20 secondes, établissant un record de vitesse transcontinental avant de livrer directement l'appareil au Smithsonian National Air and Space Museum, où il demeure exposé.

Plusieurs chiffres de performance issus de la carrière opérationnelle du SR-71 restent officiellement non confirmés. L'Air Force n'a jamais publié de vitesse maximale précise, et les chiffres cités par d'anciens membres d'équipage lors d'entretiens (certains nettement supérieurs à Mach 3,3) n'ont pas été corroborés par des données officielles déclassifiées ; là où les sources divergent, la position honnête consiste à reconnaître que le plafond de performance réel de l'appareil, distinct de son record homologué, n'a jamais été rendu public.

Le SR-71 fut retiré du service à deux reprises : une première fois en 1989-1990 pour des raisons de coût, puis définitivement en 1998 après une brève réactivation en 1995 : et dans les deux cas, la décision ne fut motivée par aucun appareil rival le surpassant, mais par l'argument que les satellites de reconnaissance, pour moins souples qu'ils fussent, coûtaient moins cher à exploiter. La NASA maintint deux appareils en vol pour des recherches à haute vitesse, notamment sur le moteur Linear Aerospike destiné à de futurs lanceurs, jusqu'en 1999, offrant à la famille des Blackbird une dernière décennie d'utilité au-delà de son retrait militaire.

Aucun appareil n'a depuis égalé la combinaison propre au SR-71 d'une croisière soutenue à Mach 3 et d'une longue endurance à haute altitude ; les systèmes hypersoniques et sans pilote développés depuis ont généralement abordé le même problème, voler trop vite pour être intercepté, par des moyens entièrement différents, laissant l'approche spécifique du Blackbird, un appareil piloté distançant simplement ses menaces, sans véritable héritier.

Une vingtaine de cellules survivantes sont préservées dans des musées à travers les États-Unis et en Angleterre, notamment au National Air and Space Museum de la Smithsonian Institution, au Museum of Flight de Seattle et à l'USAF Armaments Museum de la base aérienne d'Eglin, chaque exposition attirant généralement des visiteurs venus spécifiquement pour cet appareil plutôt que comme une pièce parmi d'autres, une distinction rare pour un type militaire retiré du service.

Le parent conceptuel le plus proche de l'appareil est le Concorde, son exact contemporain par l'ambition sinon par la mission : tous deux furent construits pour faire d'un régime de vitesse soutenu (Mach 2 pour l'un, Mach 3 pour l'autre) quelque chose de plus proche de l'exploitation courante que de la tentative de record, l'un en aluminium pour une cabine de passagers payants, l'autre en titane pour deux membres d'équipage en combinaison pressurisée, et tous deux furent, en définitive, retirés du service principalement parce que leur coût d'exploitation ne pouvait plus se justifier face à ce qui les remplaçait.