Lockheed A-12

Mimo to zespół Roberta H. Widmera z Convaira zabrał się ostro do pracy, tworząc koncepcję samolotu Kingfish. Stanowił on rozwinięcie modułu rozpoznawczego Fisha, ale miał startować i lądować samodzielnie i w związku z tym był większy. Miał trójkątne skrzydło o eliptycznym obrysie krawędzi natarcia, w celu zmniejszenia skutecznej powierzchni radiolokacyjnego odbicia. Kadłub miał kształt skrzynki, z pochylonymi ścianami. Na rogach kadłuba umieszczono podobnie pochylone do wewnątrz dwa stateczniki pionowe. Kąt nachylenia ścian oraz stateczników pionowych był taki sam i wynosił 15° do środka, tak by samolot mógł zakręcać z takim przechyleniem, nim jego płaskie powierzchnie zostaną skierowane prostopadle do anteny wrogiego radaru. Napęd Kingfisha – zgodnie z zaleceniem Komisji Landa – stanowiły dwa turbinowe silniki odrzutowe Pratt & Whitney J58, zamontowane w kadłubie. Zarówno chwyty powietrza ulokowane za kabiną, jak i wyloty z silników miały kształt prostokątny. Specjalnie dla zmniejszenia echa radarowego skonstruowano płaskie dysze silników z dość wąskim, ale szerokim wylotem i z przewężeniem w środku, które przyśpieszało gazy, a jednocześnie maskowało turbinę silnika przed falami radiolokacyjnymi. Dolna część samolotu nie była płaska, lecz wypukła, to także miało służyć zmniejszeniu skutecznej powierzchni radiolokacyjnego odbicia. Na grzbiecie kadłuba znajdowała się kabina, tym razem ulokowana w osi symetrii. Obliczona maksymalna masa startowa Kingfisha wynosiła 42 860 kg, długość kadłuba 32,33 m, a rozpiętość 17,08 m. Samolot miał wykonywać misję z prędkością przelotową Ma=3,2, na średniej wysokości 26 400 m. Łącznie powstało sześć różnych wersji Kingfisha. W jednych stateczniki pionowe znajdowały się w połowie rozpiętości skrzydeł, a w innych na kadłubie. Różniły się one też innymi szczegółami, tak by spośród pośpiesznie przygotowanych projektów koncepcyjnych, po szczegółowych obliczeniach i badaniach, wybrać najbardziej optymalne rozwiązanie. Wszystkie projekty, Lockheed A-11, przygotowywany właśnie A-12, Convair Kingfish oraz stary Fish spełniały wymagania co do zasięgu, prędkości i pułapu operacyjnego, dlatego Robert Widmer instynktownie czuł, że właściwa walka pomiędzy konkurentami rozegra się na polu utrudnionej wykrywalności. Aby przyśpieszyć te prace, postanowiono skorzystać z odpowiednio przebudowanego modelu Fisha. Był on jednak mniejszy od Kingfisha i tak powstał model w skali 7/10, co zmusiło do odpowiedniego zwiększenia częstotliwości fal radiolokacyjnych, by uzyskać zbliżony wynik. Badania modelu w Indian Springs w stanie Newada podjęto jeszcze w lipcu i kontynuowano w sierpniu. Do pokrycia powierzchni samolotu użyto specjalnego materiału absorpcyjnego, pyroceramu. Był on tworzywem szklanokrystalicznym, otrzymanym w wyniku krystalizacji szkła glinowo-litowo-krzemianowego. Materiał ten został opracowany przez znanego eksperta od ceramiki i szkła, Stanleya Donalda Stookeya i był on wytwarzany przez firmę Corning Glass Works z Corning w stanie Nowy Jork. Był on wykorzystywany głównie przez NASA do zabezpieczenia obiektów kosmicznych przed wpływem wysokiej temperatury przy przechodzeniu przez gęste warstwy atmosfery, ale stwierdzono też, że niektóre jego gatunki mają też własności absorbujące fale radiolokacyjne w dość szerokim zakresie częstotliwości. Badania modelu Kingfisha na stanowiskach kontrolnych wykazały, że istotnie udało się uzyskać znaczne obniżenie jego radiolokacyjnej wykrywalności, do poziomu mniejszego niż 1 m2.

Lockheed A-12 – ostatnia próba Johnsona
Nowy projekt, już dwunasty z rodziny „archaniołów”, powstał drogą głębokiej modyfikacji A-11. W zasadzie samolot miał mieć zbliżoną masę startową, podobną ilość paliwa, napęd w postaci dwóch silników J58, ale miały w nim zostać uwzględnione cechy utrudnionej wykrywalności, co zmuszało do znacznej modyfikacji jego kształtu zewnętrznego. Opracowanie projektu koncepcyjnego A-12 Johnson powierzył zespołowi Richarda G. „Dicka” Fullera. To właśnie Fuller był autorem specyficznego kształtu A-12, który był opracowany z myślą nie tylko o utrudnionym wykryciu, ale także o dobrych własnościach aerodynamicznych, zwłaszcza na prędkościach około Ma=3. Nad obniżeniem skutecznej powierzchni radiolokacyjnego odbicia A-12 pracowali czołowi specjaliści Skunks Works w tej dziedzinie, Luter MacDonald i Edward „Ed” Lovick. Po pierwsze, powrócono do zastosowanych po raz pierwszy na A-4 szerokich napływów biegnących wzdłuż przedniej części kadłuba, aż do skrzydeł. Trójkątne skrzydło, w pierwszym projekcie z ostrymi zakończeniami, miało prostą krawędź natarcia na zewnątrz gondoli silnikowych i łukowatą (dopiero później prostą) na odcinku od kadłuba do silników. Krawędź spływu też była prosta, ale miała ujemny skos. Aby uniknąć kątów generujących wewnętrzne odbicia i wzmocnienia fali radiolokacyjnej, napływy i skrzydło płynnie przechodziły w bryłę kadłuba, podobnie jak połączenia gondol silnikowych ze skrzydłem. Podwójne usterzenie pionowe umieszczono na końcach gondol i pochylono do wewnątrz o kąt 15°. Początkowo planowano montaż stałych stateczników z klasycznymi sterami kierunku, później zdecydowano się na płytowe usterzenie kierunku, całe stateczniki spełniały więc rolę steru kierunku. Chwyty powietrza miały osiowosymetryczny kształt kolisty, co ułatwiało sterowanie przepływem powietrza na dużych prędkościach, choć nieznacznie zwiększało radiolokacyjne odbicie maszyny. Duże stożki centralne dostosowano do pracy na prędkościach do Ma=3,0, a jednocześnie maskowały one przed radarami sprężarki silników, przy obserwacji z przedniej półsfery. Od samego początku przewidywano też użycie materiałów absorbujących fale radiolokacyjne Krawędzie natarcia i spływu skrzydeł miały być wypełnione materiałem dielektrycznym o zmiennej przewodności, w celu wygaszania energii elektrycznej indukowanej w metalowej strukturze, będącej źródłem odbicia. Materiałem absorbującym wypełniono też wewnętrzne i zewnętrzne powierzchnie wlotów powietrza do silników, usterzenie zaś miało zostać wykonane z radioprzeźroczystych materiałów kompozytowych. Długość kadłuba dobrano tak, żeby cała reszta samolotu znajdowała się wewnątrz skośnej fali uderzeniowej generowanej przez nosową część kadłuba, do prędkości Ma=3,2 włącznie. W czasie wstępnych obliczeń i badań modelu w tunelu aerodynamicznym okazało się, że niektóre elementy zaprojektowane z myślą o utrudnionym wykryciu, pozytywnie wpływają na aerodynamikę samolotu. Przede wszystkim chodzi o długie napływy kadłubowe, które także wytwarzały siłę nośną, redukując efekt przesuwania się środka parcia ku tyłowi maszyny przy wysokich prędkościach naddźwiękowych. W ten sposób uzyskano doskonałość aerodynamiczną 6,5 przy prędkości Ma=3. Ponadto boczny opór kadłuba był stosunkowo niewielki, co powodowało, że przy bocznych odchyleniach strumień powietrza nie spychał go tak mocno w bok. W ten sposób do kierunkowego ustatecznienia samolotu wystarczały stateczniki pionowe o mniejszej powierzchni. Stateczność poprawiało też pochylenie stateczników do wnętrza, choć i to służyło pierwotnie innemu celowi. Osłona kabiny pilota była podzielona na stały wiatrochron o kształcie trójkątnym oraz z odchylanej do tyłu owiewki. W konstrukcji samolotu przewidziano użycie materiałów odpornych na wysoką temperaturę w lotach z prędkością naddźwiękową, w tym stali i stopów tytanu.