A finales de los años 50 la guerra fría entra la URSS y los Estados Unidos estaba en su apogeo. Desde que los soviéticos consiguieron la tecnología para fabricar bombas atómicas, la tensión entre ambos países, y ambas filosofías políticas y económicas, era máxima. Por esa época los medios de reconocimiento aéreo estratégico norteamericanos se basaban sobre todo en conversiones de bombarderos B-50, B-45 y B-47. Evidentemente esos medios eran vulnerables a aviones de caza y a la nueva amenaza de los misiles antiaéreos (SAM), que desarrollaban los soviéticos.
Por aquel entonces, la CIA asumía en gran parte el esfuerzo de reconocimiento estratégico de los Estados Unidos. Por ello estaba interesada en un avión de reconocimiento que pudiera con total impunidad sobrevolar el espacio aéreo soviético. De esos requerimientos nació el Lockheed U-2, un avión a reacción diseñado por la Lockheed . Durante el trienio 1956-1959 el U-2 voló impunemente sobre cielo soviético, apoyándose en las nuevas cámaras de alta resolución. Los pilotos de U-2 de la CIA realizaron un total de 23 misiones sobre la URSS que proporcionaron multitud de información a los expertos norteamericanos. Sin embargo, el 1 de mayo de 1960 seria distinto. Un U-2 de la CIA, pilotado por Francis “Gary” Powers fue derribado por un SA-2 “Guideline” soviético, poniendo de manifiesto lo que la agencia central de inteligencia se temía, los avances soviéticos habían hecho vulnerable al U-2.
La CIA, viendo la vulnerabilidad del U2, dio en 1958 fondos tanto a la Lockheed como a la Convair para el desarrollo de un avión que sustituyera al U-2, lo que se conoció como proyecto Oxcart. Ganó el diseño de la Lockheed, el cual se llamó “Archangel”. El “Archangel” era un bimotor monoplaza de ala delta y fuselaje alargado con los motores en las alas. El diseño estaba optimizado para minimizar la resistencia al aire y permitir por tanto que volara a elevadísimas velocidades de crucero.
El Lockheed A-12 estaba diseñado con varias premisas, la primera era evidentemente el poder operar a velocidades elevadísimas (Mas de mach 3) y a gran altura (Más de 80.000 pies/24.400 metros). La segunda era reducir lo posible la detectabilidad del avión, siendo un autentico referente para la época. El fuselaje del A-12 estaba diseñado específicamente para soportar las elevadas temperaturas producidas por la alta velocidad de crucero que debía desarrollar (Estas eran del orden de 260 º C en el fuselaje y mas de 500 º C alrededor de los motores), por ello el 93 % de la célula estaba fabricada en titanio (Curiosamente, ese titanio se había obtenido a través de empresas intermedias del mayor exportador de Titanio por entonces, la Unión Soviética), que es mas resistente al calor que el acero. De hecho en zonas especiales del fuselaje se usan aleaciones compuestas muy exóticas como la Hastelloy o la Rene 41.
Durante la fase de diseño se observó que las alas, debido al rozamiento, concentraban una cantidad excesiva de calor que podría reducir enormemente la vida operativa de las mismas. Para solucionarlo la Lockheed añadió a las alas un revestimiento corrugado que al alcanzar altas temperaturas se alisa. Este revestimiento ayuda a disipar el calor y que no se caliente demasiado la estructura interna del ala. Los estabilizadores verticales están construidos en una sola pieza por que estructuralmente son mucho más sólidos que los timones convencionales. La cabina era amplia aunque no permite una buena visión de la pista durante el carreteo, aunque era más que suficiente durante el vuelo. El parabrisas estaba construido en plástico laminado resistente a las aves, y era capaz de soportar temperaturas de 340 º C. Justo detrás de la cabina se encuentra el compartimento Q donde se localizaban la cámara o los sensores de reconocimiento intercambiables.
Otro rasgo característico del diseño son las extensiones alares que van desde el inicio del ala hasta el morro. Esas extensiones son muy beneficiosas en varios sentidos. Lo principal es que proporcionan mas sustentación sin ofrecer mucha resistencia, lo que permitió bajar el ángulo de incidencia del ala delta, pues proporcionaba suficiente seguridad en el control a baja velocidad (Lo que además daba más seguridad en los aterrizajes) y en la estabilidad. Por otra parte el empleo de estas extensiones benefician al alcance del aparato y le permitieron prescindir de los planos canard previstos en fases del diseño previas. Estas extensiones además contribuían a reducir la sección radar del avión.
Debido a las especiales características del A-12 y de su motor J-58 la Ashland Shell y Monsanto desarrollaron un combustible especial y exclusivo denominado en un principio como PF-1 y posteriormente conocido como JP-7. En el A-12 los límites de los tanques de combustible eran el propio fuselaje, por lo que el combustible se calentaba en exceso por el calor que tenia el fuselaje al volar a alta velocidad. El JP-7 estaba diseñado para hacer ignición a altas temperaturas, lo que sin duda daba más seguridad de empleo, puesto que era muy peligroso almacenar combustible con un fuselaje que se calentaba tanto. El punto de ignición del JP-7 era tan alto que, de hecho, se podría tirar una cerilla encendida a un cubo lleno de JP-7 y no ardería. El JP-7 es un combustible extremadamente caro (Se dice que es mas caro que el mejor whiskey escocés, y es una de las razones principales de por que era tan cara la hora de vuelo del A-12 (Mas de 27.000 $ /H).
Los motores Pratt & Whitney J58 sin duda fueron uno de los elementos mas importantes del diseño. No solo por el motor en si sino por el sistema de cono de admisión, compuertas móviles, puntos de purga de aire y demás elementos que componían el espacio físico donde se ubicaba el reactor. Los conos de admisión suponían una solución muy ingeniosa desde el punto de vista de ingeniería. Se movía hacia delante o hacia atrás por medio de un sencillo sistema en forma de tornillo acoplado a un motor eléctrico.
Mientras el A-12 empezaba a entrar en servicio para la CIA, la USAF requirió a la Lockheed modificaciones sustanciales en el diseño básico buscando un mayor alcance y sobre todo una mayor carga útil de equipos de reconocimiento. La Lockheed realizo una serie de modificaciones, siendo las más visibles respecto al A-12 un alargamiento de metro y medio, un morro más redondeado y la adopción de un segundo tripulante, encargado de los sistemas de reconocimiento . El alargamiento del fuselaje permitiría al nuevo avión llevar en sus seis tanques de combustible más de 45.000 litros de combustible JP-7, lo que mejoraba el alcance del A-12 en casi 1.500 Km, que añadido a su capacidad de repostaje en vuelo le permitían alcanzar cualquier parte del mundo desde unas pocas bases de despliegue. Lógicamente todas esas modificaciones provocaron un cambio ligero en las prestaciones, destacando que el SR-71 tenía una velocidad marginalmente menor (Mach 3.2 en lugar de Mach 3.35) y un techo en servicio también menor en unos 10.000 pies/3.300 metros. Pero eso era de poca importancia para la USAF, que valoraba mucho mas el mayor alcance y la mayor carga útil de sistemas de reconocimiento y navegación.
Por aquel entonces al nuevo avión la USAF le denominaba internamente R-12, aunque posteriormente se decidió a cambiarle esa denominación por la de RS-71. Una de las principales mejoras respecto al A-12 era la posibilidad de llevar muchos mas equipos de reconocimiento a bordo. De hecho el SR-71 tiene una serie de bodegas de equipamiento donde se podían poner equipos de aviónica y reconocimiento intercambiables. Esto le proporciona al SR-71 una gran flexibilidad como plataforma de reconocimiento, al poder combinar ciertos equipos según sean los objetivos de la misión a realizar.
Gracias a la tremenda velocidad del Blackbird, éste puede observar un área de más de 250.000 kilómetros cuadrados en una hora, pero esto trae asociados ciertos problemas. El fuselaje del SR-71 es uno de los elementos que mas “sufre” debido a la alta velocidad de los vuelos, por lo que se produce el problema del enfriamiento. Cuando el SR-71 Blackbird vuela a más de Mach 3 el fuselaje se calienta y se dilata unos 5 centímetros. Pero cuando el fuselaje se enfría de nuevo por ejemplo al llegar a tierra se producen escapes por las juntas del fuselaje, lo que obliga a drenar rápidamente el combustible al llegar a tierra para que este no se pierda. Otro problema asociado a la alta velocidad es la absoluta precisión que debe tener cada maniobra que hace el avión, puesto que un desfase de unos pocos segundos puede hacer que la pasada de reconocimiento sea fallida. Para dar una idea del problema que supone para las maniobras esa velocidad tan elevada, se puede indicar que debido a esto hacer un viraje de 360 º a un Blackbird le lleva más de cinco minutos.
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