Le Sikorsky S-55.






"" Le premier hélicoptère transatlantique ""

Maquette Revell au 1/72.  Référence : 04 460.





Historique : La revue Aviation Magazine n°64 de décembre 1952.
Texte de Jacques GAMBU



Sur le sujet voir aussi : L'Encyclopédie de l'Aviation n°192.
L'Univers des Avions de 1945 à nos jours.
La revue Air Fan n°20.



Réalisation de la maquette par M. Axel Theis.
Les photos sont de l'exposition de Thionville 2016.





Historique : Le premier hélicoptère, un tantinet sérieux volant en Amérique, fur un Sikorsky. L'appareil comportait un rotor sustentateur unique de 8,50 mètres de diamètre et était stabilisé ou gouverné par trois petits rotors de queue, deux à axes verticaux, agissant en profondeur, et un à axe horizontal combattant le couple et assurant la direction.

Cet engin vola pour la première fois à Strafford, dans le Connecticut, le 20 mai 1940. Sikorsky, ce jour-là voyait récompenser son effort de recherche qui avait débuté en 1916 et s'était heurté à de grosses difficultés de réalisation, la mécanique étant trop complexe et trop exigeante pour l'époque.
De ce premier appareil, Sikorsky tira un modèle simplifié et ne comprenant plus que deux rotors de queue. Baptisé VS-300, il utilisait un rotor principal fixe, les évolutions étant commandées à partir des rotors de queue qui agissaient comme de véritables gouvernes. Par exemple, pour avancer, le rotor à axe vertical augmentait de pas et créait de la sorte un couple piqueur qui inclinait l'appareil et, par conséquent son rotor principal. La résultante de ce dernier n'était donc plus verticale, mais inclinée vers l'avant. Une composante horizontale prenait donc naissance qui propulsait l'appareil.
Le VS-300 fut bientôt suivi du VS-300-A qui s’appela également XR-4 parce que l'armée s'était intéressée à la chose. Par rapport à son prédécesseur, le VS-300-A ne possédait plus qu'un seul rotor de queue, celui que l'on trouve sur tous les hélicoptères actuels à voilure unique et à transmission mécanique. Les évolutions de l'appareil étaient cette fois commandées par la variation cyclique de pas du rotor principal.
Cette variation cyclique, que Louis Bréguet utilisait déjà en 1936 sur son gyroplane Bréguet-Dorand, consiste à faire varier l'incidence des pales en un point quelconque de sa circonférence de rotation. Si cette incidence augmente, par exemple, chaque fois que les pales parcourent leur portion de tour arrière, la portance sera évidemment plus grande en cet endroit et l'appareil basculera vers l'avant, obtenant ainsi le mouvement désiré sans le secours d'un rotor de queue spécial. Il ne reste donc plus à l'arrière de l'appareil que le rotor anticouple dont il n'est malheureusement pas question de se séparer tant qu'il existe une liaison mécanique entre le fuselage et le rotor.

Sikorsky S-55 de l'armée française, conservé par l'association des Ailes Anciennes à Toulouse (France).
Collection personnelle de M. Alain BERTINI.
 
Sikorsky aux commandes de son VS-300 lors de son premier vol (captif) en septembre 1939.
Source: Le Monde de l'Aviation de Chris Ellis aux éditions Princesse, Paris 1977.


Le premier XR-4 vola le 13 janvier 1942 et, à la suite d'essais heureux, Sikorsky Aircraft reçut commande pour l'armée d'un petit nombre d'appareils portant la désignation YR-4, devant servir à améliorer la formule et à mette progressivement sur pied la technique toute nouvelle de fabrication. Cette petite commande fut rapidement suivie d'une autre plus substantielle, portant sur une centaine de modèle R-4-B, les premiers qui soient utilisés d'une manière courante et effective. Il fut en service également dans la R.A.F., sous le nom de Hoverfly I.
Travaillant à pleins bras, Sikorsky sortit encore avant la fin de la guerre deux autres types d'hélicoptères dérivant directement des précédents le R-5-A, de 450 cv. au lieu de 185 cv. pour le R-4-B, et le R-6-A, utilisé par l'Angleterre sous le nom de Hoverfly II et dont tous les exemplaires existants furent construits sous licence par la Nash-Kelvinator Corp.


Vought-Sikorsky créa en 1941 le XR-4 expérimental, propulsé par un moteur Warner de 165 CV. La variante finale mise en service fut le R-4B.
Source: Histoire illustrée de l'Aviation aux éditions Fernand Nathan 1978. 
Un Sikorsky R-4 de la RAF, le premier hélicoptère militaire opérationnel.
Source: Le Monde de l'Aviation de Chris Ellis aux éditions Princesse, Paris 1977.

Vue éclatée du Sikorsky R-4.

Des essais réussis avec des versions à flotteurs du R-4 mirent en lumière le potentiel de l'hélicoptère embarqué. On voit ici un R-4 équipé de flotteurs (HNS-1 dans la Navy) effectuant son premier amerrissage après avoir décollé du pétrolier Bunker Hill, en mai 1943
Source des deux photos: La revue Connaissance de l'Histoire n°6 d'octobre 1978 aux éditions Hachette.



Depuis la cessation des hostilités, Sikorsky a construit trois autres types d'hélicoptères sans jamais s'écarter de sa formule initiale, et qui portent des désignations civiles à côté de numéros militaires, les S-51, S-52 et S-55.
Le S-51 fut le premier appareil à voilure tournante ayant reçu le certificat de navigabilité civil, en mars 1946.Devant ce succès, la Grande-Bretagne s'intéressa et la firme Westland Aircraft de Yeovil en acquit la licence de fabrication. Le S-51 porte les désignation militaires H-5 dans l'US Air Force et HO-3-S-1 dans la marine.
Moins puissant, 245 cv. contre 450 cv. le S-52 fut le premier hélicoptère métallique. Devant la réussite de cet essai, les S-51 en cours de construction reçurent également un rotor tout en métal. Le S-52, biplace, obtint également le certificat de navigabilité civil le 7 décembre 1947.
Le 27 avril de l'année suivante, il battait le record international de vitesse pure avec 207,385 km/h, puis, le 6 mai 1948, celui de vitesse sur 100 km, et enfin, le 21 mai 1948, le record d'altitude avec une montée de 6 472 mètres. L'appareil était alors biplace et propulsé par un Franklin de 178 cv. Le modèle suivant S-52-2, tri-quadriplace, reçut un Franklin de 245 cv. Ce type était utilisé par l'Air Force sous la désignation YH-18, alors que la marine l'appelle HO-5-S-1.
Quant au dernier S-55, dont la firme anglaise Westland a également acquis les droits de fabrication, il accomplit son premier vol le 7 novembre 1949. Dans le domaine civil, il a obtenu aisément son certificat de navigabilité et a été commandé par les Los Angeles Airways.
Les utilisateurs militaires ont absorbés la totalité de la production, que ce soit l'armée de l'air sous la désignation H-19, la Navy sous le matricule HO-4-S-1 ou encore les "Marines" qui l'ont appelés HRS-1.
Enfin, le S-55 est le premier hélicoptère au monde ayant franchi l'Atlantique. On se souvient, en effet, de l'exploit réalisé et relaté par Aviation Magazine, par trois appareils militaires H-19 se rendant d'Amérique en Angleterre par la voie des airs.
Le S-55 qui était construit sous licence en Angleterre, l'a été aussi en France par les soins de la S.N.C.A.S.E. On sait aussi qu'un accord passé entre cette société, la S.N.C.A.S.E. et Bréguet ont permis d’accélérer la mise en route de cette fabrication nouvelle.

L'hélicoptère remplit un rôle militaire chaque jour plus important. On sait jusqu'à quel degré les Etats-Unis a utilisé les machines à voilure tournante dans la guerre de Corée. L'armée anglaise à son tour a possédée à son tour l'hélicoptère. Cette photographie montre pendant de récentes manœuvres, des fantassins britanniques débarquant d'un S-55 en vol stationnaire, prêts à l'attaque. Cet appareil est construit sous licence en Angleterre par Westland, cependant qu'en France la S.N.C.A.S.E. en a démarré la fabrication en accord avec différentes firmes Européennes.
Source: La revue Aviation Magazine n°75 de juin 1953.


"" Description de l'hélicoptère S-55 ""

Le Sikorsky S-55 est un hélicoptère à rotor principal unique et rotor anticouple de queue, à transmission mécanique et train d'atterrissage quadricycle fixe.
Il a été conçu pour répondre aux besoins des utilisateurs civils et militaires qui demandaient un engin à tous usages. Le fuselage comprend de ce fait une cabine séparée du poste de pilotage biplace, cabine qui peut aussi facilement prendre le nom de soute. Ses trois missions principales sont :
1) Le transport de passagers civils ou militaires. De sept à dix personnes peuvent alors prendre place dans la cabine.
2) Le transport sanitaire de six blessés couchés.
3) Le transport de fret.
La conception générale de l'appareil permet, fait important, de voler à vide ou à pleine charge sans le secours d'aucune correction de centrage par lest ou tout autre moyen.
Enfin, on a étudié, dans le cas de convoyages rapides ou excédant les 1 600 km du rayon d'action maximum de l'appareil, la possibilité de remorquer l'hélicoptère par avion, son rotor fonctionnant alors en auto-rotation. Des essais en été faits, il ressort que l'hélicoptère ainsi devenu autogire pourra être remorqué à des vitesse atteignant 240 km/h.

Le fuselage : D'un dessin assez tourmenté quoique classique, le fuselage comprend les décrochements dus au poste de pilotage, au carénage du pied de rotor et au dessous à la réunion de la cabine proprement dite à la poutre porte-rotor de compensation.
La section de la cabine est sensiblement quadrangulaire, puis circulaire sur la longueur de la poutre.
Une dérive inférieure triangulaire "adoucit" la rupture, le dessin provenant de la réunion de la poutre à la cabine.

                                     
La poutre de queue d'un S-55, musée de l'ALAT à Dax (40) FRANCE.
Collection personnelle de mon ami Loloskymaster (surnom) du Maquette Club de Thionville (57).

De l'avant à l'arrière, on trouve :
1) Le moteur en étoile complètement enfermé et refroidi par une soufflante. Il est d'une accessibilité extrêmement facile, à hauteur d'homme, par l'ouverture du nez en deux grandes portes symétriques; fixé obliquement et tourné vers l'arrière, il "regarde" directement la tête du rotor principale. L'arbre d'entraînement relie aussi le boîtier principal d'entraînement qui groupe la tête de rotor, la boîte de transmission principale avec son circuit d'huile et le système complet de servo-commandes.
Le moteur est équipé d'un réducteur de rapport de 12 à 1. A sa sortie, on trouve la roue libre et l'embrayage attaquant l'arbre d'entraînement oblique dont nous venons de parler.      

Vue sur le moteur du Sikorsky S-55.  Source: Aviation Magazine n°64 de décembre 1952.


2) Le poste de pilotage : Biplace côte à côte est installé au-dessus et en retrait du moteur et s'adresse au boîtier principal d'entraînement.
Abondamment vitré - voir plan trois vues - il comporte deux glaces latérales coulissantes servant d'issues de secours. L'accès au poste de pilotage peut se faire de l'intérieur de la cabine ou de l'extérieur par deux panneaux supplémentaires. Enfin, le poste est insonorisé et conditionné.

Le plan trois vues du S-55.  Source: La revue Aviation Magazine n°64 de décembre 1952.


3) La cabine : Située à l'aplomb du centre de gravité, offre un volume de 7,640 m3. A l'arrière de cette cabine, on trouve d'ailleurs une soute à bagages offrant un volume supplémentaire de deux mètres cubes. La capacité totale ressort donc à 9,64 m3.
La cabine est desservie par une porte latérale droite, carrée de 1,21 m de côté et coulissant vers l'arrière. De ce fait, il est facile de l'ouvrir en vol et de procéder à des parachutages ou à des chargements spéciaux ou embarquements, alors que l'appareil est en vol. La cabine est suffisamment éclairée par deux fenêtres de chaque côté, la fenêtre arrière gauche étant montée sur un panneau à démontage instantané et joue éventuellement le rôle d'issue de secours. Enfin, une trappe percée dans le plancher laisse une ouverture inférieure de 1,19 m x 0,50 m pour le chargement de charges lourdes par une élingue intérieure.
Le chargement normal ou le hissage en vol s'effectue à l'aide d'un treuil qui s'adapte à l'aplomb et au-dessus de la porte principale droite.
La cabine, ou la soute, présente une longueur de 3,04 mètres pour une hauteur maximum de 1,82 mètres et une longueur de 1,59 mètres.
Sous le plancher de la cabine et dans tout le volume laissé par la trappe inférieure, on a placé les réservoirs d'essence. Ce sont des outres en nylon imprégné de néoprène, d'une capacité totale de 700 litres; près de cinq cents autres litres peuvent être embarqués dans des outres amovibles chargés dans la cabine et transvasées en vol.
La structure de la cabine et de la soute à bagages qui la suit, est du type semi-monocoque, comprenant une ossature en dural et un revêtement d'alclad et de magnésium.
Cette structure est surmontée, sur le toit et à l'avant de la cabine, d'un pylône en tubes d'acier soudés qui renferme le boîtier principal d'entraînement et transmet une partie des efforts du rotor.
L'aménagement de la cabine varie selon les missions. 

Intérieur d'un Sikorsky S-55, musée de l'ALAT de Dax (40) FRANCE.
Collection personnelle de mon ami Loloskymaster (surnom) du Maquette Club de Thionville. 


Lorsqu'il s'agit du transport de passagers "payants", on trouve deux fauteuils adossées à la cloison avant et tournant le dos à l'avant, puis deux fauteuils faisant vis-à-vis et accotés sur la gauche, de façon à permettre un accès facile. Enfin, trois autres fauteuils occupent la totalité de la largeur au fond de la cabine. Signalons que celle-ci est insonorisée, tapissée, ventilée et réchauffée à la demande.
S'il s'agit du transport de soldats, on trouve non plus sept mais dix places qui ne sont plus des fauteuils, mais des banquettes. Trois hommes sont assis le dos à la marche contre la cloison avant, trois autres sont adossés à la paroi droite, entre la porte principale et le fond, et enfin les quatre derniers leur font face, contre la paroi gauche.
En version sanitaire, six blessés couchés prennent place dans des civières superposées trois par trois et accotées aux parois latérales de la cabine.

4) La partie arrière du fuselage : Comprend le volume laissé entre la cloison arrière de la cabine et la naissance de poutre de queue. Ce volume est utilisé par la soute à bagages au-dessus de laquelle on trouve le système de conditionnement de l'air de la cabine et son réchauffeur. En-dessous de la soute, sont installés la batterie d'accumulateur, les postes de radio émetteur; le tableau des fusibles, la prise de casque et les phares d'atterrissage traversant le revêtement. 


Une partie de l"intérieur du S-55.                  Collection personnellede Loloskymaster.



5) La poutre de queue : Est une coque pure rapportée entièrement en dural et alclad. Elle se termine par un pylône  caréné portant à son extrémité le rotor de queue. En -dessous de la poutre, on trouve la béquille de protection du rotor, deux petits plans rectangulaire de stabilisation montés avec un dièdre important et négatif, et enfin le mât porte-antenne. Le dos le la poutre est parcouru sur toute sa longueur par une gouttière carénant et protégeant la transmission du rotor principal

Le rotor de queue d'un S-55.        Collection personnelle de Loloskymaster.  


Les rotors : Le rotor principal, est tripale, d'un diamètre de 16,10 mètres, tourne à 198 tours-minutes pour un régime moteur de 2 200 t/mn (550 cv). En auto-rotation, son régime peut varier entre les valeurs limites de 170 t/mn à 254 t/mn.
Les pales, issues du S-51, comme d'ailleurs le plus clair de la partie mécanique, sont de type métallique éprouvé par plus de deux cent mille heures d'essais en laboratoire. Elles sont homologuées pour une durée de 1 000 heures de fonctionnement.
Leur équilibrage, très poussé, est tel qu'elles sont interchangeables. Il n'est donc pas nécessaire d'en détenir des jeux complets.
La tête du rotor qui comprend une araignées inférieures de commande de pas, est équipée d'amortisseurs linéaires aussi éprouvée que le rotor lui-même. Comportant un nombre limité de pièces, elle comprend des réserves de graisse évitant les vérifications journalières.
Le rotor anticouple présente un diamètre de 2,23 mètres et comporte deux pales métalliques interchangeables montées en bascule. Son régime de rotation est de 1 358 t/mn pour une vitesse moteur de 2 200 t/mn.   

Le rotor principal d'un S-55.       Collection personnelle de Loloskymaster.



Les commandes : Entièrement doublées, les commandes du pilote principal sont placées à sa droite. De la sorte, toute liberté est laissée à la main gauche pour l'utilisation rapide de la radio et des autres commandes. Les pédales du palonnier commandant le pas du rotor de queue sont réglables d'avant en arrière et pourvues chacune d'une commande de frein du train d'atterrissage. Une commande supplémentaire agit sur les deux petits plans stabilisateurs arrière et en règle l'incidence assurant en vol normal l'assiette optimum de l'appareil.
La variation cyclique et la variation totale de pas du rotor sont assurés par des servo-commandes hydrauliques déjà utilisées sur le S-51 et qui facilitent considérablement le pilotage et annulent toutes vibrations au manche. En cas de panne du circuit hydraulique, la liaison mécanique est maintenue et le pilotage reste facile quoique moins confortable.

Le train d'atterrissage : Est quadricycle, les deux roues arrière portées par deux jambes, supportant la plus grande partie du poids de l'appareil.
Le train principal comprend un bras articulé inférieur qui encaisse les efforts latéraux et longitudinaux et une jambe élastique à longue course prenant appui sur les côtés du fuselage, à l'aplomb de la cloison arrière de la cabine. Munies de freins, elles sont complétées par deux petites roues avant entièrement pivotantes, munies chacune de son amortisseur et d'un rappel dans l'axe. Elles peuvent être bloquées en cas d'emport sur navire. Enfin, ce train peut être remplacé par un ensemble amphibie comprenant deux flotteurs cylindriques portant eux-mêmes un train quadricycle.

Le train avant et arrière.         Collection personnelle de Loloskymaster.
La  version amphibie.   Source: La revue Aviation Magazine n°64 de décembre 1952.


"" Description du Sikorsky S-55 ""
Diamètre du rotor principal : 16,10 m.
Longueur : 12,85 m.
Hauteur : 4 m.
Poids à vide : 1 940 kg.
Charge utile maximum : 1 378 kg.
Poids total maximum : 3 318 kg.


"" Performances du Sikorsky S-55 ""
Avec un Pratt & Whitney R-1340 S-1-H-2 Wasp de 600 cv au décollage et 550 cv à 2 200 t/mn.
Au poids total de 3 085 kg.
Vitesse maximum au sol :  km/h.
Vitesse de croisière à 300 m à 70% : 138 km/h.
Vitesse ascensionnelle au sol : 340 m/mn oblique et 105 m/mn vertical.
Plafond en vol stationnaire avec effet de sol : 2 745 m.
Plafond en vol stationnaire sans effet de sol : 2 020 m.
Plafond pratique : 4 750 m.
Rayon d'action normal : 758 km. 


L'exemplaire conservé au Musée de l'ALAT à DAX (FRANCE).   Collection personnelle de Loloskymaster.





"" La maquette Revell de M. Axel THEIS ""



 
 
 
 
 
 
 
 
 



Axel / Jean-Marie






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