Le Dornier Do-31 E.

"" First vertical take-off jet-transport ""

Historique : La revue Aviation Magazine International n°482 et 490 de janvier et mai 1968.

L'Encyclopédie de l'Aviation n°74 aux éditions Atlas 1983.

Sur le sujet voir aussi : Le Fana de l'Aviation n°213.

L'Encyclopédie Mach 1, volume 3.



Les photos de la maquette sont de l'exposition de Ransart (Belgique) en 2011. 

Historique : Au cours des années soixante, alors que de nombreux constructeurs manifestaient un très vif intérêt pour le problème des atterrissages et décollages courts et que les premiers prototypes du Hawker P.1127 britanniques avaient déjà volé, plusieurs études furent entreprises en vue de réaliser des machines de transport ADAV capables de fournir l'assistance dont cet avion de combat avait besoin.

Il était le premier, mais il était aussi le seul. Il n'était pas le premier arrivé au terme d'une quelconque compétition, il était le seul à avoir tenter la gageure technique de faire décoller verticalement, et se poser de la même façon, un appareil de transport.

Bien sûr étant le seul, il avait toutes les chances d'être le premier... Cependant, il était aussi celui qui a démontré sa valeur au cours d'un développement tenace et d'essais sans incidents. Quel que fut son avenir, le Dornier Do-31 aura bien mérité de la technique.

Les Allemands l'ont conçu, les Américains l'ont suivi et ont participé à son développement. Mais l'Allemagne et Dornier ont supporté la plus grande partie des frais d'études et de construction. Le résultat ? Un prototype excellent, un programme honoré et un avenir potentiel qui plaçait Dornier en tête des transports ADAV et de leur technologie.
Avec la collaboration des firmes VFW et HFB, Dornier GmbH a pu construire deux prototypes de l'avion de transport à décollage vertical, sur contrat passé par le ministre de la Défense de l'Allemagne Fédérale.
Le premier prototype Dornier-31 E1 ne disposait que de deux réacteurs à poussée vectorielle Bristol Siddeley "Pegasus" 5-2 de 7 tonnes de poussée. Les nacelles montées en bout d'aile et devant contenir les réacteurs de sustentation étaient vides. L'appareil effectua son premier vol le 10 février 1967, de façon évidemment conventionnelle.
Le second exemplaire, Dornier Do-31 E2, était complet et les deux nacelles marginales contenant effectivement chacune quatre réacteurs Rolls-Royce RB-162-4D de 2 000 kgp. Cet appareil effectua son premier vol stationnaire le 22 novembre 1967, vol précédé et suivi d'un décollage et d'un atterrissage absolument verticaux. Drury Wood, et Franz Roedel co-pilote étaient à bord.
Les vols conventionnels et verticaux ayant été réussis, chacun à l'aide d'un prototype, il ne restait plus qu'à rejoindre les deux cas de vols extrêmes au cours de transitions aller et retour. C'était le but du programme suivant, programme qui ne connaîtra d'avenir qu'avec l'aide américaine, ce pays s'intéressant directement au développement de cette formule d'avions de transport ADAV.   

En développant le Do-31 à décollage vertical, la firme Dornier a tenté d'ouvrir une fenêtre nouvelle dans l'avenir du transport aérien de demain... Ici un Dornier Do-31 E3.

Le premier prototype Do-31 E1 qui a commencé la série des vols conventionnels avec ses seuls réacteurs Bristol Siddeley "Pegasus".

Photo en couleur du  Dornier Do-31 E2 en vol stationnaire.
Source des deux photos: La revue Aviation Magazine International n°482 de janvier 1968.


"" Deux bancs d'essais ""

D'abord, deux bans d'essais furent réalisés et essayés parallèlement à la construction des deux prototypes. Le premier de ceux-ci, dont le dessin fut terminé le 30 novembre 1965, avait un atterrisseur principal à roues en tandem et les nacelles portant les réacteurs verticaux sensiblement à mi-distance entre les bouts d'aile et les réacteurs de sustentation-propulsion "Pegasus" disposés en pod sous voilure.

Ce projet fut rapidement modifié. Les roues principales étaient toujours doublées, mais disposées en diabolo et, prenant appui sous chaque nacelle "Pegasus" et non plus sur le fuselage, venaient s'escamoter à l'arrière de ces réacteurs. De plus, les nacelles portant les réacteurs verticaux étaient montées en bout d'aile dont l'envergure fut réduite. C'est sous cette forme que les deux prototypes furent sortis.

Revenons aux bancs d'essais.

Le premier, destiné à l'essai des systèmes de commandes de vol est un treillis cruciformes, un axe représentant le fuselage et l'autre la voilure. Ce dernier est équipé de quatre réacteurs verticaux Rolls-Royce RB-108 de 1 060 kgp délivrant également de l'air comprimé aux gouvernes par jet. Bras de levier, moments et efforts sont semblables à ceux du futur Dornier Do-31 E. 

Des centaines de vols furent effectués avec cet ensemble expérimental, les premiers sous entraves, les suivants en vol libre.

Le premier banc d'essai doté de quatre réacteurs RB-108 répartis en "envergure".
Source: La revue Aviation Magazine International n°482 de janvier 1968.

Le second banc d'essai était une maquette grandeur de l'avion définitif. L'aile est réelle, mais elle ne permettra pas les vols en translation, ceci d'autant mieux que la maquette est dépourvue d'empennages, si l'on veut bien excepter l'embryon de dérive et sa gouverne disposée en haut d'un treillis.

Les moteurs sont les mêmes que ceux de l'avion réel, à ceci près que les nacelles marginales ne contiennent que trois des quatre réacteurs verticaux prévus.

Une première série d'essais eut lieu, l'avion étant articulé au sommet d'un pylône lui donnant les degrés de liberté suffisants pour vérifier l'efficacité des gouvernes par jet et les commandes de vol agissant sur l'orientation des tuyères et la poussée des réacteurs.

Cette phase étant terminé, on arrivera au 7 février 1967, date du premier vol stationnaire libre de ce banc d'essais. Trois jours plus tard, nous l'avons vu, le premier prototype Do-31 E1 effectuait son premier vol conventionnel...

Le banc d'essai n'a pas pris sa retraite pour autant. Il a servi et servira encore à l'expérimentation de diverses solutions de commandes de vol, à l'étude des effets de sol, de recirculation, etc...

Le second banc d'essai groupant les systèmes de commande de vol stationnaire "en vol" sur son pylône.

Le Do-31 E prototypes ont existes et volés. L'un conventionnellement et l'autre verticalement. Les tentatives de transition étaient pour le proche avenir.

Revenons sur leur configuration générale, avant de parler de demain. Chaque appareil était animé par deux sorte de réacteurs. Accroché sous la voilure, non loin du fuselage, on trouve deux réacteurs Bristol Siddeley "Pegasus" qui participe à la sustentation lors des décollages et atterrissages verticaux et assurent, en translation, la propulsion de l'appareil.

En configuration ADAV, les deux "Pegasus" sont assistés des réacteurs Rolls-Royce RB-162 4D de 2 000 kgp disposés en bouts d'aile à raison de quatre par côté.Les tuyères de ces réacteurs sont capables d'être orientées de 15 degrés, soit vers l'avant, soit vers l'arrière. Enfin, ils délivrent l'air comprimé nécessaire au fonctionnement des gouvernes par jet disposées à l'arrière du fuselage et agissant seulement en tangage, soit selon un plan vertical.

Le contrôle en roulis est assuré par simple variation de poussée des réacteurs verticaux, d'un côté sur l'autre. Enfin, en faisant orienter différentiellement les tuyères de ces réacteurs, on obtient le contrôle en lacet. Ceci pour le vol stationnaire et à très basse vitesse, tant que les gouvernes aérodynamique ne sont pas efficaces.

Plan trois vues du Dornier Do-31 E3.

Éclaté du Dornier Do-31 E3.

Source des deux croquis: La revue Aviation Magazine International n°490 de mai 1968.

Si les essais prouvent l'efficacité du système il a été prévu que l'on passe au stade suivant avec un avion opérationnel qui serait le Do-131. Le projet de celui-ci a été établi en utilisant des sources de puissance qui ne sont pas encore en production. Il 'agissait du Rolls-Royce RB-168-25-38 à double flux et fort taux de dilution pour la translation.Les tuyères à vannes directrices permettait à ces deux réacteurs de participer à l'effort de sustentation en configuration ADAV. Chaque nacelle, plus longue, devait recevoir sept réacteurs verticaux RB-162-81 de 2 720 kgp à tuyères orientables de 15°.

En enlevant ces nacelles, on retrouvait un avion de transport conventionnel qui offrait d'excellentes performances. Le train redevenait à roues en tandem, escamotables dans le fuselage, et l'empennage était en T. 

La maquette du Do-131, c'était un projet d'avenir, on mesure bien les étapes franchies.
Source: La revue Aviation Magazine International n°490 de mai 1968.

Au cours des années 1969-1970, à la suite d'accords passés entre le gouvernement de Bonn et la NASA, le Do-31 fut expédié aux Etats-Unis où il fit l'objet d'un programme complet d'expérimentation.

Après avoir étudié un certain nombre de projets d'avions de transport civil ADAV à réaction, les autorités allemandes portèrent leur choix sur une étude réalisée par Dornier et portant la dénomination de Do-231. D'une configuration à peu près identique à celle du Do-31, celui-ci devait être propulsé par deux réacteurs à double flux Rolls-Royce RB.220, les réacteurs de sustentation, au nombre de douze, étant répartis entre le fuselage avant et arrière, d'une part, et deux grandes nacelles situées aux extrémités de la voilure, d'autre part.

La version civile devait être en mesure d’accueillir une centaine de passagers (Do-231C), tandis que la version militaire, baptisée (Do-231M), aurait dû recevoir un train d'atterrissage modifié et un fuselage arrière allongé comportant une rampe de chargement. Aucun de ces projet ne vit cependant le jour.

Dessins des Dornier Do-231C et Do-231M.
Source: La revue le Fana de l'Aviation n°213 d'août 1987.


"" Caractéristique du Do-31 E""

Envergure : 18,06 m.

Longueur : 20,70 m.

Hauteur : 8,53 m.

Surface alaire : 57 m².

Poids à vide : 22 500 kg.

Poids total : 27 500 kg.

Charge utile : 3 000 kg (ADAV) et 5 000 (ADAC).

Vitesse de croisière estimée à 6 000 m : 650 km/h.

Vitesse ascensionnelle : 19 m/s.

Plafond pratique : 10 700 m.

"" Caractéristiques du Do-131 ""

Envergure : 24,83 m.

Longueur : 24,60 m.

Hauteur : 8 m.

Allongement : 7.

Surface alaire : 88 m².

Charge utile : 4 900 kg (Do-131 A) - 7 100 kg (Do-131 B).

Poids total au décollage en ADAV : 37 630 kg.

Poids total en ADAC : 41 000 kg.

Vitesse de croisière calculée : 850 km/h. 

"" Le Dornier Do-231 E3 en maquette ""

Les photos sont de M. Alain BERTINI et de moi-même. 

 

Jean-Marie