Le vol vertical, les avions V.T.O.L.

"" The best time in aviation ""

Maquette faite tout en scratch à l'échelle 1/48.

Historique : Le livre Histoire de l'Aviation par René CHAMBE aux éditions Flammarion 1972.

Je présente tous mes sincères remerciements à l'éditeur qui m'a permis de réaliser cet article sur cette époque où l'aviation prenait vraiment son envol, merci à vous.

Réalisation de cette superbe maquette et diorama sur le Mirage  III V n°1 par M. Jean-Yves BLIN-COMBE.

Les photos sont de l'exposition d'Amnéville en 2017.

Historique : On touche là à l'une des plus belles conquêtes du plus lourd que l'air. Elle s'est échelonnée sur six années, de 1957 à 1963. Aujourd'hui, elle est inscrite à l'actif de la construction aéronautique. Elle est entrée dans les faits.

Depuis l'origine de l'aviation, une servitude inexorable frappait l'avion, avant de se sustenter dans l'atmosphère, il était obligé de courir d'abord sur le sol, afin de s'affranchir de la force de la pesanteur. Cette manœuvre était un aveu d'impuissance, une infirmité dont il était frappé du fait de l'insuffisance de sa force motrice.

Infirmité dangereuse et coûteuse. Dangereuse, car le décollage et l'atterrissage par roulement à grande vitesse sur le sol étaient une source d'accidents; coûteuse par l'obligation d'acquérir de vastes étendues et d'y aménager, en ciment, de longues pistes d'envol, à proximité des agglomérations, où le terrain est toujours cher.
Le jour où seraient enfin construits des moteurs capables de vaincre face à face la pesanteur, sans tricher, le problème serait résolu. Le plus lourd que l'air décollerait à la verticale, sans avoir besoin de rouler même un seul mètre sur le sol. C'était trop demander à la technique moderne.
Certes, l'hélicoptère avait, à sa manière, trouvé une solution. Mais elle était frappée d'interdit. L'hélicoptère échappait à une infirmité pour tomber dans une autre. S'il réussissait à décoller à la verticale à l'aide des pales de son rotor, lorsqu'il était en vol la rotation de ce système était incapable de lui assurer une vitesse autrement que faible.
Ayant, dans l'épreuve du décollage, surclassé l'avion, obligé de courir ridiculement sur le sol, il devenait à son tour ridicule lorsqu'il s'agissait de se rendre d'un point à un autre par voir des airs. Il n'avançait pas.
Il fallait trouver un générateur de puissance nouveau, susceptible d'être utilisé à la fois pour décoller à la verticale et voler à l'horizontale à très grande vitesse. N'était-ce pas poursuivre la quadrature du cercle ?

"" Les descendants de l'Atar-Volant ""

Or, un jour... le 1er juin 1957, au Salon de l'Aéronautique, eu Bourget, un engin extraordinaire, ayant la forme d'un grand et gros cylindre, haut de 8 mètres, reposant verticalement sur le sol, à l'aide d'un châssis quadripode de tubes métalliques muni d'amortisseurs, fut présenté pour la première fois au public par la S.N.E.C.M.A. (Société Nationale française d'Etudes et de Construction de Matériel Aéronautique.) C'était, on s'en souvient, l'Atar Volant. (Sur le sujet voir le blog en date du 20/01/2015).
L'Atar Volant réussit à décoller strictement à la verticale, décrivit un large circuit, à quinze mètres d'altitude, et revint se poser à son point de départ.
A cette vue, la foule fut frappée de stupeur. Les constructeurs présents, français et étrangers, ne cherchèrent pas à dissimuler leur admiration, leur enthousiasme. Une grande victoire venait d'être remportée. La pesanteur était vaincue, et vaincue de pied ferme. Une révolution était en marche. Elle conduirait un jour jusqu'aux astres.
Par le miracle de sa seule poussée, le turbo-réacteur Atar avait triomphé à la verticale de son propre poids, du poids vertigineusement juché à son sommet, sur un étroit strapontin. Si, en l'air, la force de poussée de ce réacteur pouvait être orientée et utilisée pour le vol horizontal (et il n'y avait aucune raison pour qu’elle ne le fût pas), le problème serait résolu. Les avions décolleraient à la verticale.
Ce jour du Bourget était donc un grand jour. Il ouvrait sur une perspective longtemps attendue, longtemps espérée, mais toujours différée.
Il fallait maintenant passer aux applications pratiques.
Quatre hommes seulement avaient piloté l'extraordinaire appareil, trois pilotes du C.E.V. (Centre d'Essais en Vol) de Melun-Villaroche, dont Morel, le chef-pilote bien connu, et, fait sans précédent, un rédacteur aéronautique, déjà en renom, et aujourd'hui très écouté, Pierre Voisin.
Ses avis et ses études faisaient déjà prime dans la presse mondiale. Sa clairvoyance en faveur du vol à la verticale n'a pas été étrangère à l'avance prise par la construction française dans ce domaine et la mise au point de sa meilleure solution.
Cette meilleure solution, l'image en est donnée, en 1963, par l'avion français Balzac, préfigurant lui-même le Mirage III V, véritable bénéficiaire de la formule Balzac.  

Cet avion expérimental, un A.D.A.C. français, était une version modifiée du chasseur Mirage de Dassault. Il reçut le nom de Mirage III-V.

Source: L'Encyclopédie de l'Aviation aux éditions CIL Beaux Livres 1980. 

Soixante ans après le vol historique de l'Atar Volant, père incontesté du vol vertical, les principales puissances aéronautiques étaient résolument engagées dans la construction d'avions décollant à la verticale. L'apparition du turbo-réacteur, dont la puissance de poussée laisse loin derrière elle celle des moteurs à hélice, en permet aujourd’hui la mise au point.

Si les Etats-Unis et l'Angleterre ont réalisés des types de réacteurs de premier ordre (telle la famille Rolls-Royce et Pégasus), on peut considérer que leurs tâtonnements en face du vol à la verticale leur ont fait prendre du retard.
La S.E.C.M.A. et Sud-Aviation ont eu, au contraire, tout le temps de se livrer à des études maintes fois modifiées. L'Atar Volant, devenu pièce de musée, à été remplacé par le Coléoptère, prévu pour le vol horizontal. Si la S.E.C.M.A. avait de l'avance dans l'utilisation rationnelle du turbo-réacteur pour le vol des avions à la verticale, elle le devait en grande partie à ses recherches du freinage à l'atterrissage, à l'aide de ses fameux inverseurs de jet, dont nous ne rappellerons pas ici le détail.(Sur le sujet voir le blog en date du 25/01/2016).
Cependant, d'autres puissances aéronautiques s'étaient attelées au problème. Les Américains avaient durant un temps, semblé prendre la tête avec les recherches de Convair, de Ryan et surtout de la N.A.S.A. Mais ils s'égarèrent dans des techniques incorrectes, par suite surtout de la faiblesse du rapport poussée-poids de leurs premiers réacteurs, qu'ils cherchèrent à pallier par des méthodes empiriques conduisant à l'impasse.

"" Applications militaires du vol à la verticale ""

Un sigle international a été adopté pour désigner les engins à essor vertical, c'est le sigle V.T.O.L. (Vertical Take Off Landing). On peut dire que nulle part l'étude des avions V.T.O.L. n'était plus poussée qu'aux Etats-Unis, mais la France et la Grande-Bretagne, bien que disposant de moyens financiers moins importants, étaient mieux placées dans la compétition. Ceci tient à ce que les chefs d'état-major de l'U.S. Army, de l'Air Force et de la Navy ont jugé les premiers prototypes présentés trop révolutionnaires, alors qu'en Euripe les autorités militaires ayant participé aux concours de l'O.T.A.N. se sont montrés moins réservés.
La construction américaine ne s'en est pas tenue à l'utilisation des seuls réacteurs, mais au système des hélices carénées, pouvant pivoter vers le haut de plus de 90°, entraînées par des turbo-moteurs General Electric T 58. C'est le cas de l'appareil Bell X-22A. Sont à citer aussi le Chance Vought / Hiller / Ryan XC-142 à aile pivotante de 100°, décollant à la verticale, l'aile tourne vers le haut; le Lockheed XV-4 A utilisant la poussée de turbo-réacteurs dont l'amélioration de puissance est obtenue au moyen de chambres de mélange installées dans le fuselage; le Ryan XV-5 A équipé de deux turbo-réacteurs General Electric J 85, etc...
Il n'est pas dans le rôle d'une Histoire de l'Aviation de descendre dans le détail des caractéristiques techniques des appareils, elle doit se borner à établir l'historique de leur existence et de leur emploi.
Ces différents avions américains sont subsoniques, leur vitesse ne dépassant pas 700 ou 800 km/h. Ils sont surclassées par les avions V.T.O.L. européens.  
  

Quel contraste entre ces deux appareils Bell à décollage et atterrissage verticaux : le convertible X-22 A à hélices carénées basculantes et le Bell 47, hélicoptère classique. Sur l'un, quatre petites hélices, sur l'autre un rotor grand diamètre.

Source: La revue Science et Vie numéro hors-série Aviation 1967.

Avion américain Hiller X-18 à décollage vertical    (Photo U.S.I.S.).
Source: Histoire de l'Aviation par René CHAMBE aux éditions Flammarion 1972.  

Les techniques de décollage et d'atterrissage verticaux ou courts, ADAC/ ADAV / ou V/STOL, ont été très diverses. Ci-dessus, le XC-142 de Ling-Temco-Vought, de Dallas (Etats-Unis). Il utilisait des moteurs "basculants", alors qu'en réalité c'est tout le plan alaire qui pivotait. Il pouvait décoller avec des charges utiles de 5 à 6 tonnes.

Source: L'Aviation aux éditions Robert-Laffont-Grammont 1975.

Le Lockheed XV-4 A "Hummingbird" de l'U.S. Army avait réussi, le 20 novembre 1963, ses premières transitions à Fort Benning (Georgie), grimpant à 3 000 m en 58 secondes et revenant se poser verticalement à son point de départ.

Source: La revue Aviation Magazine n°386 de janvier 1964.

Le Ryan XV-5B version évoluée du XV-5A, était équipé de deux turbines General Electric J-85, en cours d'essais au sol  (photos Henry Artof)

L'Angleterre avait mis en ligne dans cette catégorie, un avion remarquable, le Hawker-Siddeley P-1127 équipé d'un réacteur unique, assurant à volonté une poussée verticale pour assurer le décollage et une poussée longitudinale pour le vol horizontal. Ce turbo-réacteur est fixe, mais la poussée du jet peut être dirigée à l'aide de quatre tuyères orientables. Ce turbo-réacteur à double flux est un Bristol Siddeley BS-53 Pegasus. Les quatre tuyères sont reliées par une commande permettant au pilote de les diriger vers le bas, ou l'arrière, selon qu'il s'agit de décoller à la verticale ou d'avoir recours au vol classique normal. Ces variations, en vol, n'étaient-elles pas inquiétantes du point de vue sécurité ?

Le Hawker-Siddeley P-1127 était un chasseur supersonique militaire. Sa vitesse avoisinait le Mach 2. présenté au meeting de Farnborough, il avait été très remarqué pour son décollage, sa possibilité de s'immobiliser en l'air (vol stationnaire) et son excellente maniabilité. Les armées de l'Air anglaise, américaine et allemande en ont commandé chacune trois exemplaires, au titre de l'accord tripartite expérimental. Son armement et son équipement sont, bien entendu, secrets. Cet avion était toujours valable.  

Les essais opérationnels du HS-1127 "Harrier" ont prouvé abondamment l'aptitude de l'avion à opérer à partir de clairières. (Doc. HS.)

Source: La revue Aviation Magazine International n°498 de septembre 1968.

Le Pegasus de Bristol-Siddeley était un turboréacteur double-flux muni de quatre tuyères pivotantes et qui avait trouvé sa première application sur le P.1127 "Krestel" à décollage vertical. Les tuyères, suivant leur orientation, pouvaient assurer la sustentation pour l'envol vertical, la propulsion en vol horizontal et aussi le freinage précédant l'atterrissage à la manière d'un inverseur de poussée.

Source: La revue Science et Vie numéro hors-série Aviation 1965.

Dans le même temps en France, la firme Dassault-Sud-Aviation présente son Balzac, chef de file des Mirage III V qui en dérivent. Fils et petit-fil de l'Atar et et du Coléoptère, le Balzac était un avion remarquable dont on devait qu'il devait surclassé le Hawker-Siddeley P-1127. 

Le système employé pour la force motrice était entièrement différent de celui du Hawker. Le décollage à la verticale était assuré par une batterie de huit réacteurs Rolls-Royce fixes, répartis en deux groupes de quatre, de chaque côté du fuselage, assurant une poussée de 7 200 kg.

Le Balzac ayant un poids en charge de 6 500 kg, le décollage était parfaitement aisé.

L'avion à peine en l'air, le pilote éteint les huit réacteurs Rolls-Royce et passe sur un seul gros réacteur du fuselage T.F.-106 de la S.N.E.C.M.A., de 9 000 kg de poussée, installé dans le fuselage et assurant le vol de translation. La vitesse horizontale de Balzac atteint Mach 2,2, nettement supérieure à celle du Hawker.

Comme  lui, il était capable de s'immobiliser complètement en l'air et d'atterrir à la verticale avec la plus grande douceur.

Ses versions militaires en faisaient un redoutable appareil de combat. Confronter le Hawker-Siddeley P-1127 avec le Balzac, ou son fils, le Mirage III V, permettait de mesurer les progrès considérables réalisés en moins de cinq ans par la construction aéronautique. L'armement et l'équipement des Mirage III V étaient, comme ceux du Hawker, strictement secrets.

Point fixe du Mirage III V 01 à Melun. Les persiennes des écopes sont ouvertes. Divers câbles de servitude sont reliés à l'avion, aussi retenu par une forte chaîne. Cette chaîne tirait l'avion vers le bas comprimant les amortisseurs; ainsi, lorsque l'avion était libéré, les amortisseurs, en se détendant, repoussaient l'avion vers le haut pour faciliter son décollage vertical.

Source: La revue le Fana de l'Aviation n°338 de janvier 1998.

Deux plans au 1/20 du Mirage III V.  Source: Collection personnelle de M. Jean-Yves BLIN-COMBE.

D'autres puissances aéronautiques que les Etats-Unis, l'Angleterre et la France, se préoccupaient de la mise au point du vol vertical pour les avions. L'Allemagne, a mis aux essais un prototype, le VJ -101-XI, équipé de deux réacteurs orientables (un à chaque bout d'aile). Ces réacteurs pouvaient pivoter autour d'un axe, de manière à être utilisés, dans leur position verticale pour le vol vertical, et, dans leur position horizontal, pour le vol en palier.

L'aspect de cet appareil était peu engageant. La sécurité du système semblait laisser à désirer.

Le prototype de l'appareil allemand VJ-101-XI.

Source: Les avions (1001 photos) aux éditions Solar 2006.

Quant à la Russie, enfermée à son habitude dans un mystère dont le souci touchait à l'obsession, il est certain qu'elle travaillait elle aussi, à la solution du vol vertical. Peu de renseignements transpirent sur les résultats de ses travaux.

On croit seulement savoir qu'un Illiouchine expérimental, équipé de batteries de turbo-réacteurs, décollant et atterrissait à la verticale. Sa vitesse en palier était sans doute sensiblement inférieure à celle du Hawker britannique et surtout à celle du Balzac français. (Sur le sujet voir le blog en date du 29/07/2017). Les ingénieurs russes, à l'instar des ingénieurs américains, se sont plutôt penchés avec intérêt sur la solution du vol à la vertical à l'aide de moteurs équipés d'hélices carénées, ou pivotantes, solution délicate et jusqu'à présent peu rentable.

Le soin qu'apportaient les principales firmes aéronautiques du monde à la mise au point du vol vertical pour les avions suffit à en souligner l'intérêt.

Du point de vue militaire, les conséquences de cette découverte ont conduit non seulement à un bouleversement, mais à une véritable révolution de la tactique et de la stratégie de guerre aérienne et, en conséquences, de celles des autres armes.

C'est ainsi que les avions de combat le plus redoutables pourront désormais s'affranchir des pistes de ciment, fatalement connues de l'ennemi et si vulnérables à ses coups. Ils pourront se disperser à l'infini dans la nature, se dissimuler n'importe où, dans un bois, une cour de ferme, un jardin, à l'ombre d'un mur, ou sous un arbre. Ils décolleront à la verticale et, aussitôt en l'air, pourront de leurs qualités offensives : vitesse, maniabilité, armement.

Une escadrille entière de chasseurs-bombardiers ou d'intercepteurs pourra s'éparpiller et se camoufler au milieu des champs, prête à recevoir l'ordre de départ. Elle sera en mesure de brusquement se regrouper et d'intervenir, toutes forces réunies, d'une manière foudroyante.

Du point de vue militaire, l'apparition du vol à la verticale représente non seulement une nouveauté mais une révolution.

"" La documentation personnelle de Jean-Yves ""

Le turbo-réacteur Rolls-Royce RB-162.

Le siège éjectable

                                                                              

 

Les planches des sections qui lui on permis de faire le moulage de la maquette.

"" La superbe maquette en scratch "" 

Ce que je déplore quand je fais une exposition ou que je vais voir une exposition, (certains visiteurs). Aucune critique sur ses personnes, mais simplement leur vision des choses, (c'est à dire, on rentre et on sort aussi vite de l'exposition, aucun regard, aucune question).

Cette maquette je l'ai vu de loin à l'exposition d'Amnéville les 23 et 24 septembre de cette année. Il y a eu chez moi comme une aimantation de ma personne sur ce très beau travail. Durant les deux jours, la maquette a été regardée plusieurs fois, photos, questions à son réalisateur, plusieurs fois Jean-Yves a eu des compliments de ma part, du talent à revendre tellement il en a. Sur son stand, il y avait d'autres superbes maquettes (Alouette III, Super Puma etc... toutes détaillées, de la perfection, du savoir et du génie.

J'avais proposé à Jean-Yves de mettre cette maquette au concours, mais il m'a montré deux défauts à l'arrière de la maquette, évidemment les hommes du concours auraient certainement vu ses défauts (c'est du scratch), peu importe moi je l'aurai mis rien que pour la vision.

Bravo Jean-Yves, superbe ton travail sur tes maquettes, merci pour tes explications et surtout le grand moment en parole que tu m'as accordé, merci aussi pour la documentation.

Je laisse découvrir aux lectrices et lecteurs le travail d'un passionné, un maquettiste aux doigts de fée...   

Jean-Yves / Jean-Marie