L'histoire du Tupolev Tu-144 "Charger".

«Сверхзвуковая эра была открыта»

Maquette Revell au 1/44.  Référence : RE 4871.

Historique : La revue Science et Vie numéro hors-série par Roland de Narbonne Aviation 1969. 
Les avions de transport civils par Kenneth Munson aux éditions Fernand Nathan 1972.
La revue Aviation Magazine International n°507 de février 1969.






Réalisation maquette et diorama par un maquettiste du club de Jemeppe Modéliste (Belgique).
Les photos sont de l'exposition de Thionville (57) France en 2018.

Historique : L'ère du transport supersonique c'est ouverte un jour pour la clientèle des lignes aériennes, mais cela n'aura pas été sans mal. "Concorde", le "Tu-144", le "SST" (Super Sonic Transport) américain ont une gestation difficile, qui n'est d'ailleurs pas encore terminée pour le dernier. Les parents de "Concorde", de surcroît, n'ont guère été encouragés ni réconfortés dans leurs efforts. Leur optimisme a été sévèrement critiqué, d'autant que les frais se sont additionnés pour atteindre des sommes vertigineuses. Mais l'enfant est là et il faudra assurer sa croissance.

Car le premier vol, intervenu avec juste un an de retard sur les prévisions, n'est qu'une étape. Que les deux prototypes de "Concorde" aient volé a élargi le champ de travail mais ne l'a pas déplacé. Si la mise au point en vol va permettre de mieux définir les avions de série, il reste aux bureaux d'études beaucoup à faire pour amener "Concorde" au stade d'un outil utilisable.

Sur le sujet du "SST" voir le blog en date du 22/09/2016.
Sur le sujet du "Concorde" voir le blog en date du 10/03/2012.


Il était évident, même sans confirmation officielle, que l'Union Soviétique ne resterait pas en dehors de la course à l'avion de transport supersonique.
La confirmation vint au Salon de l'Aéronautique de 1965, où les Russes exposèrent un modèle de leurs projet Tu-144; Andrei Tupolev annonça lui-même le départ de la course en affirmant publiquement qu'il souhaitait voir son avion prendre l'air avant le "Concorde" franco-britannique, dont le premier vol était prévu pour février 1968. Il existe en fait une grande similitude de forme entre le "Concorde" et le Tu-144, qui sont dotés tous deux d'aile delta à double courbure et d'un nez pivotant basculant vers le bas lors de l'atterrissage et comportant des panneaux de visibilité pour le vol supersonique. La principale différence réside dans les groupes propulseurs; le Tu-144 est équipé de quatre turboréacteurs double-flux "Kuznetsov" montés sous le ventre de l'appareil et comportant une entrée d'air à géométrie variable pour chaque paire de moteurs. 

Un entretien avec Alexei A. Tupolev, fils du grand constructeur soviétique, et responsable du programme Tu-144, nous a permis d'obtenir les précisions suivantes. Le prototype 01 du Tu-144 avait effectué, au 6 juin, 20 vols d'essais représentant environ 40 h de vol. On devait apprendre que, le 8 juin ce même prototype avait, pour la première fois, franchi le mur du son.

Voici quelques chiffres comparatifs entre le Tu-144 de série et "Concorde" de série : Envergure : 23 m (25,60 m); longueur : 60 m (58,84); surface alaire : 370 m² (358,25 m²; poids total au décollage : 130 000 kg (166 500 kg); passagers : 120 (132); poussée unitaire des réacteurs avec réchauffe : 15 900 kgp (17 500 kgp); vitesse de croisière : Mach 2,05 (Mach 2,2).

Conformément à l'habitude soviétique, la production de série a commencé en même temps que les premiers vols du prototype. Cette méthode, qui offre certains inconvénients en cas de modifications importantes découlant des essais en vol, permet, par contre, de raccourcir considérablement les délais de mise en exploitation. La photo a été prise sur l'aérodrome de Cheremetievo près de Moscou, lors d'une présentation réservée à la presse.

Source: La revue Aviation Magazine International n°517 de juillet 1969. 

Le réacteur soviétique "Kuznetsov" NK-8-4 à double-flux. Le compresseur est du type axial à double corps. Il commande 4 étages et 6 étages HP (les deux premiers étages du compresseurs BP comprennent la soufflante). La turbine comporte deus étages HP et un étage BP. La tuyère est tu type à section fixe.
Caractéristiques : Longueur : 5 100 mm. Diamètre : 1 442 mm. Poids à sec (sans accessoire ni inverseur de poussée) : 2 200 kg. Poids à sec (sans accessoire avec inverseur de poussée) : 2 400 kg.
Performances : Poussée statique : 10500 kgp; (régime du compresseur HP  : 6 950 t min. Consommation spécifique : 0,59 kg/kgp/h). Poussée nominale : 8 850 kgp (régime du compresseur HO : 6 680 t/min, consommation spécifique : 0,59 kg/kgp/h). Poussée de croisière (à 11 000 m et 850 km/h) : 2 750 kgp (consommation spécifique : 0,78 kg/kgp/h.
Une version détare, le NK-8-2 de 9 500 kgp, équipe le triréacteur de transport Tupolev Tu-154.

Source: La revue Aviation Magazine International n°481 de décembre 1967.

Le choix de turbofans, moins économiques que les turboréateurs aux vitesses supersoniques n'est pas si curieux puisque le Tu-144 survolera essentiellement des régions habitées où entre en considération le facteur bruit, moins important pour le turbofan que le turboréacteur. Malgré la longueur des nacelles, les moteurs sont logés à l'arrière de la cabine afin d'y réduire les bruits et les vibrations.

Différentes versions du réacteur NK-8 sont étudiés, dont certaines avec post-combustion pour augmenter la vitesse ascensionnelle. Les réacteurs choisis comporteront des inverseurs de poussée et seront appelés NK-144 à l'instar du nom de l'avion. Il est vraisemblable que Tupolev a suivi l'exemple de BAC/Sud (avec le BAC-221) en étudiant l'aile du Tu-144 sur un appareil déjà existant. En 1966, la capacité du Tu-144 fut quelque peu réduite : le modèle original, présenté au Bourget avait un fuselage comportant à l'avant une cabine de 36 places, au milieu le galley, et à l'arrière une cabine de 90 places. 

BAC Type 221, extrapolé du Fairey Delta 2, le BAC 221 était doté d'une voilure en delta ogival dont la forme rappelait celle de "Concorde". Pourvu d'un système d’auto-stabilisation sophistiqué, cet appareil fut testé de manière intensive. L'Union soviétique réalisa l'A-144 "Analog" aux mêmes fins.

Source:Avions et Pilotes n°10 aux éditions Atlas 1989.

En juin 1966, Andréi Tupolev fit mention d'un avion de 121 places, et les derniers détails connus à le mi-1971 montraient deux aménagements possibles pour 18 ou 40 passagers à l'avant de la cabine, avec des sièges pour 80 dans les deux cas à l'arrière. En service commercial, l'avion aura un équipage de trois personnes.
L'ambition de Tupolev de battre "Concorde" en vol a été réalisée le 31 décembre 1968, quand le premier prototype du Tu-144 (CCCP-68001) devint le premier avion de transport supersonique à voler. C'était également la première fois que les moteurs NK-144 étaient essayés en vol. Le 21 mai 1970, l'avion fit ses débuts en public sur l'aéroport de Moscou-Sheremetievo et cinq jours plus tard, il devint le premier avion de transport supersonique du monde à voler à plus de Mach 2, atteignant ainsi une vitesse de 2 150 km/h.

Le pilote d'essais russe Eduard Elian.

Ainsi donc, comme il était prévisible, le Tupolev Tu-144 a volé avant "Concorde".

Ce premier vol de 38 minutes (deux larges tours de piste) a eu lieu le 31 décembre 1968. Au commande, le pilote d'essais émérite Eduard Elian.

Au sol, deux témooins attentifs : MM. Tupolev père et fils. Ils ont gagnés la première manche. Qui gagnera la seconde, à savoir la mise en service sur les lignes aériennes ? Sur le plan technique, on remarquera la forme particulière du bord d'attaque, sensiblement différente de celle de "Concorde", le nez pivotant (12° vers le bas au décollage et à l'atterrissage), le train d'atterrissage comportant non moins de 24 roues gonflée à 13 kg/cm², le diabolo avant dont les roues ont le même diamètre que celles du train. (Photos APM et AP).  

Source des deux photos: La revue Aviation Magazine International n°506 de janvier 1969.

Avant que douze autres mois se soient écoulés, quand il fit sa première apparition devant le public occidental au Salon de Paris en 1971, le Tu-144 avait atteint des vitesses de 2 440 km/h au cours de ses essais. A ce moment-là, on déclara qu'un seul avion avait volé, mais un mois ou deux plus tard, des informations laissaient entendre que deux autres Tu-144 avaient été construits et qu'ils voleraient en 1971-72. Ces derniers seront probablement des avions de pré-série et ils pourraient comporter plusieurs modifications telles que des moteurs plus puissants avec des entrées d'air plus efficaces, un bord d'attaque modifié et des bords marginaux d'une forme améliorée.

Le premier avion de série devrait être terminé à la fin de 1972, l'entrée en service à l'Aeroflot intervenant en 1973-1974. La compagnie aérienne soviétique a déclaré que le Tu-144 serait exploité sur le réseau intérieur à des vitesses subsoniques pendant environ 40% ; il sera aussi exploité sur les lignes internationales et pourra être exporté.

Les observateurs occidentaux pensent que l'appareil soviétique, bien qu'il soit sur de nombreux points moins raffiné que ne l'est le "Concorde", possède de plus grandes possibilités "d'allongement" que l'appareil franco-anglais.

Le prototype du Tu-144 n'avait pas les performances escomptées et un important programme de modifications fut  donc entrepris.

Source: Les avions de ligne par William Sweetman aux éditions Princesse 1979.

Le Tupolev Tu-144 au Salon aéronautique de Hanovre (le même avion ci-haut).

Source: L'Aviation aux éditions Robert Laffont - Grammont 1976.

"" Tous premiers vols du Tu-144 ""

Source : La revue Aviation Magazine International n°507 de février 1969.

par Jacques MARMAIN, assisté de Jean-René GERMAIN.

Pour la petite histoire, c'est par un bien singulier dialogue qu'a été donné le feu vert du premier vol du Tu-144, le 31 décembre 1968, sur un aérodrome moscovite. "Ni poil ni plume !" lance Tupolev à l'équipage d'essai (c'est une formule populaire pour souhaiter bonne chance). Et la tradition veut qu'on y réponde par un vigoureux "Va te faire f...", ce dernier fut fait par E. Elian, le premier pilote. Mais restons sérieux.

C'est vers le 15 décembre que le Tu-144 a effectué ses premiers essais de roulage au sol, quatre pour être précis, comportant accélérations et freinages et, le 20 décembre, tout était prêt pour le premier vol. Malheureusement d'exécrables conditions météorologiques empêchèrent de respecter la date prévue. Et ce fut, pour tous, une longue attente de 11 jours. Le 31 décembre au matin, la météo annonce enfin une légère amélioration pour le milieu de la journée. Par précaution, la Direction des Essais en Vol fait alors décoller un Tu-144 chargé de reconnaître le circuit prévu pour le Tu-144. Ce vol de reconnaissance ayant été positif, l'autorisation de décoller est donnée à Elian. Le Tu-144 refait alors quatre essais d'accélération-freinage, puis vient s'aligner en bout de piste, à 13 h 20.

. 13 h 25 : Ultimes essais des réacteurs et check-list qui dure 7 minutes.

. 13 h 32 : Elian lâche les freins et égrène les vitesses : 80... 100... 150. L'appareil décolle en 25 secondes, sans utilisation de la réchauffe.

. 13 h 37 : A une altitude qui n'a pas été précisée, le Tu-144 se met en palier et amorce un large virage qui doit le ramener dans l'axe de la piste.

. 13 h 52 : Elian effectue une approche et un simulacre d'atterrissage. Il défile tout le long de la piste en battant lentement des ailes et reprend de l'altitude. A ce moment, les conditions météorologiques se dégradent brusquement et le Directeur du Contrôle, A.P. Iakimov, demande au Directeur des Essais en Vol s'il faut interrompre l'essai. Elian, interrogé, répond que la visibilité est suffisante pour continuer son programme. Il effectue le second circuit.

. 14 h 10 : Il se pose, après 38 minutes de vol, accueilli par les cris de joie de tous les techniciens et officiels présents, parmi lesquels on pouvait reconnaître Andréi N. Tupolev, "constructeur général", Alexei A. Tupolev, son fils, "constructeur principal" et A. A. Kobzarev, vice-ministre de l'Industrie aéronautique.

L'approche finale ne s'est pas faite conformément au plan prévu. Il apparaît en effet que les pilotes ont été surpris par la finesse de l'avion (il est vrai peu chargé) et le Tu-144 a franchi la balise d'entrée de piste à une altitude deux fois supérieure à celle prévue. L'avion a ensuite refusé le sol et Elian à dû le"décrocher" eu sèchement pour le poser. Tupolev dément formellement à ce sujet que les deux parachutes-freins aient été utilisés.

La totalité du vol s'est effectué train sorti et nez baissé et la vitesse maximale n'a pas dépassée 500 km/h. On remarquera d'ailleurs, et c'est logique, que le programme d'essai de ce premier vol est très semblable, dans ses grandes lignes, à celui prévu pour "Concorde". Le dépouillement des bandes des enregistreurs a été terminé deux jours plus tard et ils indiquent que les performances basse vitesse (atterrissage et décollage) sont meilleures que celles prévues par les calculs. Par ailleurs, la réponse aux commandes a été jugée excellente et agréable par les pilotes.    

L'atterrissage du Tu-144, l'appareil aborde l'entrée de piste à hauteur de sécurité, nez baissé et position des boggies indiquant l'impact très proche.

Source: La revue Aviation Magazine International n°507 de février 1969.

Pendant tout son premier vol, le Tu-144 a été accompagné par trois avions : un Tu-124 pour les prises de vues, un chasseur MiG-21 piloté par Igor Volk, et une maquette volante pilotée par Oleg Gudkov.

Cette maquette volante est, en fait, un MiG-21 PF comportant une voilure à flèche composée, homothétique de celle du Tu-144. Elle ne possède évidemment pas de stabilo, contrairement à l'avion de chasse. Cet appareil expérimental a été construit pour vérifier les calculs de traînée et de portance de la voilure et mettre au point les élevons. Les techniciens soviétiques ont précisé que les problèmes de centrage avaient été difficiles à résoudre. Notons à ce sujet qu'ils avaient peu d'expérience du delta pur supersonique. En effet les seuls avions à voilure delta en service sont les chasseurs MiG-21 et Su-9. Or l'un et l'autre sont empennés. Le MiG "Analog", une fois mis au point, a servi ensuite à l'entraînement des pilotes Elian et Kozlov qui disposaient, également, d'un simulateur de vol.

"" Informations techniques ""

. Conformément à leur habitudes, les soviétiques ont construit en même temps, plusieurs exemplaires du Tu-144 (probablement cinq).

. Une cellule complète a été consacrée aux essais statiques et à la mise au point des systèmes. Ils représentent 10 millions de kilomètres de vol fictif (environ 5 000 heures).

. La cellule a été calculée pour 30 000 heures d'exploitation.

. Les systèmes de pressurisation et de conditionnement de la cabine sont doublés. Les circuits hydraulique sont triplés. A 20 000 mètres d'altitude de rétablissement de la cabine est de 2 400 mètres.

. L'équipement électronique représente 50% du coût total de l'avion. Il comporte un calculateur analogique couplé au système de navigation, à la centrale aérodynamique, au pilote automatique, à la commande de géométrie variable des entrées d'air. Le vol est ainsi automatisé à 90% (calcul de la trajectoire et de la consommation de combustible, pilotage automatique, atterrissage sans visibilité).

Des bandes magnétiques pré-enregistrées sont utilisées pour certaines manœuvres.

. 10 000 pièces en plastique entrent dans la construction de l'avion.

     

Le bord de fuite comporte, de chaque côté, quatre élevons commandés chacun par deux servo-commandes hydrauliques. Les deux réacteurs intérieurs sont munis de tuyères à section variable, cependant que les deux extérieurs montrent le système d'inversion de poussée. Notons encore le train principal à triple boggie, soit douze roues de chaque côté. L'ensemble s'escamote dans la voilure, les trappes d'obturation comportant les bossages correspondant aux boggies. Tuyères et arrière du fuselage sont en titane.

Source: La revue Aviation Magazine International n°507 de février 1969.

La structure est en alliage léger et comporte des panneaux à raidisseurs incorporés, réalisés soit par fraisage, soit par usinage chimique. L'acier et le titane sont employés pour les bords d'attaque, les élevons, la gouverne de direction et pour la protection du fuselage à la sortie des réacteurs. Le revêtement est en alliage d'aluminium de type VAD-23.

Le Tu-144 avait effectué son deuxième vol le 8 janvier et qu'il avait tenu l'air 50 minutes. Son programme d'essais comportait des virages et des accélérations en montée. C'est au cours de ce vol que, pour la première fois, le nez basculant a été relevé. L'appareil était accompagné du MiG "Analog" et d'un Tu-124 dans lequel avaient pris place de nombreux journalistes.

"" L'alliage VAD-23 "" 

Comme "Concorde", le Tu-144 utilise, pour son revêtement, un alliage d'aluminium, le VAD-23. Il a été mis au point par O.S. Botchvar de l'institut de Technologie Aéronautique de Moscou, par M. E. Dritz, E. S. Kadaner de l'Institut de Métallurgie, et A. A. Baïkov de l'Acadimie des Sciences de la R S S d'Ukraine. Il est composé d'un alliage aluminium + cuivre auquel on a ajouté 1 % de lithium et 0,1 % de cadmium. Des travaux sur la soudure du VAD-23 ont été effectués à l'Institut de Soudure électrique O.E. Potone de l'Académie des Science de la R S S d'Ukraine. Le document représente la microstructure d'une feuille d'alliage VAD-23 artificiellement vieilli (grossissement 31 500 fois).

Source: La revue Aviation Magazine International n°507 de février 1969.

"" L'équipage d'essais ""

1er pilote : Eduard V. Elian. "Pilote d'essai émérite", cet ancien metteur au point de chez Lavotchkine a, entre autres, effectué le premier vol du Tu-134.

2e pilote : Mikhail V. Kozlov. Pilote d'essai de première classe. Il a participé aux essais et aux présentations en vol de Tuchino et de Domodiedovo des Tu-104, Tu-124 et Tu-134.

Ingénieur de vol : Iouri T. Seliverstov.

Ingénieurs d'essais : Vladimir N. Benderov. Il a participé aux essais des Tu-104, Tu-114, Tu-124.

Pour les liaisons radio sol-air, l'indicatif de la station était "Bereg" (Rivage) et celui de l'avion "Delfin" (Dauphin). L'équipage d'essais disposait de sièges éjectables, des panneaux individuels d’évacuation largables ayant été prévus dans le toit du fuselage.    

Prototype de l'avion de transport supersonique Tu-144.

Source: La conquête de l'Air par Frank Howard et Bill Gunston aux éditions Albin Michel Paris 1973.

"" Caractéristiques du Tupolev Tu-144 ""

Type : Avion de ligne supersonique (Union soviétique).

Moteurs : 4 réacteurs à double flux Kouznetsov NK-144 de 20 000 kgp.

Performances : Vitesse de croisière maximale, 2 500 km/h (Mach 2,35); plafond pratique, 18 000 m; distance franchissable, 6 500 km.

Poids : A vide, 85 000 kg; maximal au décollage, 180 000 kg.

Dimensions : Envergure, 28,80 m; longueur, 67,50 m; surface alaire, 438 m².

"" Le Tu-144 du Musée de Sinsheim ""

Collection personnelle, merci à Laurent Gutt et au MCT Thionvillois.

"" Une maquette vraiment étonnante ""

Ceux qui ne sont pas venus à l'exposition de Thionville 2018 ont ratés beaucoup de choses, je reconnais que moi-même j'y suis resté quelques heures (santé), plus on va vers l'avant, plus nous avons des problèmes ou des merdes.... Ma fois, j'ai arrivé à faire quelques trucs, content de revoir toute cette famille qui aime l'odeur de la colle et tout ce qui va avec. Ma famille (le CML) a sans doute des doutes sur mon état ou plutôt ma situation, merci à Alain et Jean d'avoir pris position et demander mon état de santé....

C'est drôle de voir débarquer un mec qui fait de la maquettes sans maquettes, effectivement pour cette expo je les ais carrément largué, pas une maquette de ma part sur notre stand, bref tout le moral dans les godasses, vraiment goût à rien. Je remonte tout doucement de la crevasse.

La maquette du Tupolev Tu-144 du club "Jemeppe Modélisme" (Belgique), elle mérite sa place dans les vitrines Cartier Place Vandôme à Paris. Quelle maquette, le fini, l'idée, la décoration, l'usure de la cellule, le fondu dans la peinture. Surtout, j'ai bien dit surtout l'idée du diorama final (ça glace car cela rappelle le souvenir du crash du Tu-144 au Bourget). Regardez bien les photo prisent en hauteur de ce diorama, on dirait une forme de cercueil.

Donc mention bien au club "Jemeppe Modélisme" (Belgique) pour cette réalisation qui sort de sentiers battus, mes amis belges sont bien les meilleurs.

Pour le peu que je suis resté cette année à l'exposition de Thionville, mon ami Francis et beaucoup d'autres étaient là, alors je vous promets encore du beau, et cela avec du dur avec avions russes et quelques projets allemands.   

Jean - Marie