Le Junkers Ju-287.

- décembre 27, 2018

"" Ein Gerät mit eineim revolutionären Flügel ""

Maquette Huma Modell au 1/72. Référence : 5001.

Historique : Les sept paragraphes page 321 de l'Encyclopédie des Armes, volume 2 aux éditions Atlas 1984.

La revue Connaissance de l'Histoire n°22 de mars 1980 aux éditions Hachette .

La revue Aviation Magazine n°675 de février 1976.

Le site web : www.fortlitroz.ch pour la version du Junkers Ju-287 A-1 ou EF-131.

(Je présente tous mes remerciements à cette association pour l'utilisation de cet historique).

Réalisation de la maquette, par le club de Biesheim (68) France.

Les photos sont de l'exposition de Thionville (57) France.

Historique : Les avions équipés de moteurs à piston ont livré l'essentiel des combats aériens de la Seconde Guerre mondiale. Mais, dans le même temps, les constructeurs s'efforçaient de parfaire les nouveaux systèmes de propulsion à réaction ainsi que les moteurs-fusées pour en doter les avions de combat.
Dans l’ensemble, le résultat des travaux des pionniers fut très inégal en fonction des appareils développés, mais il permit une avance technologique considérable. Au cours du conflit, les avions à réaction n'ont été véritablement employés que durant la dernière année. Ils furent mis en ligne par la Luftwaffe et, dans une moindre mesure, par la Royal Air Force. La lenteur mise à développer l'aviation à réaction peut surprendre. Les avantages de ce mode de propulsion étaient pourtant connus depuis une dizaine d'année.
C'est l'échec de l'armée de l'air allemande face à son adversaire britannique qui a donné l'impulsion nécessaire à l'accélération des travaux. Ceux-ci bénéficiaient d'une base de départ solide. A la veille de la guerre, le moteur-fusée à carburant solide de F.W. Sander et de Fritz von Opel, le pulsoréacteur de Paul Schmidt et le turboréacteur de Hans von Ohain étaient opérationnels. Tous ces ingénieurs avaient obtenu des résultats positifs dans l'expérimentation de ces matériels avant septembre 1939.
Grâce à son avance technique, l'Allemagne fut la première à faire voler un appareil doté d'un turbopropulseur, le Heinkel He-178, dont le vol inaugural eut lieu le 27 août 1939. Un an plus tard l'Italie faisait également voler un avion à réaction, le N1 (CC.2), mais cette expérience devait rester sans lendemain.
Les autorités allemandes ont encouragé les constructeurs à développer leur effort de recherche dans le domaine de la propulsion à réaction et à perfectionner les moteurs déjà existants, notamment ceux de Heinkel et de Junkers. A la même époque, en Grande-Bretagne, avec le concours de sociétés comme Rolls-Royce, Rover et De Havilland, l'ingénieur Frank Whittle réussit à mettre au point un turboréacteur qui, désigné Power Jets W.1, permit au Gloster E.28/39 de voler en mai 1941. Mais l'Allemagne détenait déjà une avance technique de deux ans, qui ne fut jamais comblée par les Britanniques, et ce, malgré l'échec de Heinkel He-280. C'est avec le Messerschmitt Me-262 que la Luftwaffe disposa, pendant l'été 1944, d'un appareil à réaction opérationnel, bien avant que la RAF n'ait mis en service ses premiers Gloster Meteor. Il faut noter, cependant, que c'est le Messerschmitt à moteur-fusée qui a été l'avion de combat le plus rapide durant la guerre.

Le Junkers Ju-287V-1, premier prototype code RS + RA, n'était autre qu'un avion expérimental.

Source: Monogram Close-Up I aux éditions Monogram Aviation Publications 1974.

Le nombre des avions à réaction construits par les Allemands (Me-262, He-162 et Arado 234) a été très largement supérieur à celui des Anglais. Ceux-ci avaient l'erreur de fonder tous leurs espoirs sur un seul et unique moteur à réaction : le Rolls-Royce Welland, simple perfectionnement du moteur de Whittle.

Pour leur part, les Etats-Unis n'ont rien réussi dans ce domaine. Ce n'est qu'en 1941 que la Grande-Bretagne leur livra les secrets du moteur conçu par Whittle. A partir de là, ils mirent au point deux prototypes : le Bell P-59 Airacomet et le Lockheed P-80 Shooting Star. Mais aucun de ces deux appareils ne fut opérationnel avant la fin des hostilités. Le Japon, tout comme l'Allemagne, a cherché une riposte aux attaques aériennes massives de l'USAF. Dans le cadre d'accords d'assistance mutuelle, les Allemands ont fourni aux Japonais l'aide technique qui a permis à ces derniers de mettre sur pied, avant la fin du conflit, un appareil de chasse à deux réacteurs jumelés : le Nakajima Kikka, dérivé du Me-262, ainsi qu'un avion-suicide à moteur-fusée, le Yokosuka Okha.

Le Power Jets W.1, achevé au début de 1941, équipa le Gloster E.28/39 qui vola le 15 mai suivant.

Source: L'Encyclopédie de l'Aviation n°19 aux éditions Atlas 1982.

Ce banc d'essai volant marqua l'aboutissement d'une étude de projet menée par Junkers dans l'intention de réaliser un bombardier lourd aux performances supérieures à celles de tous les chasseurs alliés présents ou futurs.

L'aile en flèche était en train de devenir à la mode en Allemagne, à la suite d'études théoriques et d'essais en soufflerie conduits par des instituts de recherches. L'idée première de Junkers était une aile en flèche arrière, de la formule destinée à devenir classique. Mais le bureau d'études opta pour une flèche inverse,. Différentes raisons justifient ce choix.

L'aile en flèche arrière a de médiocre caractéristiques à faible vitesse, ce qui explique l'actuelle floraison sur les voilures de ce type de toute une gamme d'astuces aérodynamiques. Sans ces artifices, l'efficacité des ailerons se détériore vers les basses vitesses car les filets d'air ont tendance à s'écouler transversalement le long de l'aile, la combinaison de l'écoulement latéral et du décrochage marginal ayant pour effet pratique de dénier à cette section de l'aile toute valeur comme surface portante et de gouverne.

Les ingénieurs de Junkers pensaient pouvoir surmonter cet obstacle en inversant le sens de la flèche. Le bout d'aile était alors la dernière section à décrocher et le contrôle latéral demeurait efficace jusqu'au bout. Tout cela est exact, mais il y avait un inconvénient.

Regardons ce qui se passe lorsque l'aile commence à s'incurver vers le haut sous l'effort d'une rafale. Une aile en flèche arrière tend à une flexion dans laquelle le bord de fuite au voisinage du bout d'aile se courbe vers le haut davantage que le bord d'attaque. Sur ce type d'aile, la tendance à la torsion demeure dans des limites acceptables car le vent relatif s'y oppose et tend à abaisser le bord de fuite.

Sur une aile en flèche inversée, c'est le contraire. Le bord d'attaque à tendance à se soulever davantage que le bord de fuite, et l'effet du vent relatif est d'accentuer la tendance en faisant pression sous l'intrados, ce qui augmente la torsion. Lorsque ce phénomène se produit, l'aile subit un effort croissant de torsion, jusqu'à être littéralement arrachée du fuselage.

Le Junkers Ju-287V-1 équipé de fusée Walter pour le décollage.

Source: German Jet Genesis par David Masters aux éditions Jane's Publishing 1982.

Bien sûr, il y a des moyens de protection. L'un des plus efficaces consiste à suspendre sous certains points-clé de l'aile des masses qui s'opposent à la torsion. Les nacelles des turboréacteurs offrent des masses appréciables. Aussi le Ju-287 fut-il conçu avec des nacelles largement espacées sur l'envergure. Leur inertie s'opposait aux efforts de torsion aérodynamique et protégeait, on l'espérait du moins, la cellule de la catastrophe.

Personne, on le conçoit, ne prit la responsabilité de lancer ce programme sans en avoir expérimenté le postulat. Junkers reçut donc l'ordre de construire un avion expérimental basé sur ce principe et de le mettre en l'air le plus vite possible.

Pour ce faire, le bureau d'études réunit un fuselage du bombardier lourd Heinkel He-177, un empennage arrière du Junkers Ju-388, un atterrisseur principal provenant de pièces de Ju-352 et un atterrisseur avant récupéré sur un B-24 Liberator américain capturé. Seule l'aile était, bien sûr, entièrement nouvelle et signée Junkers.

Cette aile devait être exactement celle du bombardier de série, aussi ne comportait-elle que deux turboréacteurs. Mais l'énorme appareil expérimental nécessitait davantage de puissance pour décoller et reçut une seconde paire de réacteurs montés sur les flancs du fuselage, vers l'avant. La puissance installée étant encore trop faible pour le décollage, un moteur-fusée d'appoint fut placé en "pod" sous chacun des turboréacteurs sous voilure. Ces moteur-fusée étaient largués après le décollage.

Contre toute attente, l'avion expérimental vola bien. Il n'était destiné qu'à l'exploration du domaine des basses vitesses et aux mesures de comportement de la voilure qu'autorisaient les limites de sa plage de performances.

Pendant ces premiers essais, un second prototype était en cours de fabrication pour les essais à haute vitesse, le V-2. Il devait être motorisé avec six turboréacteurs, au lieu des 4, ou moins, envisagés pour le projet définitif. Ces six unités étaient regroupées en deux nacelles de trois, à section triangulaire, fixées à des points d'attache situés bien e avant de l'axe de torsion de la voilure. Car les ingénieurs de Junkers avaient appris à situer l'emplacement optimal des masses d'équilibrage de l'effort de torsion de l'aile.

La fabrication d'un troisième prototype avait commencée et les plans étaient prêts pour le lancement de la production d'une pré-série lorsque les troupes soviétiques atteignirent la région et s'emparèrent des avions et de leurs inventeurs. Les deux prototypes existants furent transférés en Russie et, selon certaines sources, continuèrent à y voler dans le cadre d'un programme d'essais. Rien pourtant n'est venu par la suite démontrer l'intérêt des Soviétiques pour la géométrie originale en flèche inversée du Ju-287, et pourtant celui-ci aura le nom de EF-131.

La disposition des turboréacteurs par trois, à section triangulaire, sous chaque aile pour le Junkers Ju-287V-2.

Le modèle et la maquette de moteur illustrent le Ju-287V-2. Notez que l'armement de la queue a été attaché au modèle bien que le second prototype n'ait été programmé pour les armes. Cela résultait du fait que le Ju-287V-2 était essentiellement le Ju-EF-131 avec l'armement défensif. (Plan trois vues en colorisation de ma part).

Source des quatre photos: Monogram Close-Up aux éditions Monogram Aviation 1974.

"" Les versions du Ju-287 ""

Source : La revue Aviation Magazine International n°675 de février 1976.

Le Junkers Ju-287V-1, premier prototype, n'était autre qu'un avion expérimental qui volera pour la première fois le 16 août 1944 immatriculé RS + RA. Il était propulsé par quatre turboréacteurs Junkers Jumo 004B-1 de 898 kgp. Quatre fusées Walter 501 de 1 200, récupérables, fixées sous chacun des fuseaux-réacteurs rendaient le décollage plus aisé. Il s'agissait d(un avion exceptionnel possédant ce qui est permis d'appeler une aile à flèche inverse.

C'est en 1943 qu'un groupe d'ingénieurs placé sous la direction de Hans Wocke, fut chargé de l'étude d'un bombardier lourd susceptible d'atteindre une vitesse supérieur à celle des chasseurs alliés contemporains. La versalité du haut-commandement allemand, mettant tour à tour l'accent sur la production d'avions de chasse ou de bombardement, a retardé la sortie de ces redoutables machines. Le bureau d'études Junkers devait donc mettre au point l'étude d'une aile à flèche négative. Les essais effectués en soufflerie démontrèrent que cette formule offrait de bonnes caractéristiques aux grandes vitesse et un meilleur rendement aux basses vitesses qu'une aile à flèche positive. Malgré l'existence de certains inconvénients de cette innovation le service technique du RLM donnait l'ordre d'étudier la machine en détail qui deviendra le Junkers Ju-287.

Afin d'accélérer le programme des essais en vol, le Ju-287V-1 fut construit en partant d'un fuselage de Heinkel He-177 auquel on adapta la nouvelle aile tandis que l'ensemble des empennages étaient ceux d'un Junkers Ju-388. Un volumineux train d'atterrissage fixe fut adopté, issu de d'un Junkers Ju-352 et d'un avion américain capturé B-24 "Liberator".

Ce prototype effectua dix-sept vols du terrain de Brandis, près de Leipzig, qui ne causèrent guère d'ennuis. Destiné principalement aux essais des basses vitesses, cet avion avait une vitesse d’approche de l'ordre de 240 km/h, et une vitesse d'atterrissage de 190 km/h.

Un essai de piqué amena la machine à 650 km/h. Le Ju-287V-1 pesait à vide 12 500 et 20 000 kg au total. Son envergure était de 20,116 m, sa longueur de 18,30 m et sa surface portante de 58,30 m². Il fut transféré au centre de Rechlin où il fut sérieusement endommagé au cours d'un bombardement allié.

Junkers Ju-287V-1 pendant son programme d'essais en vol (via Pilot Press).

Source: German Jet Genesis par David Masters aux éditions Jane's Publishing 1982.

Plan 3 vues en couleur sur le Junkers Ju-287V-1.

Source: La revue Flying Review année 1968.

Un des principaux turboréacteurs en Allemagne pendant les années de guerre, le Junkers Jumo 004 B.

Source: La revue Monogram Close-Up aux éditions Monogram Aviation 1974.

La fusée Walter 109-501 fourni par rapport au dispositif 109-500 des performances de poussée nettement supérieures. Le dispositif "Combustion" a produit une poussée de 1 500 kg pendant 30 secondes. L'installation des booster se fat sous l'appareil, après avoir été vidés, ils sont largués par parachutes.

Source: Geheimprojekte der Luftwaffe Band 2 aux éditions Motor buch Verlag 1998.

Le Junkers Ju-287V-2, second prototype, était en construction lorsqu'en juillet 1944, le programme "bombardier" fut abandonné au profit (si l'on peut dire) d'un programme tout à fait imprévu de "chasseur"...

L'étude du V-2 n'en continua pas moins. Puis, début 1945, pour des raisons mal définies, ordre fut donné de reprendre le travail sur le V-2 et même de préparer le lancement de la production en série du bombardier. Ce deuxième prototype reçut le même type d'aile que le V-1 fixé sur un nouveau fuselage, des empennages bien à lui et un train escamotable. Il était prévu de le doter de quatre turboréacteurs Heinkel-Hirth 011A de 1 300 kgp montés par paires sous la voilure. Compte tenu délais trop longs de mise au point de ce propulseur, Junkers adoptait pour ses Ju-287V-2 et V-3, le BMW 003A-1 donnant 800 kgp. Deux dispositions de ces réacteurs furent envisagées qui passaient au nombre de six : deux fois trois groupes en "grappe" fixés sous la voilure ou deux paires de réacteurs sous chaque demi-aile, les deux autres étant collés latéralement au nez du fuselage. C'est cette dernière formule qui fut finalement retenue. Les avions de pré-série type Ju-287A-O auraient reçu également la même disposition de leurs propulseurs.

L'assemblage final du second prototype était en cours lorsque les usines Junkers furent occupées par les troupes soviétiques. L'appareil fut transporté en URSS pour y être achevé et il volait en 1947. Il y aurait reçu des réacteurs Makhulin d'une poussée de 2 000 kg avec lesquels il devait atteindre les 1 000 km/h.

Modèle de ce qu'aurait été le prototype du Ju-287V-2. Il comporte sis moteurs BMW 003A-1, sur les modèles ultérieurs, les BMW sur le fuselage auraient été supprimés.

Source: La revue Wings Vol. 5 n°4 d'august 1975.

Source: La revue Monogram Close-Up I aux éditions Monogram Aviation 1974.

Le turboréacteur Heinkel HeS 011 A.

Source: Jets Planes of the Third Reich aux éditions Monogram Aviation Publications 1998.

De son côté, le Ju-287V-3 était largement commencé. On y avait déjà incorporé des équipements opérationnels : cabine pressurisée pour trois membres d'équipage et tourelle caudale automatique armée de deux MG-131 de 13 mm dirigée de la cabine avant par l'intermédiaire d'un périscope. Le V-3 représentait le modèle de définition de série. Il était prévu de le propulsé avec six BMW 003A-1 tout comme les versions Ju-287 A-0 et A-1. Ce dernier devait avoir un poids total de 23 000 kg, comprenant 7 200 kg de carburant, 2 000 kg de bombes et quelques 400 kg d'équipements. Sa vitesse maximale fut estimée à 830 km/h à 0 m et 870 km/h à 6 000 m d'altitude. La version B-1, dont le poids total devait atteindre 31 070 kg avec 14 970 kg de carburant, emportait 4 tonnes de bombes. Le calcul de ses performances donna 4 440 km d'autonomie, 885 km/h de vitesse maximale à 7 000 m. La distance de décollage, avec l'aide de six fusées Walter, devait être de 2 300 m et avec l'appoint de dix fusées RATOG, de 1 450 m.

En résumé, seuls deux Ju-287 ont volé. Si la série A fut envisagé, la version B ne dépassa pas le stade de l'étude avancée.

Vous n'êtes pas sans avoir remarqué, beaucoup de nous, le petit biréacteur Hamburger Flugzeugbau HFB-320, avion à aile à flèche inverse. Rien d'étonnant à cela puisque son responsable n'est autre que l'ingénieur Hans Wocke.

Ces photographies illustrent la maquette du Ju-287V-3 avec instrumentation. La visibilité de la cabine aurait sans doute été exceptionnelle et la plupart des instruments semblent être bien placés pour le contrôle de l'avion.

Source: La revue Monogram Close-Up I aux éditions Monogram Aviation 1974.

"" Le Junkers Ju-287A-1 ou EF-131 ""

Source : Le site web www.forlitroz.ch Association Fort de Litroz.

En avril 1945, les Russes mirent la main sur de nombreuses usines allemandes où les ingénieurs avaient développé les premiers avions à réaction. Le plus grand de ces groupes industriels était Junkers situé dans la région de Dessau et à Brandis près de Leipzig, dans la zone d'occupation soviétique. Lorsqu'ils s'emparèrent de l'usine-mère de Dessau, les soviétiques se montrèrent très intéressés par le concept allemand du bombardier à aile négative Ju-287 car ils étaient très en retard en matière d'avion à réaction. L'idée de pouvoir se doter rapidement d'un tel bombardier révolutionnaire fit rapidement son chemin, si bien que l'Armée rouge décida de remettre rapidement en état l'usine de Dessau pour poursuivre sur place le développement du programme Ju-287.

Pour ce faire, les Soviétiques mirent à contribution les ingénieurs et techniciens allemands capturés à l'usine mère, dont l'équipe de Hans Wocke chargée initialement du projet. Le Ju-287V-1 endommagé en janvier par la RAF fut rapatrié de Rechlin et réparé, tandis que le personnel de Junkers reçut l'ordre de poursuivre la copnstruction des prototypes amorcée par les Allemands. Le Ju-287V-2 fut achevé en juin et le V-3 pendant l'été 1945. Ce dernier fut utilisé pour les essais en vol et le V-4 pour les essais statiques.

Le Ju-287V-3 était en fait le modèle expérimental de présérie du bombardier prévue par les Allemands. Pour corriger la sous-motorisation manifeste des prototypes V-1 et V-2 (il avait fallu leur ajouter des moteurs-fusées d'appoint sous les ailes pour les arracher du sol), les techniciens allemands décidèrent d'ajouter deux réacteurs supplémentaires aux 4 déjà existants. Si bien que le V-3 emportait non plus un mais deux réacteurs sous chaque aile, en plus des 2 réacteurs fixés le long des flancs avant. Le cockpit, plus proéminent, avait également été modifié et une tourelle de queue, armée de deux mitrailleuses MG 131 télécommandées par un viseur périscopique depuis le cockpit, avait été ajoutée à l'arrière, pour assurée la protection du futur bombardier.

Junkers Ju-287V-3 avec cockpit modifié et tourelle de queue télécommandée MG 131.

Source: La revue Monogram Close-Up I aux éditions Monogram Aviation 1974.

Un an plus tard, en août 1946, les techniciens allemands travaillant sous contrôle soviétique avaient achevé à Dessau la fabrication de l'EF-131 (Entwicklungsflugzeug 131), la version de développement finale du Ju-287. Ce bombardier, construit avec de nombreux éléments du Ju-287V-2,

ressemblait beaucoup au modèle expérimental Ju-287V-3 dont il était directement dérivé. Comme lui, il possédait 6 réacteurs, mais leur disposition avait été une nouvelle fois modifiée par les techniciens de Junkers. En raison de la poussée limitée (900 kgp) des moteurs Jumo 004B, les deux nacelles encadrant les flancs avant du Ju-287 avaient été supprimées et les 6 moteurs furent finalement regroupés sous les ailes négatives, en deux grappes de trois nacelles.

Dès la fin 1947, le moteur Jumo 004B avait été copié par les Russes et était produit en petit nombre en URSS, à Kazan, sous la désignation RD-10. Comme la version russe était légèrement supérieure aux Jumo 004B allemands, les EF-131 furent équipés de RD-10 en lieu et place des Jumo prévus initialement pour le futur Ju-287A-1.

L'aile dérivait directement de celle du Ju-287, mais avec un dièdre positif considérable et un bord d'attaque principal à +19° 50'. L'EF-131 était équipé d'un train d'atterrissage tricycle et de réservoirs principaux dans la partie supérieure du fuselage. L'appareil avait une tourelle de queue télécommandée depuis le cockpit et armée de deux MG-131, comme cela avait été prévu initialement dans le projet. Il possédait un parachute de freinage dans un compartiment sous la dérive.

Le Junkers Ju-287V-3 (A-0/A-1) (Plan trois vues en colorisation de ma part).

Source: La revue Monogram Close-Up I aux éditions Monogram Aviation 1974.

En août 1946, l'EF-131 (Ju-287A-1) était prêt pour son premier vol mais il fut démonté à l'usine Junkers de Dessau et expédié à Moscou avec l'équipe allemande pour former l'OKB-1. L'assemblage final eu lieu sur le terrain d'aviation d'essai de Stakhanovo (aujourd'hui Zhukovskii) ou il fut brièvement testé en vol le 23 mai 1947 par le Flugkapitan allemand Paul Julqe prisonnier des Soviétiques.

Pour la petite histoire, l'appareil n'était jamais rempli de suffisamment de carburant pour atteindre l'Ouest. Les autorités russes exigèrent que deux prototypes EF-131 à moteurs RD-10 participent au salon aéronautique de Tushino mais ce fut impossible à réaliser. Par la suite, le premier prototype de l'EF-131 vola à nouveau, mais le 21 juin 1948 l'ordre fut donné de stopper le travail sur l'EF-131 au profit de l'EF-140, un dérivé soviétique bien plus prometteur. Un deuxième prototype était déjà en construction à Dessau : il sera cannibalisé par les Soviétiques pour la construction de l'EF-140.

"" Caractéristiques du Ju-287V-1 ""

Type : Prototype de bombardier lourd à haute vitesse.

Moteurs : 4 turboréacteurs Junkers Jumo 109-004B-1 de 900 kgp.

Performances : Vitesse maximale à 6 000 m d'altitude, 559 km/h; plafond pratique, 10 800 m; rayon d'action maximal, 1 500 km.

Poids : A vide, 12 510 kg; maximal au décollage, 20 000 kg.

Dimensions : Envergure, 20,11 m; longueur, 18,30 m.

Armement : (pour la version V-3) jusqu'à 4 000 kg de bombes; quelques canons en barbette à l'arrière de l'appareil.

Photo du haut : Page du manuel de maintenance de EF-131. Fig 10 : "couverture et rabats". Photo du bas : EF-131 (la seule photographie connue et agrandie).