Le Northrop YF-17 "Cobra".

"" The plane that gave birth to the F-18 ""

Historique : La revue Aviation Magazine International n°643 d'octobre 1974.

La revue Aviation Magazine International n°634 de mai 1974,
 par Jacques GAMBU, dessins Henry ARTOF.

"" Le programme LWF ""

Historique : L'exécution des essais dans le cadre du programme LWF (Light Weight Fighter) bat son plein et, à Edwards, on met les bouchées double sur les deux appareils en compétition. On notera que le décalage entre les deux avions concurrents, enregistré à la sortie d'usine, se prolonge logiquement au centre d'essais, puisque les pilotes volent sur le YF-16 et essaient le YF-17.
En effet, le premier General Dynamics YF-16 a commencé ses vols le 2 février 1974 et le second le 9 mai, alors que le Northrop YF-17 n°1 a décollé pour la première fois le 9 juin 1974 et le second le 21 août. Mais on sait que ce décalage a été sciemment admis par Northrop qui, à travers son YF-17, pense surtout au "Cobra" devant continuer la politique de la maison inaugurée avec le F-5.
Donc, en dehors des pilotes de chaque constructeur, deux pilotes officiels sont affectés à chaque appareil. Il n'y a aucun échange d'informations entre les deux équipes, ceci afin d'éliminer toute influence réciproque dans les jugements portés. A mi-programme, les équipes changeront d'avion et l'on recommencera, de s'ignorer mutuellement. Lorsque tout sera terminé, de longues conférences permettrons de tirer la leçon finale des essais avec une objectivité totale.
Actuellement, les deux chasseurs sont soumis à des essais d'évaluation d'attaque au sol, cette mission secondaire devant constituer, sans aucun doute, un argument de vente à l'étranger non négligeable. Ce point de vue est, d'ailleurs, mis en avant surtout par Northrop qui a désigné son appareil YF-17 / "Cobra", par une sorte d'anticipation.
Le YF-16 est, évidemment, plus avancé dans le programme de vols et, le 6 août, le premier exemplaire avait enregistré son centième vol et sa centième heure passée en l'air. Les deux avions totalisé 150 heures. Lors d'essais de rotation, un YF-16 a révélé un temps d'escale de 12 minutes entre chacun des six vols effectués dans une même journée, totalisant 3 heures 36 minutes de vol.
A cette date, le YF-16 avait atteint Mach 1,95, ne altitude de 15 250 m et avait effectué des évolutions soutenues avec facteur de charge de 9. Au programme, ont été également réussis et complétés les décollages et montées à plaine puissance, les ravitaillements et vol, le tir des missiles air-air, l'essai du canon "Vulcan" M-61, les extinctions volontaires et ré-allumages en vol du réacteur Pratt and Whitney F100.
Durant l'ensemble du programme d'essais, qui doit durer un an, le YF-16, tout comme le YF-17, sera testé par six pilotes, deux du constructeur, deux du centre d'essais (phase actuelle) et deux du Tactical Air Command, utilisateur éventuel.  

En vol au-dessus du désert de Mojave le YF-17-01, premier prototype, nous montre la disposition de ses deux dérives et les sorties de tuyère, ici à section réduite, avec moteur sans la réchauffe.

Source: La revue Aviation Magazine International n°653 de mars 1975.

Le premier prototype du YF-16. Source: La revue Japonaise Koku Fan année 1975.

Le Northrop F-5E Tiger II a des réacteurs plus puissants, des dispositifs électroniques et des équipements très sophistiqués et peut emporter toutes sortes d'armements, jusqu'à concurrence de 3 150 kg, fixés sous les ailes ou le fuselage. La vitesse maximale est de Mach 1,6, un peu plus que le F-5, mais cet avion est caractérisé davantage par sa maniabilité que par sa vitesse, car il est équipé des volets de bord d'attaque étudiés pour les NF-5-A/B des forces aériennes néerlandaises. 

Source: Le monde fascinant des avions par David Mondey aux éditions Gründ 1977. 

Le turboréacteur supersonique Pratt and Whitney F100-PW-100  a déjà fait ses preuves à bord du biréacteur McDonnell F-15 "Eagle" et son emploi en exemplaire sur le F-16 ne pose pratiquement pas de problème.

Source: La revue Aviation Magazine International n°653 de mars 1975.

Si l'on en juge par les communiqués en provenance de Northrop, et ainsi qu'il fallait logiquement s'y attendre, le YF-17 se réclame des études technologiques conduites sur le P-530 "Cobra", développé en risqué privé et proposé aux constructeurs étrangers dont les pays se rendraient acquéreurs de l'appareil. A travers le YF-17, plane donc en permanence l'ombre du "Cobra", tant les deux avions sont proches.

Les essais du YY-17, comme ceux de son concurrent YF-16, dureront un an et se dérouleront à Edwards Air Force. Rappelons que l'objet du programme LWF n'est pas de commander en série un des deux appareils en présence, mais de dégager une philosophie générale, quoique précise, concernant une formule nouvelle d'avions de combat léger à hautes performances. Et puis, il y a le programme AFTI (Cf n°620, p.44/45), également de l'USAF et qui semble procéder du grand rassemblement des acquis technologiques, ainsi que de ceux que l'ont peut attendre du proche avenir, avant de décider d'un véritable programme d'avions de combat débouchant sur une production de série.
Or Northrop est un des compétiteurs de ce programme AFTI et ce n'est par hasard s'il met l'accent sur le fait que son YF-17 offre, tout comme le "Cobra", une maniabilité supérieure de 50% à celle de tout appareil existant. Ce but a été atteint grâce à une combinaison harmonieuse entre un dessin aérodynamique d'avant garde et la disposition d'une très forte puissance permettant d'afficher une poussée supérieure au poids de l'appareil.
Il faut encore savoir que, depuis 1966, Northrop travaille sur une formule de chasseurs légers et économiques dont le YF-17 et le P-530 "Cobra" sont l'aboutissement actuel.
En 1966, l'aile était haute et les entrées d'air avancées. 1967 : l'extension du bord d'attaque devient un véritable apex. Les entrées d'air sont placées en-dessous du bord d'attaque. 1968 : l'aile devient mi-haute, l'apex plus important et l'empennage bidérive. 1969 : l'apex n'est plus droit, mais curviligne et les dérives plus grande. 1970 : fuselage affiné et manches à air plus courtes. 1971-1972 : projets P-600 et P-610, le premier biréacteur, le second mono-réacteur, pour le programme LWF. 1973 : prototype YF-17 avec prolongement vers le P-630 et le P-530 "Cobra". Tous sont biréacteurs et bidérives.
10 000 heures d'études en soufflerie et au simulateur ont été consacrées à ces projets. Examinons, donc, le YF-17 et, tout d'abord, sa configuration aérodynamique.
    

Le Northrop YF-17 a été dérivé d'un projet d'avion opérationnel, d'où des dimensions qui permettent l'emport de nombreux équipements. Le diamètre très important du nez de l'appareil permet facilement le montage d'un radar à longue portée. Westinghouse et Hughes ont reçu des contrats totalisant 7,9 M $ pour développer le radar de l'ACF. Le biplace a les mêmes dimensions extérieures que le monoplace, seul un réservoir est sacrifié.

Source des deux photos: La revue Aviation Magazine International n°649 de janvier 1975.

Vue arrière du Northrop YF-17/ "Cobra", avec l'aérofrein dorsal braqué à fond entre les deux dérives. Notons que la tuyère gauche est largement ouverte (pleine puissance) alors que celle de droite est fermée (ralenti et croisière économique). Remarquons encore les dérives inclinées.

Source: La revue Aviation Magazine International n°643 d'octobre 1974.

L'important apex, curviligne, est "décollé" des flans du fuselage, apportant ainsi une solution évoluée par rapport à celle adoptée par Lockheed sur son SR-71 trisonique. La fente permet de séparer verticalement l'écoulement vers le dos du fuselage, qui répond à la règle des surfaces, et, en partie, vers le bas. De plus, on trouve une moustache peu profonde courant tout le long et de chaque côté du radôme.

La voilure, en flèche modérée, comporte des becs basculants avant, profonds de 20 % courant sur toute l'envergure, cependant que le bord de fuite comporte des volets de 30 % et de petits ailerons de même profondeur relative. Les braquages maximaux des volets sont de 25° au bord d'attaque et de 20 % au bord de fuite, braquages utilisables en évolutions jusqu'à Mach 1,1. Ils sont actionnés automatiquement à partir d'une centrale d'ordres agissant en fonction du nombre de Mach, du facteur de charge, de l'angle d'attaque réel, etc...
Le YF-17 doit rester gouvernable jusqu'à un angle de 45° au lieu de 30° que connaissent les avions actuels. Cela sera précieux en évolutions serrées.
L'empennage vertical est à eux dérives de grande surface, avec gouvernes de direction à leur base.
Elles sont très efficaces (soufflerie) aux grands angles, parce que léchées par les tourbillons générés par l'apex. Le YF-17 n'aura certainement pas besoin de quilles ventrales. Les dérives sont montées le plus avant possible, d'où leur surface. Leur position très avancée par rapport aux tuyères-réacteurs permet d'obtenir une traînée de culot la plus faible possible.
Le stabilisateur, monobloc, est également de grande surface, mais reculé au maximum. Par contre les angles de braquage sont faibles : 12° en simultané et 3° en différentiel. Dans ce dernier cas, il procure le dixième des forces de roulis à basse vitesse et la totalité en haut supersonique. Cette disposition a permis d'éliminer les spoilers de voilure auxquels Northrop, pionnier en la matière, était très attaché depuis 35 ans environ. Toutes les gouvernes arrière sont actionnées de façon conventionnelle, le système 'fly-by-wire" électrique n'étant retenu que pour les ailerons. Notons, enfin, un aéro-frein dorsal articulé entre les deux dérives.     

Le Northrop YF-17 "Cobra" avec toute ses charges externes. Source: Aviation Magazine année 1975.

Le Northrop YF-17 va renaître de ses cendres puisqu'il a donné naissance au F-18 qui remplacera le F-4 de l'US Navy.

Source: La revue Aviation Magazine International n°691 d'octobre 1976.

La structure de base est en alliage léger, mais 410 kg d'ossature et de panneaux sont réalisés en matériau composite à base de graphite. Parmi les 64 éléments ainsi constitués, notons les ailerons, les volets de bord de fuite, l'apex, les trappes de train, les capotages ventraux de réacteurs, les bords d'attaque et de fuite des dérives, l'aéro-frein, ainsi que de nombreuses portes de visites.. Le matériau à base de graphite est deux fois plus résistant à la traction que l'acier et 30 % plus léger que l'aluminium.

Le poste de pilotage comprend un siège incliné de 18° vers l'arrière. De plus, le pilote a les pieds rehaussés de 12,5 cm, tout cela concourant à placer le pilote dans les meilleures conditions face aux accélérations en évolutions, sans gêner la visibilité. Ce pilote dispose d'un manche à balai classique, Northrop précisant qu'à l'encontre du YF-16 à petit manche latéral droit, le YF-17 pouvait être piloté de n'importe quelle main.

L'armement comprend deux missiles air-air "Sidewinder" à guidage infra-rouge et un canon fixe Gatling M-61 de 20 mm tirant 6 000 coups-minute. 

La construction du Northrop YF-17 fait un large appel au matériau composite à base de graphite dont la technique d'élaboration et d'emploi est bien maîtrisée. Sur ce schéma, les parties sombres représentent éléments et panneaux réalisés avec ce matériau.

Source: La revue Aviation Magazine n°634 de mai 1974.

"" Le General Electric YJ 101 ""

Du type à simple flux, double corps et doté de réchauffe, le YJ 101-GE-100, par rapport au J79, est plus court de 30 %, plus léger de 50 % et affiche un rapport poussée/poids pratiquement doublé. Cependant, 40 % des éléments du J79 entrent dans la fabrication du nouveau réacteur. Celui-ci est long de 3,68 m présente un diamètre de 0 81 m, un rapport poussée/poids de 8/1, un rapport de pression de 25/1 et une poussée actuelle de 6 800 kgp avec réchauffe. Sa technologie est fondée sur l'adoption de températures d'entrée de turbines élevées et la recherche d'un rapport de pression important. Chaque compresseur, BP et HP, est donc entraîné par une seule roue de turbine.

De l'air prélevé sur le compresseur BP est envoyé dans un canal annulaire entourant tout l'arrière du moteur et notamment le tuyau de réchauffe. Cette protection thermique permet de doter l'arrière de l'avion d'une structure en alliage traditionnel plus légère et surtout moins chère que mors de l'emploi massif de titane.

Le YJ 101 a réussi son essai PPFRT (Prototype Preliminary Flight Rating Test) en décembre 1973, après avoir totalisé 1 200 heures de fonctionnement au banc. Ce moteur, utilisé à deux exemplaires, doit permettre au YF-17 de voler en supersonique en palier, moteurs secs, et montée avec réchauffe allumée.

Les entrées d'air, situées sous le bord d'attaque de l'aile, sont précédées d'un soc sonique lui-même placé en dehors de la couche-limite du fuselage. Cet ensemble doit procurer une bonne alimentation des réacteurs dans tous les cas de vol, mais il faudra peut-être faire attention aux projections et ingestions de débris provoquées par la roue avant.

Le réacteur General Electric YJ 101, à double corps et simple flux de 6 800 kgp avec réchauffe, effectuera ses premiers essais de vol en même temps que YF-17. Avion et moteur prototypes constituent un mariage promis au plus bel avenir.

Source: La revue Aviation Magazine International n°634 de mai 1974.

"" Caractéristiques du YF-17 ""

Envergure sans missiles : 10,67 m.

Cordes de voilure : 4,36 m dans l'axe, 1,45 m en bouts.

Longueur hors tout : 17,07 m.

Hauteur hors tout : 4,41 m.

Envergure du stabilisateur : 6,65 m.

Surface alaire : 32,50 m².

Voie du train : 1,98 m.

Empattement : 5,14 m.

Poids total maximal : 10 430 kg.

Puissance : Deux General Electric YJ 101-GE-100 de 6 800 kgp avec réchauffe.

Poussée/poids : 13 600/10 430 = 1,30.

Armement : 1 M-61 + 2 "Sidewinder".

Performances : Vitesse maximale en altitude : Mach 2. Vitesse maximale à basse altitude : Mach 1,10. Décollage , avion lisse, en moins de 300 m. Atterrissage, sans parachute, en moins de 600 m. Rayon d'action de combat : plus de 925 km. Autonomie de convoyage, avec réservoirs externes : plus de 4 800 km. 

Développé en coopération par Northrop et McDonnell Douglas le F-18 est l'héritier du F-17, concurrent malheureux du "Marché du Siècle". Il est évident, à travers les présentations en vol, que l'appareil a reçu des améliorations qui le rendent des plus intéressants, notamment auprès de l'US Navy qui en est acquéreur. 

Source: La revue Aviation Magazine International n°708 de juin 1977.

Jean - Marie