Les appareils à propulsion mixte
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I. Origine
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Création/Mise à jour : 02/05/2003 |
(Crédit photo du dossier : Naca, Ryan, Curtiss, US Navy, US Air Force etc...) |
Au début des années quarante, alors que les combats de la deuxième guerre mondiale faisaient rage en Europe, dans le pacifique et un peu partout dans le monde, les premiers jets à réaction faisaient leur apparition en Allemagne (voir le Heinkel He-178), en Grande Bretagne et aux Etats Unis. Le principal inconvénient de ces avions était leur consommation élevée en carburant, avec pour résultat un rayon d’action relativement limité et une endurance plutôt faible par rapport aux appareils à moteur à piston. De plus, les premiers avions à réaction accéléraient très mal à basse vitesse (ce qui se traduisait par de longues distances de décollage) et approchaient vite (longues distance d'atterrissage) ce qui posait de gros problèmes pour certaines applications comme les appareils embarqués sur porte-avions. Pour résoudre ce problème, un moyen logique était d’utiliser à la fois un moteur à piston (ou un turbopropulseur) et un turboréacteur ce qui constitue le principe de la propulsion mixte. Le moteur à piston serait utilisé pour le vol de croisière, et le turboréacteur au décollage et pour les vols à grande vitesse. En Allemagne, une des applications de la propulsion mixte concernait un projet de bombardier lourd de BMW. Deux turbopropulseurs BMW 109-028 et deux turboréacteurs BMW 109-018 devaient être montés dans les ailes entre des sections internes à flèche inverse et les sections externes en flèche classique. Les moteurs à réaction placés en dessous des turbopropulseurs étaient destinés à fournir de la puissance au décollage, ainsi que de procurer de la vitesse supplémentaire en cas d’interception par l'ennemi. Les deux turbopropulseurs étaient utilisés en croisière tandis que le bombardier se dirigeait vers sa cible. |
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Le train d’atterrissage en tandem se rétractait dans une section à mi-fuselage. Le train avant était composé de roues jumelées et se rétractait sous le compartiment de l'équipage. Deux balancines placées dans des sections externes d'aile stabilisaient la machine pendant le décollage et l'atterrissage. Le compartiment de l’équipage était entièrement pressurisé et l'armement défensif était actionné par télécommande. Messerschmitt étudia également quelques dérivés, comme les P.1085 ou P.1075, de son bombardier lourd Me-264 équipé d’une propulsion mixte pour augmenter la vitesse de l’appareil tout en conservant sa distance franchissable. Ces appareils utilisaient quatre moteurs à piston et deux réacteurs implantés dans la racine de ailes. Dans le domaine des appareils de chasse, une autre application de la propulsion mixte était un projet de Kurt Tank, ingénieur bien connu de la firme Focke-Wulf, qui voulait développer un chasseur de nuit très performant. Le futur chasseur de nuit devait être un appareil lourd avec un équipage de trois personnes (pilote, opérateur radar et navigateur installés dans un cockpit pressurisé), équipé d’un radar et d’aides à la navigation. L’appareil devait être capable de patrouiller pendant cinq à huit heures tout en ayant une vitesse de pointe importante. Le service développement de Focke-Wulf présente en Septembre/Octobre 1944 trois études qui différaient nettement dans la disposition et la nature du système propulsif. La troisième de ces études retenait une propulsion mixte avec un moteur à piston Argus As 413 et deux réacteurs BMW 003. Le bureau d’étude de Kurt Tank retient finalement ce concept pour le futur chasseur de nuit. Fin décembre 1944, au cours d'une réunion de l'EHK, le Generalmajor Ulrich Diesing, directeur du TLR, approuve le point de vue de Kurt Tank. Afin de fournir des données de comparaison en ce qui concerne les coûts de production et les performances, les ingénieurs d'études Schuffel et Merkel dessinent des appareils comportant trois moteurs à piston différents. Le premier utilisait un moteur à piston DB603N d’une puissance au décollage de 2051 kW, avec une hélice à quatre pales de 3.4 mètres de diamètre. Le deuxième, un Jumo 222C/D 24 d’une puissance au décollage de 3000 chevaux avec une hélice à cinq pales de 3.4 mètres de diamètre. Enfin, le troisième utilisait un Argus 413 de 4000 chevaux avec deux hélices à quatre pales de 3,1 mètres de diamètre. Tous ces appareils utilisaient deux turboréacteurs BMW 003A de 800 kgp montés en nacelle sous les ailes. Juste après la guerre, le bombardier Douglas XB-42 Mixmaster motorisé par un moteur à piston propulsif avait été équipé de deux turboréacteurs Westinghouse 19 B-2 pour améliorer les performances et avait une architecture, une taille et des performances similaires (mais une mission différente) à celles du projet Focke-Wulf. |
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Un autre avion Allemand à propulsion mixte était un projet de Dornier dérivé du fameux Do-335, le P.254 également connu comme Do-435 puis repris ensuite par Heinkel sous la désignation He-535. En mai 1943, avant même le premier vol du Do-335, la compagnie Dornier travaillait sur un projet de bombardier rapide à propulsion mixte piston/réacteur. Il semble que cet appareil fut également proposé dans le rôle de chasseur de nuit sans plus de succès (voir l’histoire du Do-435). A la même époque, l’USAAF cherchait un moyen pour donner à ses appareils les performances offertes par les turboréacteurs et la grande endurance exigée par la guerre du Pacifique alors en cours. L’USAAF émet alors des spécifications pour un chasseur d’escorte propulsé par un turbopropulseur et un turboréacteur. Le turbopropulseur serait utilisé pour le vol de croisière, et le turboréacteur au décollage et pour les vols à grande vitesse. Le cahier des charges précisait que le distance franchissable devait être de 2000 km et la vitesse maximum de 800 km/h. Ce cahier des charges donnera naissance au Convair XP-81. Dans le domaine des bombardiers, Douglas tenta d'améliorer son A-26 en installant un réacteur General Electric J-31 à l'arrière d'une cellule de A-26B. L'entrée d'air du turboréacteur était installé sur le dos de l'appareil à la place de la tourelle dorsale. L'appareil ainsi remotorisé et appelé XA-26 F gagnait 130 km/h en vitesse de pointe mais ce gain ne fut pas jugé suffisant pour justifier la poursuite du développement. De son coté, l'US Navy commençait à envisager l'emploi de chasseurs à réaction embarqués. Les essais des premiers avions à réaction expérimentaux alliés apprirent au Service des avions de chasse du Bureau of Aeronautics de L'US Navy, que de gros problèmes devaient être résolus avant de pouvoir mettre ces machines en service sur porte-avions. Il semblait que pour mettre en œuvre des avions à réaction sur des porte-avions, il faudrait allonger les ponts d'envol, accroître la puissance des catapultes, et augmenter grandement le volume des soutes à carburant avion. |
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Dans ce contexte, le Bureau of Aeronautics décida d'entrer dans l'ère de la réaction en biaisant, au moyen d'un chasseur à propulsion mixte, à moteur à pistons et turboréacteur. Comparé à un avion à turboréacteur seul, il aurait de meilleures accélérations au décollage, et, en cas de remise de gaz en finale d'atterrissage. De plus, en coupant le turboréacteur pour croiser avec le seul moteur à pistons, l'autonomie et la distance franchissable seraient acceptables pour un chasseur. Avec les deux moteurs à pleine puissance, l'avion promettait d'être aussi rapide en palier et de monter mieux que les chasseurs à moteur à pistons du moment. Ceci conduira au chasseur Ryan FR-1 Fireball et à ses dérivés XF2R-1 et XF2R-2, ainsi qu’au bombardier embarqué à propulsion mixte North American AJ-1 Savage qui avait la même formule que le Douglas XA-26 F avec deux moteurs à piston R-2800 et un turboréacteur J-33. Enfin, mais bien plus tard au début des années cinquante, la France apportera sa contribution à la saga des appareils à propulsion mixte avec le dernier appareil de cette race, le Breguet 960 Vultur qui ne sera pas mis en service mais servira de base de développement au Breguet Br-1050 Alizé. |
Sources : |
Les appareils à propulsion mixte |