Depuis le début des années 40 et les travaux allemands de la seconde guerre mondiale, de nombreuses configurations de véhicules capables de décoller et d'atterrir à la verticale ont été testées, la plupart du temps avec un succès relatif puisque, à l’exception du Harrier (voir histoire du P.1127 et des VTOL de Hawker), du Boeing V-22 et du Yak-38 soviétique, aucune de ces configurations n’a mené à un programme opérationnel.

La plupart d'entre elles ont été abandonnées, soit en raison d’énorme difficultés de pilotage, soit par incapacité de remplir des missions à un coût raisonnable. Quelques solutions viables ont cependant été développées malgré le coût inhérent à une grande complexité et à la nécessité d’utiliser des motorisations très puissantes par rapport aux avions « classiques ».

Il existe plus de seize façons différentes de faire prendre l'air verticalement à un aéronef et de le faire revenir au sol de la même façon qui sont résumé dans le tableau ci-dessous. Sur ce nombre, treize ont été expérimentées sur une cinquantaine de prototypes et trois seulement ont atteint la phase opérationnel (en comptant les hélicoptères). Les principaux systèmes de sustentation utilisés à cette fin consistent en rotors pour les hélicoptères, en hélices basculantes et en moteurs de sustentation pour les autres aéronefs (turboréacteurs, réacteurs à double flux ou moteurs-fusées).

La poussée fournie par de tels engins peut être vectorielle, avec des systèmes de propulsion et de sustentation séparés, ou bien les moteurs peuvent être entièrement basculants ou pourvus de tuyères d'éjection orientables.

L’efficacité en terme d’essor vertical est inversement proportionnelle à la vitesse du jet sustentateur. Les écarts (de l à 100) des vitesses de flux sustentateur et de leur efficacité entre les valeurs extrêmes du rotor d'hélicoptère et du moteur fusée sont énormes :

-de 25 à 2500 m/s en vitesse de jet ;

-de 5 à 0,05 kg soulevés en poussée spécifique.

Entre les deux, on trouve successivement l'hélice, l'hélice carénée, le turboréacteur à double flux puis à simple flux. Pour une poussée verticale donnée, la recherche d’un rendement optimal impose d'engendrer une grande masse d'air à faible vitesse. C'est ce que permet un grand rotor d'hélicoptère, imbattable pour de longs vols stationnaires.

A l'opposé, un turboréacteur de sustentation a une consommation en carburant très supérieure. Mais, par comparaison avec le système propulsif de l'hélicoptère (turbine à gaz plus entraînement mécanique, plus commandes des pales, etc.), il est très léger et peut être utilisé pour une propulsion rapide en croisière en pivotant l'axe de son jet à l'horizontale. Il atteint ainsi des vitesses supersonique quand l'hélicoptère ne peut guère dépasser 300 km/h.

Cependant, outre leur consommation, les réacteurs à poussée vectorielle présentent des défauts. Le principal réside dans le fait que de tels engins fournissent une poussée trop importante pour être rentables en vol de croisière. Quant au réacteur à double flux flanqué de réacteurs de sustentation, il est mal adapté au vol supersonique.

Sources :

1) X-planes de Jay Miller
2) Les avions Vought de Bernard Millot
3) Les avions de combat Français de Jean Cuny
4) British Secret Projects de Tony Buttler
5) X-Planes de H. Cowin
6) Curtiss X-Planes de F.H. Dean
Sites web :
V/STOL: The First Half-Century
VTOL/ADAV:Les appareils à décollage et atterrissage verticaux
GERMAN VTO & HELICOPTER PROJECTS OF WORLD WAR II