Le quatrième type de VTOL "Tail-Sitter" consiste en des appareils basculant après le décollage et utilisant un ou plusieurs turboréacteurs. Contrairement aux autres type de Tail-Sitter, ce type d’appareil ne fut pas étudié par les ingénieurs allemands de la deuxième guerre mondiale en raison de l’absence de turboréacteur assez puissant pour soulever un appareil posé sur les empennages. Il fallut attendre la mise au point de turboréacteur de plusieurs tonnes de poussée au début des années 50 pour que les constructeurs proposent des Tail-Sitter à réaction.

Parmi ceux-ci, seul Ryan et la Snecma sont parvenus à construire et tester en vol le X-13 et le C-450 Coléoptère. Le X-13 à réussi des transitions dans les deux sens mais avec les mêmes difficultés de pilotage que pour le Convair XFY-1 : seul un pilote d’essai exceptionnel pouvait maîtriser l’appareil ! Quant au C-450, un accident détruisit l’unique prototype avant même le début des essais de transition.

Le Ryan X-13 (Voir aussi monographie complète du X-13)

Le X-13 était un avion à aile delta de construction conventionnelle avec une flèche au bord d’attaque de 60° et un dièdre nul. En configuration VTOL, le X-13 n'avait pas de train d'atterrissage conventionnel, mais deux petits butoirs tubulaires non-escamotables en dessous du fuselage et un petit crochet de nez semi-escamotable.

Le crochet de nez supportait l'avion accroché à un câble en acier qui était suspendu entre les deux bras articulés de la plate-forme de lancement. Le X-13, après décollage à partir du câble de support, accélérait jusqu’à ce que la vitesse, l'altitude et les gouvernes aérodynamiques permettent le vol horizontal conventionnel.

Pour l’atterrissage, l'avion ralentissait et basculait lentement jusqu'à une attitude verticale, passant du vol aérodynamique au vol sur la poussée du réacteur. Une fois à proximité de la plate-forme, le X-13 s’approchait lentement du câble support. Un système de repère visuel permettait au pilote du X-13 de jauger la distance entre le crochet et le câble.

Les buses de saumons d’ailes utilisant l'air du compresseur du moteur fournissaient le contrôle en lacet et en roulis pendant les phases VTOL. La tuyère du moteur était également articulée pour le contrôle de l’appareil lors des phases VTOL. L’ensemble des surfaces aérodynamiques et buses de contrôle, ainsi que la tuyère, étaient intégrées à un système d'augmentation de stabilité simple, mais efficace.

Le X-13 était propulsé par un turboréacteur à écoulement axial Rolls-Royce Avon RA.28-49 sans postcombustion. Les surfaces aérodynamiques du X-13 étaient conventionnelles pour un avion à aile delta. Les élevons de bord de fuite étaient monobloc, et l’empennage vertical avait un gouvernail de direction en une pièce.

Le 28 Novembre 1956, après plusieurs vols préliminaires, le X-13, avec le pilote d’essai Girard dans l'habitacle, réalise une transition horizontale/verticale à 1800 mètres d’altitude. Après quelques secondes de vol vertical, il reprend une attitude de vol conventionnelle. C'était la première transition d'un avion à réaction de l’histoire.

Le 11 Avril 1957, le X-13 décolle verticalement pour sa mission la plus importante. Prenant de l'altitude au-dessus d'Edwards AFB dans une attitude conventionnelle, il exécute une série de manœuvres, ralenti puis se cabre jusqu’à être suspendu en vol vertical, et lentement rejoint la rampe de départ. Manœuvrant sur place pour placer son crochet sur le câble de suspension de la rampe, il réalise le premier vol VTOL complet de l'histoire.

En Juillet 1957, le X-13 réalise plusieurs démonstrations complètes VTOL devant des officiels du département de la défense. Les vols ont continué jusqu’à la fin de l'année puis le X-13 à été abandonné en raison d’un pilotage trop difficile pour un emploi opérationnel.

Le SNECMA C450 : (Voir aussi dossier sur les Atar volants et le C450)

Le seul autre « Tail-Sitter » à réaction à avoir voler était dû aux efforts conjugués d'un motoriste français, la SNECMA, et d'un chercheur allemand installé en France : M. Von Zborowski qui se consacrait à l’étude des ailes annulaires.

En plus d’être un appareil à décollage et atterrissage vertical, le C-450 était donc équipé d’une aile annulaire d’un diamètre extérieur de 3,20 m et d’une profondeur de 3 m ce qui donnait une allure vraiment futuriste à cet appareil conçu au milieu des années 50. La partie arrière du fuselage était un simple cylindre contenant le réacteur. La partie avant contenait le cockpit équipé d’un siège et de commandes pouvant pivoter de 90° pendant les transitions et d'importantes surfaces vitrées inférieures et latérales pour assurer une bonne visibilité pendant ces phases.

Le train d'atterrissage quadricycle comprenait des jambes indépendantes montées sur l’aile annulaire à la bases des petites dérives/ailerons. Divers systèmes de détection renseignaient le pilote de la proximité du sol durant l'atterrissage à la verticale. Contrairement au X-13, le C-450 pouvait donc se poser et décoller du sol sans installation spéciale comme le portique du X-13 ce qui donnait un appareil plus réaliste mais aussi plus difficile à poser comme le Convair XFY-1.

Le turboréacteur était un SNECMA ATAR E-5-V, de 3700 kgp, modifié pour un fonctionnement continu en position verticale. Les entrées d'air latérales étaient dessinées spécialement pour assurer une bonne alimentation en marche arrière et durant les transitions.

Pour le contrôle de l’appareil en vol rapide, il y avait quatre gouvernes monobloc permettant le contrôle aérodynamique en profondeur (gouvernes horizontales) ou en roulis et en direction (gouvernes verticales). Pour les phases de décollage et d’atterrissage vertical, le contrôle était assuré par déviation du jet (tangage et lacet) et d'air comprimé provenant du compresseur (roulis).

Après une longue mise au point en 1958, puis d’essais sous portique, le premier vol libre eut lieu à Villaroche le 5 mai 1959, avec Auguste Morel aux commandes suivis d’autres vols d’essai en vue des premières transitions. Malheureusement, le 25 juillet, durant le 7^e vol, le pilote dut s'éjecter en raison de difficultés pour contrôler l'appareil durant la descente vers le sol.

Tout le programme C-450 fut condamné par cet accident et ce fut vainement que la SNECMA tenta de poursuivre ce programme qui semblait pourtant plus prometteur que le X-13 d’un point de vue militaire. Il est à noter que d'autres firmes étudièrent les avions à aile annulaire comme le montre le dessin ci-dessous d'un Kaman "Flying Barrel" :

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