Plusieurs prototypes de « Tilt-Prop » furent développés avec un certain succès. Avec ce type de VTOL assez proche des « tilt-Rotor », la transition entre le vol vertical et le vol de croisière est obtenue par pivotement de l’aile complète à 90°. Pour des raisons de sécurité - panne d'une turbine - une interconnexion mécanique était souvent installée entre les hélices-turbines, ce qui aboutissait à compliquer et alourdir les appareils.

La transition du vol vertical au vol horizontal posait de sérieux problèmes de vibrations et difficultés de pilotage. Encore une fois, les premières études sérieuses de « Tilt-Prop » furent réalisées par les constructeurs Allemands pendant la seconde guerre mondiale.

Le Weserflug P.1003 :

La conception de projet d'avion VTOL de Weserflug, date de 1938. Le fuselage était assez conventionnel au contraire des ailes qui étaient articulées et inclinables à la mi-longueur. A l’extrémité des ailes, une nacelle comportait un système de transmission et une hélice de grand diamètre. L'aile était montée haute sur le fuselage, de sorte que l’hélice ait une garde au sol suffisante quand l'aile était en position normale.

Un moteur Daimler-Benz DB-600 à piston était monté dans le fuselage derrière l'habitacle, et actionnait les deux hélices par l’intermédiaire d’arbres de transmission. Le moteur était alimenté par une entrée d'air située dans le nez. Le train principal se rétractait dans le fuselage, et la roue arrière sous la queue. Un équipage de deux personnes était installé dans un habitacle situé dans la section avant de l'avion.

Cet appareil n’a jamais dépassé le stade de la planche à dessin, cependant les VTOL à ailes basculantes ont démontré leur faisabilité technique, mais bien plus tard, avec les appareils suivants :

Le Vertol 76 :

Le Vertol 76 reçu la désignation militaire VZ-2 début 1956. Le fuselage de 8.08 mètres était construit en treillis métallique et avait un habitacle type hélicoptère à deux sièges. Deux turbines Lycoming YT53-l-1 de 860 chevaux étaient montés dans le fuselage et actionnaient deux hélices à trois pales de 2.86 mètres de diamètre montées sur les ailes (envergure : 7.6 mètres) par l’intermédiaire d’arbres de transmission.

En vol sustenté, le tangage et le lacet étaient contrôlé par deux soufflantes situées dans la queue jusqu'à ce que les commandes aérodynamiques prennent le relais lors des transitions. Les essais au sol commencent en avril 1957. Le premier vol vertical est réalisé le 13 août 1957, le premier vol horizontal, le 7 janvier 1958, et la première transition complète le 15 juillet 1958. L’appareil a continué à voler jusqu'en 1965, faisant plus de 450 vols avec 34 transitions complètes.

Boeing Vertol model 147 :

Ce projet fut proposé par Boeing Vertol dans le concours AAFSS (Advanced Aerial Fire Support System) de l'US Army. Cette compétition, initiée en août 1964, devait permettre à l'Army de disposer d'un appareil de combat extrêmement performant, capable de décoller et d'atterrire verticalement. Boeing Vertol mis en concurrence deux équipes d'ingénieurs, afin de sélectionner le meilleur projet. Le Model 147 l'emporta finalement.

Il se présentait comme un appareil bimoteur à aile basculante. Boeing Vertol venait d’explorer cette formule avec son Model 76 (VZ-2), un démonstrateur qui volait depuis août 1957. L'aile basculante était très originale chez ce constructeur, qui étudiait auparavant exclusivement des rotors en tandem (H-21, H-46 "Sea Knight" et CH-47 "Chinook").

Le Model 147 comportait des innovations : Les ingénieurs proposaient par exemple le système "Monocyclic" de contrôle en tangage. Il permettait de se passer en vol vertical d'un rotor de queue comme sur le Canadair CL-84, en jouant sur les hélices. Le contrôle en roulis était obtenu par la différence de poussée des deux rotors. Les deux turbines étaient reliées par un arbre de transmission pour pallier la défaillance de l'une d'elle.

L'armement embarqué consistait en deux tourelles dans le nez et un conteneur ventral qui contenait leurs munitions, avec des missiles ou des bombes. Une maquette fut testée en soufflerie pour valider la formule générale. En février 1965, l'Army annonça la sélection des projets CL-840 de Lockheed (futur AH-56 "Cheyenne") et S-66 de Sikosky. Boeing Vertol abandonna peu après les études autours de l'aile basculante, et le Model 147 sombra dans l'oubli.

Longueur : 10 m
Envergure : 7.60 m
Masse max : 8000 kg
Propulsion :deux turbines de 3400 ch chacune (General Electric T64 ou Lycoming T55

(Le texte et les photos du Boeing 147 ont été aimablement fournis par Alexis Rocher)

Le Hiller X-18 : voir dossier sur le X-18

Le Curtiss-Wright X-100 : ( voir aussi monographie du X-100)

Le X-100 fut construit principalement pour essayer en vol le concept de Curtiss-Wright de la "radial force". Ce phénomène produit une poussée perpendiculairement au flux d'air d’une hélice au fur et à mesure que l'angle d'attaque est augmenté. Le X-100 utilisait un turbopropulseur Lycoming YT53-L-1 monté dans le fuselage et actionnant par l’intermédiaire d’arbres de transmissions des hélices Curtiss Electric en fibre de verre. Ces hélices avaient un diamètre de 3.05 mètres et étaient montées sur les saumons d'aile. A l'arrière du fuselage de 7,34 mètres de longueur, les gaz d’échappement du moteur était utilisés pour le contrôle en roulis et en lacet en vol vertical.

L’envergure était de 4.88 mètres et la masse en charge de 1587 kg. Le X-100 réalise le premier vol vertical libre en septembre 1959 et le premier décollage et atterrissage court en mars 1960. Sa première et seul transition complète est réalisée en avril 1960. Le contrôle en vol vertical était difficile en raison de la faible vitesse des gaz d'échappement qui alimentaient les buses de contrôle à l’arrière de l’appareil. Les essais ont continué jusqu'en octobre 1961, démontrant suffisamment la viabilité du concept pour lancer le programme X-19 qui reprenait le même principe avec quatre hélices.

Le Canadair CL-84 :

Le programme du Canadair CL-84 débute en novembre 1963. C’était un appareil d’une masse à vide de 3600 kg qui pouvait décoller verticalement à 5534 kg, ou faire un décollage court à 6668 kg. Les ailes avaient une envergure de 10.06 mètres et accueillaient deux turbopropulseurs Lycoming T53 LTC1K-4A de 1450 chevaux avec des hélices à quatre pales de 4.27 mètres de diamètres. Le contrôle d’attitude était assuré par deux hélices contrarotatives à deux pales situées en queue de l’appareil et qui étaient replié en vol horizontal pour réduire la traînée.

Le contrôle en lacet était assuré par des ailerons traditionnels. L’appareil réalise son premier vol vertical en mai 1965, et le premier vol conventionnel en décembre. Un total de quatre avions furent construits, dont un qui n'a jamais volé. Les pilotes américains l'ont évalué intensivement, y compris lors de démonstrations sur des navires et sur l'héliport du Pentagone avant que le programme soit abandonné par le Canada et les USA.

Le Curtiss-Wright X-19 :

Après avoir démontré avec succès le concept de « Radial Force » sur le X-100, Curtiss-Wright conçut un appareil d’affaire civil pour six passagers désigné X-200. A la même époque, l’US Air Force commanda deux prototypes X-19, qui étaient des X-200 militarisés avec les sièges éjectables, un treuil, une perche de ravitaillement et une cellule aménagée pour le transport de militaires. L'avion de 13,42 mètres de longueur était propulsé par deux turbopropulseurs Lycoming T55-L-7 installé dans le fuselage et produisant 2650 chevaux chacun. Des hélices de 3.96 mètres de diamètre à trois pales à large corde étaient installées à l’extrémité de chaque aile en tandem. Afin d'éliminer les effets de couple et de torsion sur la cellule les hélices situées diagonalement tournaient dans le même sens tandis que celles situés sur la même aile tournaient en sens inverse.

Le contrôle en roulis et en lacet était assuré par la variation différentielle du pas des hélices. La masse à vide de l’appareil était de 4535 kg et la masse en charge de plus de 5440 kg. Le premier prototype réalise le premier vol vertical le 20 novembre 1963, mais subis un atterrissage dur. Il fut réparé, mais les problèmes avec le système de contrôle et des problèmes mécaniques ont constamment retardé le programme.

Le 25 août 1965 une rupture de transmission provoque une baisse de poussée asymétrique, qui contraint l'équipage à utiliser les sièges éjectables. Au moment de l’arrêt du programme quatre mois plus tard, le premier avion avait réalisé 50 vols pour un total de seulement quatre heures de vol. Le deuxième avion n'a jamais volé.

(Prochainement : monographie complète du X-19)

Le Vought XC-142 : ( voir aussi monographie du XC-142)

La société Vought se mit elle aussi à étudier en 1960 le problème des avions convertibles. Les expérimentations réalisées avec les appareils précédents laissaient espérer la réalisation rapide d’un appareil avec une forte charge utile. Ne disposant pas de l'expérience technologique indispensable, Vought s'associa à deux spécialistes dans ce domaine, les sociétés Hiller et Ryan, et présenta en septembre 1961 le projet V-447, un appareil de transport moyen convertible à décollage vertical. Il s'agissait de produire un transport d'assaut de tonnage moyen capable d'opérer au voisinage de la ligne de front sur des espaces non préparés et de très faibles dimensions.

L'appareil se présentait sous la forme d'un petit avion cargo trapu avec un fuselage à section quadrangulaire aux arêtes légèrement arrondies. Le fuselage comprenait à l'avant un vaste poste de pilotage largement vitré, puis la soute centrale et enfin, l'arrière relevé supportant les empennages.

La voilure, trapézoïdale et à faible allongement, était assujettie au fuselage en position haute et comportait des becs débordants de bord d'attaque et des volets hypersustentateurs à double basculement s'étendant sur toute la longueur du bord de fuite. La voilure pivotait selon son axe horizontal de centrage et pouvait atteindre une incidence voisine de 90°, plaçant alors la voilure perpendiculaire à l'axe de symétrie longitudinal de l'appareil. Les empennages étaient constitués par une surface verticale classique en légère flèche dotée d'une gouverne de direction et par un plan stabilisateur trapézoïdal monobloc.

Le train d'atterrissage était du type tricycle escamotable. Les jumelages de roues du train principal se rétractaient dans des carénages situés à la base des flancs du fuselage, légèrement en arrière du centre de gravité. Le jumelage de roues à l'avant se relevait vers l'avant sous le poste de pilotage.

La puissance motrice était délivrée par quatre turbopropulseurs Général Electric T-64 GE-1 de 2850 chevaux. Ces moteurs, montés dans la voilure avec de grands intervalles, assuraient le soufflage de l'aile et basculaient naturellement avec l'ensemble de la voilure pour les configurations d'atterrissage et de décollage. Une petite hélice, tournant dans le plan horizontal et montée au bout d'un fin carénage caudal, était embrayée uniquement lors des phases de vol à vitesse lente et concourait ainsi à l'équilibrage de la machine à un moment où les empennages aérodynamiques n'avaient aucune efficacité.

En raison de la nouveauté de la formule et surtout des problèmes posés par son application au domaine du transport d'assaut, le premier prototype XC-142A (62-5921) ne sortit de l'usine de Dallas que le 17 juin 1964. A partir de septembre 1964, l'appareil fut essayé longuement avec la position de voilure horizontale, puis le XC-142A effectua sa première conversion de voilure en vol. Le prototype décolla verticalement et, peu à peu, le pilote réduisit graduellement l'angle d'incidence de la voilure jusqu'au calage minimal correspondant au vol horizontal. L'appareil obéit au changement progressif de propulsion et prit rapidement de la vitesse.

Le deuxième prototype, plus particulièrement destiné à l'USAF sortit d'usine le 3 août 1965 et effectua son premier vol avec conversion de voilure le 11 janvier 1966. Les autres prototypes furent également expérimentés avec de bons résultats mais le prix de revient de la machine et sa mise en œuvre étaient trop coûteux. Au cours des six années que durèrent les essais et les expérimentations diverses des prototypes XC-142A, pas moins de 488 vols furent effectués, ce qui en dit assez long sur les qualités de la machine. Bien que n'ayant connu qu'une carrière expérimentale, le LTV XC-142A avait constitué le premier appareil V/STOL possédant ce tonnage et ayant eu, de plus, une vocation opérationnelle.

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