Depuis de nombreuses décennies, divers projets et concepts d'avions submersibles sont régulièrement apparus - des dispositifs capables d'effectuer alternativement vol aérodynamique et plongée sous-marine. En raison de limitations et de difficultés objectives, aucun projet de ce type n'a atteint une application pratique. Cependant, la recherche dans ce domaine se poursuit, et le rôle de premier plan en la matière reste aux États-Unis. Leurs forces navales montrent un grand intérêt pour des équipements d'une classe inhabituelle.
Difficultés objectives
Tout projet d'avion immergé se heurte à un certain nombre de difficultés objectives. La combinaison de deux fonctions fondamentalement différentes complique toujours la conception, jusqu'à la perte de la capacité de l'une d'entre elles. Des complications similaires sont observées dans le contexte d'un planeur, d'un système de propulsion, d'une soute, etc.
À la fin des années 2000, la division Carderock du Naval Surface Warfare Center de l'US Navy a mené un autre travail de recherche sur le thème des aéronefs sous-marins. Il a formé la gamme exacte de tâches et de problèmes typiques de tels projets, et a également proposé des options pour leur solution sur la base des technologies actuelles. Il est important qu'au stade final de cette recherche et développement, de telles propositions soient confirmées par des tests de modèles réduits.
Un avion submersible a besoin d'un planeur léger et durable qui peut voler dans les airs et résister à la pression de l'eau à des profondeurs de fonctionnement. De plus, il doit fournir tous les dispositifs et compartiments nécessaires. Ainsi, un avion a besoin de réservoirs de carburant volumineux et un sous-marin a besoin de ballasts.
La conception d'un groupe motopropulseur est un défi majeur. La plongée secrète et le vol dans les airs sont des processus fondamentalement différents pour différents systèmes de propulsion. En conséquence, l'appareil doit avoir deux moteurs séparés ou une sorte de système combiné.
Des difficultés connues sont à prévoir dans la constitution d'un complexe d'équipements embarqués. Un avion sous-marin a besoin de moyens spéciaux de navigation et de communication, capables de fonctionner alternativement dans différentes conditions. Ce facteur doit également être pris en compte lors de la formation d'un complexe d'armes, de soutes, etc.
Hydrofoil
Le plus intéressant et le plus développé parmi les projets modernes est le concept, formé en 2010 par le centre américain NSWC dans le cadre de la R&D mentionnée. Le but de ce travail était de déterminer la possibilité de créer un avion submersible capable de décoller d'une plate-forme offshore, de voler à 400 milles dans les airs et de passer 12 milles sous l'eau, puis de débarquer des nageurs de combat. Ensuite, il a fallu regagner le quai. La durée de séjour sous l'eau a été fixée au niveau de 3 jours.
La disposition en "aile volante" avec un grand fuselage en saillie, un bord d'attaque en flèche et des moteurs sur les surfaces supérieure et inférieure a été considérée comme optimale. L'aile a été donnée pour les réservoirs et les citernes à diverses fins. Le système de propulsion comprenait une paire de turboréacteurs pour le vol et un gouvernail avec un moteur électrique pour la navigation. A l'intérieur du fuselage et de l'aile, il était possible de placer un cockpit pour deux membres d'équipage et un compartiment séparé pour six parachutistes. Un châssis de ski spécial a été proposé pour le décollage et l'atterrissage.
NSWC Carderock a travaillé sur deux variantes de l'avion sous-marin. Le plus grand avait une envergure d'env.33 m avec une longueur d'env. 10 m. Sa masse calculée atteignait 17, 7 tonnes. La vitesse de croisière était déterminée à 200 milles à l'heure dans les airs et à 6 nœuds sous l'eau; les autres paramètres auraient dû être cohérents avec l'affectation d'origine.
Plusieurs prototypes ont été construits conformément à ces idées. Avec leur aide, ils ont élaboré le vol dans les airs et les modes de décollage et d'atterrissage. Les spécificités de la plongée et du travail à faible profondeur ont également été étudiées. Les plus grandes difficultés, pour des raisons évidentes, ont été causées par les problèmes de transition d'un environnement à un autre. Néanmoins, il a été possible de trouver les meilleures options pour les composants et les assemblages, ainsi que de former les méthodes les plus pratiques pour effectuer divers processus.
Sur la base des résultats de ce travail de recherche, NSWC Carderock a énoncé la possibilité fondamentale de créer un avion submersible cargo-passagers basé sur les technologies disponibles. Cependant, pour autant que l'on sache, ce travail de recherche n'a pas été développé et le look proposé n'a pas été utilisé dans des projets réels. Cependant, des rumeurs circulent à l'étranger sur le lancement éventuel de travaux de conception expérimentale, qui restent jusqu'à présent secrets.
Planeur de mer
Au milieu des années 10, l'Office of Naval Research (ONR) et le Naval Research Laboratory (NRL) faisaient la démonstration de nouvelles versions d'avions sous-marins adaptés à des tâches spécifiques. Il a été proposé d'utiliser de tels produits pour renforcer la défense anti-sous-marine.
Le premier est venu le Flimmer (formé de Flyer et Swimmer) de NLR. C'était un appareil sans queue avec un fuselage en forme de fuseau développé et une forte aile en flèche avec des quilles aux extrémités. Dans la queue se trouvait une hélice propulsive. Plus tard, le Flying Sea Glider est apparu avec une conception aérodynamique normale avec une aile droite et une queue complète. Cet appareil était destiné au vol plané et n'avait pas de moteur.
Le concept Flimmer / Flying Sea Glider impliquait l'utilisation d'un drone sous-marin comme arme anti-sous-marine. Un tel produit doit être largué par le transporteur et survoler la mer à la recherche d'une cible sous-marine. Après l'avoir trouvé, l'UAV devrait éclabousser et passer sous l'eau. Puis il vise le sous-marin ennemi et le frappe avec son ogive. Le Flimmer de la première version était capable de voler et de naviguer tout seul. Le Flying Sea Glider était censé fonctionner sur le principe d'un planeur sous-marin et se déplacer sous l'eau uniquement grâce à l'énergie accumulée.
En 2015-18. deux variantes de drones sous-marins ont été testées et ont confirmé leur capacité à résoudre les tâches assignées. Il est à noter que le concept proposé de drone anti-sous-marin a grandement simplifié le développement du projet. Deux produits de l'ONR et du NRL sont nécessaires pour voler en "aller simple". La sortie de l'eau et le décollage ne sont pas fournis.
Cours de simplification
En 2018, des spécialistes de l'Université de Caroline du Nord ont publié des informations sur leurs travaux de recherche et développement sur le thème du sous-marin sans pilote, commandés par la DARPA. L'appareil de conception de l'avion, "inspiré des oiseaux de mer", a passé les tests nécessaires et a démontré avec succès la capacité de travailler dans deux environnements et la transition entre eux.
Cet appareil a été construit selon une configuration aérodynamique normale avec une envergure d'aile droite de 1,42 m. La longueur du produit est de 1,32 m. Un moteur électrique avec une hélice a été placé dans le nez du fuselage en forme de fuseau pour le vol. Le volume central a été donné pour les batteries et les commandes. Dans la queue du fuselage, devant la poutre tubulaire, il y avait un moteur pour le déplacement sous l'eau. À l'aide d'un long arbre, il a fait tourner l'hélice montée à l'intérieur de l'empennage.
L'atterrissage sur l'eau a été effectué avec un angle d'attaque élevé pour réduire la force d'impact. Après cela, en utilisant les surfaces de direction standard, l'UAV pourrait s'immerger. La procédure de décollage a commencé à une certaine profondeur. L'appareil a pris une position verticale et a commencé à monter grâce au moteur à hélice. Levant le nez au-dessus de la surface, le drone a allumé le moteur de vol.
Dans le projet de l'Université de Caroline du Nord et de la DARPA, un schéma assez simple d'un sous-marin a été mis en œuvre, montrant les capacités nécessaires. Cependant, on ne sait rien sur le développement de ces idées. Probablement, une telle architecture ne peut montrer de hautes performances qu'à petite échelle. La création d'un avion pleine grandeur de ce type sera extrêmement difficile et peu susceptible de fournir toutes les capacités souhaitées.
Avenir incertain
Ainsi, le Pentagone et ses différentes structures ne se désintéressent pas des avions submersibles et lancent de temps en temps le développement de nouveaux échantillons de ce genre. Cependant, les résultats de ces programmes sont encore assez modestes. Plusieurs concepts d'un tel avion avec certaines caractéristiques et avantages ont été développés et testés en pratique, mais les choses ne vont pas plus loin. Aucun des projets de recherche n'a évolué vers un projet à part entière avec une réserve pour une future application pratique.
La principale raison à cela peut être considérée comme un rapport spécifique entre les coûts et les avantages potentiels. Le développement à grande échelle d'avions sous-marins, malgré la possibilité fondamentale, est toujours considéré comme inopportun. En même temps, ils accordent suffisamment d'attention à la recherche dans ce domaine et à la recherche de solutions prometteuses. De plus, la place possible de conceptions inhabituelles dans l'armée de l'air ou la marine reste incertaine. Leurs avantages par rapport à d'autres moyens et systèmes d'aspect traditionnel sont également discutables.
Ainsi, tant dans le passé que maintenant, le résultat principal de tous les nouveaux projets dans le domaine des avions submersibles est l'expérience scientifique, de conception et pratique. Son utilisation dans des projets réels dépend du client potentiel. Jusqu'à présent, avec tout l'intérêt pour les technologies prometteuses, l'US Navy et l'Air Force préfèrent faire avec des solutions traditionnelles.
