Le tiltrotor CV / MV-22B a été adopté par l'US Marine Corps en 2007. C'est le seul avion en opération aujourd'hui qui décolle et atterrit verticalement et a une vitesse de vol horizontale élevée.
Les hélicoptères, depuis leur introduction dans l'armée de terre et l'armée de l'air françaises lors de la guerre de 1954-1962 avec l'Algérie, ont ajouté une nouvelle dimension au concept d'opérations militaires
L'utilisation d'hélicoptères pour soutenir la manœuvre verticale permet aux unités de combat d'être livrées, quels que soient les obstacles géographiques, à l'endroit où l'adversaire peut le moins s'attendre. Cela ouvre de nouvelles opportunités pour la guerre. Depuis le conflit algérien, les avancées technologiques et l'amélioration continue de la conception de l'hélicoptère ont augmenté ses capacités, notamment sa charge utile et sa portance. Cependant, la vitesse et la portée maximales des hélicoptères polyvalents moyens et lourds modernes ont très probablement atteint leurs limites supérieures.
Par exemple, le dernier modèle F de Boeing de la famille CH-47 Chinook d'hélicoptères de transport polyvalents a une vitesse de pointe de 315 km/h et une autonomie de 370 km. Le CH-47F est suivi de l'hélicoptère russe Mi-35M avec une vitesse maximale de 310 km/h et une autonomie de 460 km. L'hélicoptère moyen AW-101 d'AgustaWestland / Finmeccanica a une vitesse maximale de 309 km / h, tandis que l'hélicoptère moyen AW-139M de nouvelle génération de la même société a une vitesse maximale de 306 km / h. Comme vous pouvez le voir sur cette liste de vitesses maximales, tous les hélicoptères modernes ne peuvent pas atteindre une vitesse maximale d'un peu plus de 300 km/h.
La vitesse de croisière est importante car elle affecte le « redressement » de l'avion lors de l'exécution d'une mission de combat. Plus l'hélicoptère vole vite, plus vite il atteindra son objectif et plus vite il pourra revenir pour ramasser et livrer des forces et des fournitures supplémentaires. Une accumulation rapide de forces terrestres est essentielle au succès d'un assaut aéroporté. Ainsi, la capacité d'un aéronef à effectuer plus de départs sur une période de temps donnée est extrêmement utile. Voler à grande vitesse augmente également la capacité de survie en réduisant le temps d'exposition de l'avion aux observateurs ennemis et aux artilleurs au sol.
Une autonomie accrue est également souhaitable, même si elle est principalement liée à la disponibilité du carburant. Dans le passé, une attention particulière a été accordée à l'augmentation de l'autonomie, qui est directement liée à la capacité des réservoirs de carburant. Les hélicoptères moyens et lourds, comme le Mi-26 d'une autonomie de 800 km et le Sikorsky CH-53E d'une autonomie de 999 km, ont précisément besoin de cette autonomie pour effectuer plusieurs sorties sans ravitaillement. Pendant ce temps, des barres de ravitaillement montées sur des avions tels que l'hélicoptère CH-53E ou l'hélicoptère d'opérations spéciales MH-60G / U Blackhawk permettent d'effectuer des missions à longue portée loin derrière les lignes ennemies. Cependant, la portée et la vitesse de croisière sont étroitement liées du point de vue de la signification opérationnelle pratique. Bien que l'avion puisse avoir une autonomie qui permette à des centaines de milles nautiques d'atteindre la zone d'atterrissage, il est nécessaire de prendre en compte le vol de retour et le temps passé dessus, car cela peut entraîner une augmentation du temps de la force d'atterrissage accumuler. Dans ce cas, il sera incapable d'effectuer rapidement des tâches telles que "aller-retour" en raison de l'augmentation du temps de vol. C'est-à-dire que pour utiliser la longue portée de la manière la plus efficace, l'avion doit à nouveau voler plus vite.
Vis pivotantes
Malgré les difficultés initiales et les critiques des sceptiques, le tiltrotor Bell-Boeing CV / MV-22B Osprey, qui a vu le jour en 1981 dans le cadre du projet conjoint Vertical Take-Off / Landing Experimental (JVX), a changé le concept des opérations impliquant un levage vertical. Véhicules. Déployé pour la première fois par l'US Marine Corps en 2007 et les forces spéciales de l'US Air Force en 2009, ce tiltrotor est actuellement utilisé non seulement au combat (interventions en Irak et en Afghanistan), mais aussi dans des missions humanitaires et de secours telles qu'il a fourni des secours. après le typhon Haiyart qui a dévasté certaines parties des Philippines en 2013. Les Marines, en particulier, voyaient dans le tiltrotor MV-22B une solution au problème de la livraison de troupes à partir de navires bien au-delà de l'horizon. Cette mission était auparavant effectuée par un hélicoptère de transport lourd CH-46E Sea Knight, mais le temps de vol était inacceptable. Cet hélicoptère a mis beaucoup de temps à constituer le contingent de forces de débarquement nécessaire, alors qu'il a effectué plusieurs sorties, le nombre limité de troupes est resté vulnérable.
Les caractéristiques et les capacités uniques du tiltrotor MV-22B visent à résoudre de tels problèmes. Il peut décoller verticalement des navires d'assaut amphibies, mais lors du passage en palier et de la baisse des moteurs, il peut voler à une vitesse de 500 km/h. C'est plus du double de la vitesse du CH-46E, ce qui signifie plus de la moitié du temps de vol vers la même zone d'atterrissage. De plus, une longue autonomie de vol de 722 km et une charge utile plus élevée dans le cockpit de 9070 kg et sur une suspension de 6800 kg augmentent encore son efficacité. L'expérience pratique acquise avec le MV-22B a accru l'intérêt pour les tiltrotors en tant que type d'avion et a amélioré les perspectives de la prochaine génération de tiltrotors. Cela est particulièrement vrai étant donné que le CV / MV-22B utilise en fait des technologies, des matériaux et des processus de développement et de fabrication des années 70 du siècle dernier, qui, sans aucun doute, ont considérablement progressé au cours des trois dernières décennies.
Bell-Boeing s'appuie sur l'expérience CV / MV-22B dans le développement du prometteur avion à rotors basculants V-280 Valor et intègre les dernières technologies, matériaux et procédés de fabrication pour créer un avion à rotors basculants plus avancé.
Pour l'hélicoptère Sikorsky S-97, un schéma avec deux rotors principaux contrarotatifs et un rotor pousseur de queue a été utilisé. Cela a permis non seulement d'obtenir des vitesses élevées, mais aussi la possibilité de voler latéralement et même en arrière.
Des évolutions prometteuses
Comme indiqué ci-dessus, l'industrie aéronautique s'efforce de dépasser la limite de vitesse maximale pour les hélicoptères. Le problème de l'augmentation de la vitesse est en partie lié à l'élément même qui permet à l'hélicoptère de voler verticalement - les rotors supérieurs. Les problèmes à résoudre étaient liés à la traînée aérodynamique des hélices et du corps, à l'élimination des soufflages d'air des pales, au flux d'air inversé et à la compressibilité de l'air. Une discussion sur les subtilités techniques de ces problèmes pourrait prendre plusieurs pages, mais une chose est claire - ils doivent être résolus d'une manière ou d'une autre afin de changer la dynamique du vol en hélicoptère. Les concepteurs essaient de résoudre ces problèmes en allant dans différentes directions et en y "tâtonnant" pour trouver des réponses.
Par exemple, Bell Helicopter a pris le concept éprouvé d'hélice rotative CV / MV-22B et l'a adapté pour son projet de tiltrotor V280 Valor. Selon Steve Matia, directeur du développement commercial pour les systèmes avancés d'hélices rotatives: « La conception et la fabrication du V-280 sont basées sur l'expérience acquise et testée sur le rotor basculant CV / MV-22B, tout en appliquant la conception et le développement les plus avancés. les technologies. Comme il l'a expliqué, l'une des solutions les plus intéressantes est mise en œuvre dans la nacelle V-280. Le tiltrotor CV/MV-22B fait tourner toute la nacelle. Sur le nouveau V-280, seules les hélices et les boîtes de vitesses tournent, tandis que la nacelle et le moteur restent immobiles. Cela permet un atterrissage et un débarquement en toute sécurité, car le carter du moteur n'interfère pas avec l'atterrissage et réduit également les besoins de maintenance. Le tiltrotor V-280, conçu pour diverses tâches, est plus petit que le tiltrotor CV / MV-22B. Il aura une vitesse de croisière de 520 km/h, une autonomie de combat de plus de 930 km, il pourra planer à une altitude de 1828 mètres et voler à une température de 32 degrés Celsius avec une pleine charge de combat, tout en surpassant l'existant hélicoptères en maniabilité. En collaboration avec Lockheed-Martin, Bell propose le tiltrotor V-280 pour le programme d'hélicoptères FVL JMR-TD (Future Vertical Lift Joint Multi-Role Technology Demonstration). Les compagnies ont programmé le premier vol de leur tiltrotor V-280 pour août 2017.
Grâce à l'utilisation d'un rotor de queue poussoir et d'ailerons de queue à double faisceau, le S-97 est déjà nettement plus silencieux que les hélicoptères traditionnels. Lorsqu'il n'y a pas besoin d'une vitesse élevée, mais qu'une faible visibilité est nécessaire, l'hélice de poussée le rend presque silencieux
L'hélicoptère prometteur X3 d'Airbus Helicopters a des ailes courtes qui génèrent une portance à des vitesses supérieures à 80 nœuds, et deux turbopropulseurs pour le vol vers l'avant. Les pilotes parlent favorablement de la maniabilité des avions d'Airbus Helicopter
X2
Pendant ce temps, Sikorsky et Boeing se sont associés sur le programme FVL JMR-TD pour proposer l'hélicoptère SB-1 Defiant. Ils proposent de prendre le projet Sikorsky X2 avec des hélices coaxiales contrarotatives et une hélice poussante comme base pour un nouvel avion ne pesant pas plus de 13636 kg. Cette approche Sikorsky-Boeing présente des avantages, car le démonstrateur technologique X2 de 2 720 kg a effectué plusieurs vols d'essai en 2010, au cours desquels il a atteint une vitesse record de 463 km/h. En 2015, Sikorsky a présenté son prototype du S-97 Raider, un hélicoptère tactique léger polyvalent, pesant environ 5000 kg.
Projet d'hélicoptère Sikorsky et Boeing SB-1 Defiant
Chris Van Buyten, vice-président des projets d'innovation chez Sikorsky, qui dirige le projet: « Voler plus loin et plus vite dans un hélicoptère coaxial est définitivement une exigence clé. Cependant, avec notre projet S-97, nous voulons présenter le giravion de nouvelle génération qui peut surpasser les hélicoptères traditionnels dans tous les paramètres de performance, en particulier à basse vitesse et en vol stationnaire. Le secret du coaxial X2 est que les hélices principales contrarotatives assurent la portance et le vol vers l'avant sans rotor de queue. Au-dessus de 150 nœuds (277,8 km / h), la poussée est fournie par l'hélice de poussée, de sorte que les hélices principales font ce qu'elles font le mieux - fournir de la portance. » Van Buyten a poursuivi en spéculant que les avions S-97 et SB-1 "changeront radicalement la façon dont les pilotes militaires volent et combattent désormais dans des hélicoptères". Au moment où l'équipe de Sikorsky et Boeing enverra leur SB-1 dans les airs en 2017, Sikorsky aura son troisième X2 expérimental en moins de 10 ans, ce qui pourrait enfin confirmer l'évolutivité inhérente du projet à la taille de l'hélicoptère polyvalent moyen UH. -60 Faucon noir.
Le projet X2 de Sikorsky
L'objectif du programme FVL JMR-TD est de développer et de déployer un avion avec des performances et des capacités considérablement améliorées, capable d'effectuer un large éventail de tâches, allant de la reconnaissance et de l'attaque au transport de troupes et de fret.
Projets hybrides
Airbus Helicopters (anciennement Eurocopter) adopte une approche hybride pour développer des hélicoptères à l'épreuve du temps, en utilisant certains des éléments essentiels des avions traditionnels, tels que les ailes rectangulaires courtes. Une telle solution a permis une augmentation significative des vitesses de vol, ce qui a été démontré en 2012 par un vol d'essai du démonstrateur de technologie X3, qui a atteint une vitesse de 255 nœuds (472 km/h) (au-dessus du record de vitesse X2). Le projet X3 combine un rotor supérieur pour le levage et le vol stationnaire et des ailes courtes avec des turbopropulseurs montés dessus, fournissant une poussée pour le mouvement vers l'avant (c'est pourquoi le terme "hybride" est utilisé ici). Il n'a pas de rotor arrière, mais à la place un stabilisateur horizontal avec des stabilisateurs de queue verticaux à chaque extrémité. Volant vers l'avant à des vitesses supérieures à 80 nœuds (148 km/h), les ailes commencent à générer une portance supplémentaire et à haute vitesse fournissent la quasi-totalité de la portance de cet avion.
Airbus n'a pas encore dévoilé ses plans pour un nouvel avion militaire utilisant l'approche démontrée par le projet X3. Cependant, un porte-parole de l'entreprise a suggéré que bon nombre des hélicoptères actuels pourraient inclure ces solutions de conception. Le projet X3 étant basé sur la coque profondément modernisée de l'hélicoptère léger universel AS-365N3 Dauphin d'Airbus Helicopters, cela semble tout à fait possible. Le X3 a été montré à l'armée américaine mais n'a finalement pas été intégré au programme FVL JMR-TD. Airbus a indiqué son intention de se concentrer sur les missions de recherche et de sauvetage et continue de travailler sur un avion basé sur le projet X3 qui pourrait décoller en 2019.
RACHEL
Russian Helicopters a annoncé en 2009 qu'elle développait un hélicoptère aérodynamique à grande vitesse prometteur avec un train d'atterrissage rétractable et une mise en œuvre brevetée du système SLES (Stall Local Elimination System) dans la conception du rotor principal. Selon l'entreprise, le Mi-X1 aura une vitesse de croisière de 475 km/h et une vitesse de pointe pouvant atteindre 520 km/h. En août 2015, lors du salon MAKS à Moscou, le V. I. Mil a montré une démonstration du RACHEL (Russian Advanced Commercial Helicopter) annoncé comme un hélicoptère à grande vitesse. L'hélicoptère peut embarquer jusqu'à 24 passagers ou 2,5 tonnes de fret et le transporter à une vitesse maximale de 500 km/h sur une distance maximale de 900 km. La holding a déclaré que les vols d'essai commenceraient en décembre et la production de masse en 2022. En décembre 2015, un Mi-24K profondément modernisé avec de nouvelles pales de rotor incurvées a été présenté au public. Le but de ce développement est de réduire la traînée aérodynamique, d'augmenter la stabilité et la vitesse de vol de l'hélicoptère. La société s'attend à ce que la vitesse maximale de l'avion expérimental passe de 333 km/h à 400 km/h. Selon l'entreprise, s'il est possible de rééquiper un autre avion avec des pales incurvées, cela augmentera la vitesse de 30%.
Projet russe d'un hélicoptère à grande vitesse prometteur RACHEL
X-PLANE
Une petite société américaine AMV développe son propre projet de navire à décollage vertical à grande vitesse avec des hélices situées sur ses ailes courtes. Les prototypes font clairement allusion à une combinaison d'un véhicule VTOL (décollage et atterrissage verticaux) et d'un hélicoptère à grande vitesse. AMV a lancé sa démo X-PLANE et s'attend à ce que son AMV-211 atteigne une vitesse de pointe de 483 km/h, une vitesse de croisière de 402 km/h et une autonomie de 1110 km. Bien que la société ait soumis sa proposition pour le programme FVL JMR-TD, son projet n'a pas été retenu, et le projet X-PLANE n'a pas été arrêté et son développement se poursuit.
Le concept X-PLANE d'AMV
Traction contrôlée
Un autre candidat dans l'industrie des hélicoptères à grande vitesse utilise la conception brevetée de l'hélice à poussée vectorielle (VTDP) brevetée de Piasecki Aircraft en combinaison avec les ailes principales. Un bimoteur expérimental quadripale X-49 Speed Hawk a décollé pour la première fois en 2007 et a atteint une vitesse de 268 km/h. Ce modèle était basé sur la coque de l'hélicoptère anti-sous-marin Sikorsky SH-60F Seahawk basé sur le pont. Les travaux ont été financés à l'origine par l'US Navy puis par l'US Army pour démontrer les moyens d'augmenter la vitesse des hélicoptères existants à 360 km/h. Ce projet n'a pas été retenu pour le programme FVL JMR-TD.
Projet d'avion Piasecki basé sur l'hélicoptère anti-sous-marin de pont Sikorsky SH-60F Seahawk
Le SB-1 est un développement ultérieur du projet Sikorsky S-97 et est un autre candidat pour le programme FVL JMR-TD, qui vise à répondre au besoin d'un hélicoptère moyen polyvalent.
La raison l'emporte
Les armées de plusieurs pays, dont les forces militaires des États-Unis et de l'OTAN, seront confrontées au problème du vieillissement de leurs flottes d'hélicoptères au cours de la prochaine décennie. De nombreux hélicoptères d'aujourd'hui ont été mis en service dans les années 1980 et leur durée de vie approche déjà les 30 ans. Par exemple, les hélicoptères de combat McDonnell Douglas / Boeing AH-64 Apache ont commencé à ravitailler les troupes en 1986 et, malgré un certain nombre d'améliorations, ont essentiellement les mêmes caractéristiques de vol. La famille UH-60 est encore plus ancienne, les premiers hélicoptères ont été livrés en 1974. Les hélicoptères UH-60M les plus récents ont des systèmes de contrôle de vol électriques, une architecture commune, un nouveau moteur puissant et fiable, mais la vitesse reste la même. La première tâche du programme FVL JMR-TD sera très probablement le remplacement des hélicoptères de la série UH-60, ce qui explique la similitude des conceptions des cabines qui lui sont proposées.
Ainsi, les opérateurs militaires cherchent inévitablement à remplacer leurs appareils. Et ici, ils sont confrontés à la question de savoir s'il faut conserver les conceptions éprouvées, bien qu'avec l'inclusion de l'électronique numérique et de l'avionique, des systèmes de pilotage électrique et des matériaux composites, ou s'orienter vers des projets qui offrent un nouveau niveau d'opportunité. La deuxième question est la possibilité de développer un navire universel qui pourrait effectuer une variété de tâches. L'armée américaine voulait initialement un maximum de trois avions pour effectuer toutes ses missions prévues. Cette idée a changé plusieurs fois, et jusqu'à présent ils se sont installés sur trois projets: l'hélicoptère léger Light Scout (opérationnel depuis 2030), le Medium-Light medium, l'hélicoptère universel / d'attaque avec le début de l'opération depuis 2028 et, enfin, le transport de Heavy Cargo avec une mise en service à partir de 2035. Par ailleurs, l'armée américaine compte sur la mise en œuvre du projet "Ultra", dont la mise en service est prévue en 2025. Il s'agit d'un nouveau véhicule cargo à décollage vertical avec des caractéristiques similaires à celles des avions de transport propulsés par des turbopropulseurs tels que le Lockheed Martin C-130J ou l'Airbus A400M. Mais, à en juger par les résultats d'un briefing du directeur adjoint du département des systèmes de combat au sol et de combat tactique José Gonzales, tenu au département américain de la Défense en janvier 2016, tout semble à nouveau changer. Une catégorisation est suggérée en fonction des capacités nécessaires plutôt que du poids. Ces nouvelles catégories n'ont pas encore été annoncées.
Même sans l'option Ultra, ce concept de nouvel avion a non seulement des problèmes techniques, mais peut également affecter la position actuelle de l'US Air Force - avec son ambition et ses délais. Probablement, d'un point de vue opérationnel, dans diverses tâches, certains projets peuvent être préférables à d'autres. La question principale reste le financement proportionné d'un tel programme et comment il peut affecter d'autres projets de modernisation de l'armée.
Voler vers l'avant
L'expérience d'exploitation du tiltrotor CV / MV-22B révèle les avantages de cet avion et indique de nouvelles façons d'utiliser ses capacités uniques. Fort de cette expérience, le commandement américain des forces d'opérations spéciales USSOCOM a déjà manifesté son intérêt pour augmenter le nombre de tiltrotors CV/MV-22B par rapport aux besoins initiaux. Une expérience suffisante du projet X3 dans le cadre du programme FVL JMR-TD montre la réalité d'atteindre une vitesse élevée, une maniabilité accrue et une plus grande portée de vol. Actuellement, il s'agit de déterminer la viabilité, l'extensibilité et l'adaptabilité des hélicoptères à grande vitesse, ainsi que leur coût, qui leur permettront d'effectuer l'ensemble des missions de combat. Des hélicoptères à grande vitesse se profilent à l'horizon, mais on ne sait toujours pas quand et sous quelle forme.
