Plus de 100 ans de développement de l'aviation, de nombreux avions inhabituels ont été créés. En règle générale, ces machines se distinguaient par des solutions de conception avant-gardistes et n'étaient pas produites en série. Leurs destins étaient brillants, mais de courte durée. Certains d'entre eux ont eu un impact notable sur le développement futur de l'aviation, d'autres sont oubliés. Mais elles ont toujours suscité un intérêt accru tant auprès des spécialistes que du public. Notre magazine a également décidé de rendre hommage à l'exotisme aéronautique.
Histoire de la création
Fin 1951, le premier bombardier stratégique équipé du turboréacteur Boeing B-47 est entré en service dans l'US Air Force Strategic Aviation Command. En tant que bombardier moyen (charge maximale de bombe d'environ 10 tonnes). il ne pouvait pas transporter dans ses compartiments toute la gamme de bombes de l'arsenal nucléaire américain de l'époque. Ainsi, le jet B-47 n'était qu'un ajout à l'énorme piston B-36. Par conséquent, l'Air Force a lancé le développement du bombardier lourd B-52. Les premières modifications de cet avion par rapport au B-47 avaient deux fois la masse au décollage. portée d'environ 5 500 km et, surtout, pouvait emporter une bombe à hydrogène Mk 17 d'une masse de 21 tonnes et d'une capacité de 20 Mt.
Cependant, la perspective de l'apparition dans un avenir proche de missiles guidés anti-aériens et d'intercepteurs supersoniques a jeté le doute sur la possibilité même des bombardiers subsoniques lourds d'atteindre leurs cibles désignées au plus profond du territoire de l'URSS. Dans cette optique, en 1954, l'US Air Force a émis un ordre de conversion pour la construction de bombardiers supersoniques B-58. Opérant à partir de bases européennes, ils étaient censés être les premiers à envahir l'espace aérien soviétique et à frapper les principales installations de défense aérienne, ouvrant la voie aux B-52 lourds. Cependant, le Strategic Aviation Command n'a jamais montré beaucoup d'enthousiasme pour le B-58, principalement parce que cet avion avait une autonomie de vol courte (sans ravitaillement seulement environ 1 500 km) et transportait une charge de bombes insignifiante, et les accidents fréquents ont complètement sapé sa réputation. De retour fin 1954, le général Le Mae, commandant de l'aviation stratégique de l'US Air Force. Après s'être familiarisé avec les données calculées du B-58, il s'est adressé au ministère de la Défense pour lui demander d'examiner la question d'un autre bombardier, qui pourrait à l'avenir remplacer le B-52 - avec une autonomie sans ravitaillement d'au moins 11 000 km et "la vitesse maximale possible". Cet avion, pour l'exploitation duquel les aérodromes et équipements au sol existants seraient adaptés, aurait dû être en service dans l'armée de l'air de 1965 à 1975.
Par ordre de Le May, l'US Air Force a publié GOR # 38 General Tactical Requirements for a Manned Intercontinental Bomber Weapon System Bomber. Après un certain temps, le document suivant est apparu, dans lequel le projet a reçu la désignation WS-110A - "Système d'arme 110A". Le schéma de l'utilisation au combat d'un tel avion consistait à s'approcher de la cible à très haute altitude à une vitesse correspondant au nombre M = 2, et avec son augmentation au nombre correspondant M = 3 sur le territoire de l'ennemi. Après avoir lancé un missile air-sol guidé avec une tête nucléaire sur la cible, le bombardier a dû se retirer le plus rapidement possible. À la suggestion d'un groupe publié au Wright Research Center pour étudier les moyens de mettre en œuvre ces exigences, le chef d'état-major de l'US Air Force a ordonné le développement du projet WS-110A sur une base concurrentielle. La condition principale de la victoire était considérée comme l'atteinte de l'altitude et de la vitesse de vol maximales possibles. Les livraisons d'avions en série devaient commencer en 1963.
Six entreprises ont soumis des propositions à l'Air Force en octobre 1955. Le mois suivant, deux finalistes, Boeing et North American, ont reçu des commandes pour des études de conception détaillées du bombardier. Rappelons qu'à cette époque, le rendement des turboréacteurs laissait beaucoup à désirer et que le vol à longue distance à vitesse de croisière supersonique nécessitait un approvisionnement en carburant exorbitant. Les deux projets impliquaient la création d'avions énormes.
Ainsi, le projet nord-américain prévoyait le développement d'un bombardier d'une masse au décollage de 340 tonnes avec une aile trapézoïdale, auquel étaient attachées de grandes consoles en flèche vers l'avant avec des réservoirs de carburant au milieu. Ce dernier avait les mêmes dimensions que le fuselage du B-47, et contenait 86 tonnes de carburant chacun, offrant une autonomie intercontinentale à une vitesse de vol subsonique élevée. Après avoir surmonté la majeure partie du chemin, les consoles avec les réservoirs ont été larguées et l'avion a accéléré à M = 2,3 pour se jeter sur la cible et partir. A propos de ce projet, le général Le Mae a fait remarquer sarcastiquement: "Ce n'est pas un avion, mais une liaison de trois avions". De plus, l'exploitation d'un tel aéronef à partir d'aérodromes existants et l'utilisation d'équipements au sol existants étaient hors de question. Les deux projets présentés ont été rejetés, et bientôt le programme WS-110A s'est limité aux seules études de la possibilité même de créer une telle machine.
Un an et demi plus tard, Boeing et North American ont soumis de nouvelles propositions pour le WS-110A. Indépendamment les uns des autres, ils sont arrivés à la conclusion que l'utilisation de carburant synthétique à haute teneur en calories. il est possible d'atteindre une vitesse de croisière supersonique sans recourir à des configurations aérodynamiques exotiques. De plus, grâce aux progrès de l'aérodynamique, il est devenu possible d'améliorer considérablement la qualité aérodynamique d'un avion lourd, ce qui a permis de réduire la quantité de carburant nécessaire pour atteindre l'autonomie intercontinentale. En aérodynamique, North American a particulièrement réussi, décidant d'utiliser dans son projet le principe de portance croissante « par compression » développé par la NASA. Elle a effectué des recherches en soufflerie pour déterminer s'il est réaliste de créer un avion dont la qualité aérodynamique est améliorée par la portance supplémentaire générée par les ondes de choc. Les résultats ont dépassé toutes les attentes - il s'est avéré que sur la base de ce principe, très similaire à l'effet de planer un hors-bord sur la surface de l'eau, il est possible de créer un avion qui répond aux exigences de l'armée de l'air, même indépendamment de le type de carburant utilisé.
À la fin de l'été 1957, l'US Air Force, curieuse de ces résultats, a étendu le programme de recherche en conception afin que les entreprises puissent soumettre des conceptions décrivant les principaux systèmes. Après leur évaluation par des représentants de l'Armée de l'Air en décembre 1957, la préférence est donnée au projet de l'avion Valkyrie B-70 (Valkyrie la jeune fille-déesse guerrière dans la mythologie scandinave) par la compagnie nord-américaine, avec laquelle ils signent un contrat pour la construction de 62 avions - 12 expérimentaux et de pré-production et 50 en série. En parallèle avec la firme "General Electric" a signé un contrat pour la création du moteur J93. capable de fonctionner à la fois avec des carburants conventionnels et synthétiques. L'ensemble du programme était estimé à 3,3 milliards de dollars.
Lors du soufflage du modèle XB-70 dans la soufflerie, les ondes de choc sont clairement visibles
Tests au sol de la capsule de sauvetage
Installation du moteur YJ93-GE-3
Une partie de la recherche scientifique requise pour le projet devait être effectuée dans le cadre du programme de création d'un intercepteur à longue portée "North American" F-108 "Rapier" avec les mêmes moteurs J93, qui pourrait atteindre des vitesses allant jusqu'à 3200 km/h et être armé de trois missiles guidés à tête nucléaire. La portée de conception du F-108 dépassait 1600 km et la portée du ferry était de 4000 km. Les "rapières" étaient censées accompagner le B-70 et couvrir les objets stratégiques des bombardiers soviétiques, similaires à la "Valkyrie", dont l'apparition dans l'arsenal de l'URSS ne tarderait pas si le B-70 réussissait.
L'US Air Force a insisté pour accélérer le développement du B-70 avec cela. de sorte que son premier vol a eu lieu en 1961, et la première aile de 12 avions a pris ses fonctions de combat en août 1964. La première étape du programme - le développement, la construction et l'approbation du modèle de l'avion - a été achevée en avril 1959 Sur la base des résultats d'une inspection par des spécialistes de l'Air Force, il a été proposé d'apporter 761 modifications au projet et 35 modifications à la disposition. Étant donné que le programme de développement du B-70 figurait parmi les principales priorités, tous les commentaires ont été rapidement éliminés.
Cependant, cela n'a pas duré longtemps. Le premier échec du programme était lié au carburant hautement calorifique pour les moteurs J93, le carburant dit borohydrure. Son utilisation, bien sûr, fournissait une plus grande énergie de combustion par rapport au kérosène, mais en même temps, les gaz d'échappement des moteurs contenaient beaucoup de substances toxiques, ce qui obligeait tout le personnel au sol à travailler dans un état de guerre chimique permanent. De plus, le coût du carburant borohydrogène s'est avéré très élevé et, selon les calculs, lorsqu'il a été brûlé dans les postcombustion des moteurs J93, la plage de vol de la Valkyrie n'a augmenté que de 10%. Cette augmentation a été jugée insuffisante pour justifier les coûts de développement et de production de nouveau carburant. Même si la firme d'Olin Mathison avait presque fini de construire l'usine pour sa production, le programme a pris fin. L'usine de 45 millions de dollars n'a jamais commencé à fonctionner.
Un mois plus tard, le programme de développement de l'intercepteur F-108 était également terminé, invoquant le fait que ses moteurs devaient fonctionner au carburant borohydrogène. Cependant, la véritable raison de l'arrêt du développement du F-108 était le manque de fonds - le développement à grande échelle de missiles balistiques intercontinentaux nécessitait beaucoup d'argent, ce qui a conduit à la nécessité de revoir le financement des projets d'avions habités. Mais parallèlement au F-108, le développement du chasseur Lockheed A-12 (F-12A), à vocation similaire, qui deviendra plus tard le célèbre SR-71, était en cours. Incidemment, Lockheed avait abandonné le carburant boorhydrique encore plus tôt et à la fin de 1959 avait presque terminé le développement de son intercepteur. Les fonds libérés à la suite de la fermeture du programme F-108 ont été transférés à l'équipe Kelly Johnson pour construire des prototypes de l'A-12.
En octobre 1959, plus de 315 millions de dollars avaient déjà été dépensés pour la création du B-70. Étant donné qu'une partie des recherches liées au vol M-3 devait être effectuée dans le cadre de la création du F-108, le coût des travaux nécessaires sur le programme B-70 après les événements mentionnés a augmenté de 150 millions de dollars supplémentaires.. Malgré cela, en décembre 1959, le crédit de la Walkyrie pour l'exercice 1961 est passé de 365 millions de dollars à 75 millions de dollars. Les nouveaux plans prévoyaient la construction d'un seul exemplaire du XB-70, puis sans système de visée, de navigation et autres systèmes de combat. Le premier vol était prévu pour 1962, et le programme d'essais en vol a été prolongé jusqu'en 1966.
Cependant, à l'été 1960 à Moscou, lors du défilé aérien de Touchino, le bombardier supersonique M-50 développé par le bureau d'études de V. M. Myasishchev a été présenté. La redoutable apparence de combat du véhicule a choqué les délégations militaires étrangères présentes au défilé. Ne connaissant pas ses véritables caractéristiques, les Américains ont immédiatement repris le financement du développement de la Valkyrie pour le même montant. Mais déjà en avril 1961, le nouveau secrétaire américain à la Défense, Robert McNamara. grand partisan des missiles, le réduisit froidement à la construction de trois bombardiers expérimentés. Les deux premiers, exclusivement de recherche, avaient un équipage de 2 personnes et la désignation XB-70A, le troisième avion, un prototype de bombardier avec la désignation XB-70B, avait un équipage de quatre (deux pilotes, un opérateur de systèmes de guerre électronique et un navigateur). Cette fois, la Valkyrie n'a été sauvée que par le fait qu'elle pouvait être utilisée comme porteur des missiles Skybolt GAM-87A (WS-138A) d'une portée allant jusqu'à 1600 km, développés par la société Douglas. Le B-70 pourrait patrouiller au-delà des frontières d'un ennemi potentiel, et en cas de conflit, lancer des missiles hypersoniques à têtes puissantes. Mais les cinq lancements expérimentaux du B-52 ont échoué. Voyant que le développement de la fusée est coûteux, et que le sort de son porte-avions B-70 est très flou, le président des États-Unis a arrêté son développement.
Le premier XB-70A dans l'atelier de montage
Un ascenseur spécial a été utilisé pour embarquer l'équipage dans le cockpit du XB-70A.
En janvier 1962, en réponse à une autre menace de fermeture, le programme Valkyrie subit à nouveau des modifications et l'avion reçut la désignation RS-70 - bombardier de reconnaissance stratégique. signifie redonner vie au B-70 en tant qu'avion de combat, affirmant qu'il pourrait être utilisé comme véhicule supersonique. une scène de lancement préservée pour les engins spatiaux de combat tels que le Dinosaur et des plates-formes pour le lancement de missiles balistiques. Il a même été suggéré qu'il pourra remplir les fonctions d'un intercepteur spatial.
Mais tous les efforts pour préserver la "Valkyrie" ont été vains. Le secrétaire à la Défense estimait que de meilleurs résultats pouvaient être obtenus par d'autres moyens. Même l'importance de l'expérience acquise lors de la création du B-70 pour le développement d'un avion civil supersonique, du point de vue de McNamara, n'était pas significative, bien qu'il ait personnellement dirigé un comité spécial sur cette question. Remarque: En termes de configuration, de poids et de conception, le B-70 correspondait parfaitement aux vues de l'époque sur les avions de transport supersoniques. Son altitude de croisière était de 21 km. et la vitesse atteint M = 3. Dans le même temps, sa charge utile, égale à seulement 5 % (12,5 t) de la masse au décollage (250 t), était nettement insuffisante pour un avion commercial. Dans le même temps, le rayon d'action de la Valkyrie était de 11 000 km, tandis que la plupart des routes transatlantiques avaient une longueur d'environ 9 000 km. En optimisant l'avion pour ces routes et en réduisant l'approvisionnement en carburant, la charge pourrait être portée à 20 tonnes, ce qui aurait permis d'atteindre le niveau de rentabilité requis pour un paquebot civil.
Bien sûr, toutes ces perturbations dans le financement et les débats incessants au Congrès ne promettaient rien de bon pour l'avion, mais North American continua obstinément à construire le premier prototype de la Valkyrie. Comme ils disent. Vaska écoute et mange.
Caractéristiques techniques
L'une des raisons d'une telle attitude méfiante envers le B-70 était son caractère trop inhabituel pour cette époque, pourrait-on dire, révolutionnaire. En conséquence, le risque technique dans la création de la "Valkyrie" était extrêmement élevé. Parmi les principales caractéristiques de l'avion, il convient tout d'abord d'attribuer la configuration aérodynamique "canard", l'aile triangulaire et la queue horizontale trapézoïdale avant. En raison de la grande épaule du PGO, il a été utilisé efficacement pour équilibrer l'avion, en particulier à des vitesses supersoniques, ce qui a permis de libérer les élevons pour le contrôle du tangage et du roulis. Lors de l'approche à l'atterrissage, l'angle de braquage maximal du PGO était de 6 °, et sa partie arrière pouvait en outre dévier vers le bas de 25 ° et servait de volets d'atterrissage. En les déviant, le pilote a augmenté l'angle de tangage, tout en équilibrant l'avion en poussant le volant de commande vers l'avant, c'est-à-dire inclinant vers le bas les elevons et augmentant encore la portance globale. Dans le même temps, le PGO est devenu une source d'instabilité longitudinale et directionnelle de l'avion à des angles d'attaque élevés, son écoulement incliné a eu un effet néfaste sur les propriétés d'appui de l'aile et a aggravé le fonctionnement des entrées d'air. Cependant, North American a déclaré avoir testé rigoureusement les B-70 dans des souffleries pendant 14 000 heures et résolu tous les problèmes.
La caractéristique la plus importante de l'agencement aérodynamique de l'avion était l'utilisation bénéfique d'un tel phénomène, en principe nocif, comme les ondes de choc formées lors d'un vol supersonique. Cela permettait de naviguer avec un angle d'attaque minimum et donc avec une faible résistance. Des essais en soufflerie et des calculs ont montré qu'en vol avec une vitesse correspondant à M = 3, à une altitude de 21 000 m, du fait des ondes de choc, il est possible d'augmenter la portance de 30% sans augmenter la résistance. De plus, cela a permis de réduire la surface de l'aile et, par conséquent, de réduire le poids de la structure de l'aéronef.
La source de ce système de saut "utile" était la cale d'admission d'air avant de la Valkyrie. La prise d'air elle-même était divisée en deux canaux de section rectangulaire, d'une hauteur à l'entrée de 2,1 m et d'une longueur d'environ 24 m. Derrière la cale, il y avait trois panneaux mobiles reliés les uns aux autres. La position des panneaux a été ajustée en fonction du débit d'air requis. Des trous y ont été pratiqués pour drainer la couche limite, ce qui a assuré un écoulement uniforme à l'entrée de chacun des trois moteurs. Sur l'extrados de l'aile, les volets de dérivation d'air principal et auxiliaire étaient situés, permettant dans une certaine mesure de contrôler le débit dans l'entrée d'air. Les calculs nécessaires pour assurer le bon fonctionnement de l'admission d'air dans diverses conditions de vol ont été effectués à l'aide d'un système complexe de capteurs et de calculateurs analogiques.
Déploiement solennel du premier exemplaire du XB-70A
Ravitaillement XB-70A avec du carburant
Décollage du premier exemplaire du XB-70A
Sauts survenant sur le vitrage frontal de la verrière du cockpit avec la configuration habituelle du nez de l'avion. augmenter de façon inadmissible la traînée lors du vol à grande vitesse. Pour les éviter, les angles d'inclinaison de toutes les surfaces de nez de l'avion doivent être très faibles. Dans le même temps, il est nécessaire de fournir aux pilotes une bonne visibilité lors de l'approche à l'atterrissage. North American a choisi une méthode relativement simple pour satisfaire les deux exigences, en faisant doubler les pare-brise, avec les extérieurs, ainsi que la surface supérieure du nez du fuselage devant les fenêtres, mobiles. En vol à basse vitesse, ils sont descendus, offrant la visibilité nécessaire, et en vol supersonique, ils sont montés, formant une transition en douceur. La surface totale du vitrage du cockpit est de 9,3 m. Tous les panneaux transparents, dont le plus grand mesure plus de 1,8 m de long, sont en verre trempé résistant à la chaleur.
Une caractéristique tout à fait unique du Valkyrie était les extrémités des ailes, qui sont déviées vers le bas pendant le vol de croisière pour augmenter la stabilité directionnelle et réduire la traînée d'équilibrage. De plus, ils ont permis de réduire l'empennage vertical, augmentant ainsi la qualité aérodynamique d'environ 5 %. La firme a déclaré que la qualité aérodynamique de l'avion est de 8 à 8,5 en vol de croisière supersonique. et en subsonique - environ 12-13.
Une grande soute à bombes, longue de près de 9 m, située entre les canaux d'admission d'air, pouvait accueillir tous types de bombes nucléaires. La soute à bombes était fermée par un grand panneau plat coulissant qui, une fois ouvert, glissait vers l'arrière. Certes, le largage de bombes à partir d'un tel compartiment à des vitesses de vol supersoniques est un problème. L'actif nord-américain, ou plutôt le passif, avait déjà l'expérience du développement d'une telle conception - la société n'a pas amené la célèbre soute à bombes linéaire du supersonique Vigelent à la soute conditionnelle, à cause de laquelle le bombardier de pont s'est transformé en bombardier de reconnaissance.
Le châssis de la Valkyrie est également remarquable. Pour réduire l'espace occupé en position rétractée, les chariots à quatre roues sur les supports principaux avant la récolte ont été tournés et plaqués contre le rack. En même temps, chaque chariot avait une petite sellette d'un mécanisme de déverrouillage automatique, ce qui empêche le dérapage et le dérapage de l'avion sur une surface glissante. Les pneus des roues d'un diamètre de 1060 mm étaient en caoutchouc spécial et recouverts de peinture argentée pour refléter le rayonnement infrarouge. Avant de voler à grande vitesse, les pneumatiques étaient teintés avec de la peinture fraîche. Lors du freinage, lorsque les pneus étaient chauffés jusqu'à 230 ° C par pneumatique, la surpression qu'ils contenaient était évacuée par une valve spéciale, ce qui empêchait leur explosion.
Le cockpit du V-70 était situé à une hauteur de 6 m au-dessus du sol, ce qui nécessitait l'utilisation d'ascenseurs spéciaux pour l'équipage et le personnel technique. Grâce au puissant système de climatisation et d'étanchéité, les membres d'équipage de Valkyrie pouvaient s'habiller avec des combinaisons de vol légères et des casques avec masques à oxygène. Cela leur a procuré une liberté de mouvement et un confort relatif, contrairement aux pilotes d'autres avions à haute altitude et à grande vitesse. Par exemple, les pilotes de l'A-12 à grande vitesse devaient voler dans des combinaisons spatiales du vaisseau spatial Gemini, et les pilotes de l'U-2 à haute altitude - dans des combinaisons spéciales et des casques à pression. Le cockpit du V-70 était divisé en deux compartiments par une cloison répétitive, dans chacun desquels, lors des vols à haute altitude, une pression correspondant à une altitude allant jusqu'à 2440 m pouvait être créée. En cas de décompression dans le fuselage, deux portes ont été ouvertes, fournissant à la cabine un flux venant en sens inverse. Au milieu de celui-ci, il y avait un passage menant au compartiment avec des équipements électroniques à l'arrière du cockpit. La fibre de verre a été utilisée pour l'isolation thermique. Pour refroidir le cockpit et le compartiment électronique, deux groupes frigorifiques fonctionnant au fréon servaient.
Lors du premier vol, le train d'atterrissage n'a pas pu être retiré
Les membres d'équipage du B-70 étaient logés dans des capsules individuelles, ce qui était censé augmenter radicalement la sécurité d'éjection dans tous les modes de vol. Chaque capsule avait un système autonome de pressurisation et d'alimentation en oxygène, conçu pour assurer la vie humaine pendant 3 jours, le siège à l'intérieur était régulé par l'angle d'inclinaison et la hauteur. Juste avant l'éjection, le siège du pilote était basculé de 20° vers l'arrière. et les rabats de la capsule se sont fermés. Le panneau supérieur du fuselage a été automatiquement largué et la capsule a été tirée à une hauteur d'environ 1,5 m au-dessus du fuselage, après quoi son moteur à réaction a été mis en marche. Ensuite, deux tiges cylindriques avec de petits parachutes aux extrémités ont été prolongées de la capsule, assurant la stabilisation pendant la chute libre. Le parachute principal s'ouvre automatiquement. Pour amortir l'impact au sol, il y avait un coussin en caoutchouc gonflable au fond de la capsule. Vitesses d'éjection estimées - de 167 km / h au nombre correspondant de M 3 à une altitude d'environ 21 000 m, l'éjection des capsules de tous les membres d'équipage a été effectuée. Avec un intervalle de 0,5 s. Parallèlement, dans certaines situations d'urgence, le pilote pouvait se refermer dans la capsule sans s'éjecter. À l'intérieur, il y avait des boutons avec lesquels il était possible de contrôler l'avion jusqu'à ce qu'il descende à une altitude de sécurité, et le contrôle des moteurs depuis la capsule n'était limité que par une diminution du nombre de tours. Dans la partie avant de la capsule, il y avait une fenêtre qui permettait de surveiller les lectures des instruments. Après avoir baissé les volets, les capsules ont pu être ouvertes et le pilote a pu reprendre le contrôle de l'avion en mode normal.
Depuis la conception du B-70 a été conçue pour un long vol à une vitesse de plus de 3000 km/h. l'un des problèmes les plus difficiles de son développement était le chauffage cinétique. Pour la Valkyrie, ce problème s'est avéré encore plus difficile que pour l'avion expérimental nord-américain X-15. conçu pour un vol court avec une vitesse hypersonique correspondant au nombre M 6. Si à la surface de ce dernier les pics de température atteignaient 650°C, mais maintenus à ce niveau seulement quelques minutes, alors pour le B-70 la photo était différent. Un vol long, de plusieurs heures, à M 3 a nécessité qu'une partie importante de l'ensemble de la structure de l'avion puisse fonctionner efficacement à une température de 330 °C. Cela a déterminé le choix de l'acier à haute résistance et du titane comme principaux matériaux de structure. Les températures dans les compartiments moteurs, atteignant 870°C, ont conduit à l'utilisation d'alliages à base de nickel et de cobalt. Le feutre de dioxyde de silicium a été utilisé pour protéger les entraînements et autres mécanismes de la chaleur générée par les moteurs. La peau extérieure du compartiment moteur était en titane. Les températures de fonctionnement de certains vitrages du cockpit atteignaient 260 C. Les niches des trains d'atterrissage devaient être refroidies à 120 ° C à l'aide d'une solution d'éthylène glycol circulant dans des tubes soudés aux parois. Lors du choix des matériaux de construction, non seulement les températures élevées ont été prises en compte, mais également les conditions météorologiques possibles. Par exemple. pour étudier l'effet de la pluie, l'entreprise a accéléré des éléments de structure à l'aide d'un affût de fusée à une vitesse de 1500 km/h. Pour réduire le poids de la structure, des panneaux « stratifiés » ont été utilisés, constitués de deux tôles d'acier d'une épaisseur de 0,75 à 1,78 mm et d'un remplissage en nid d'abeille entre elles. Si tous ces panneaux étaient disposés les uns à côté des autres, ils couvriraient une superficie de 1765 m. En plus de leur faible poids et de leur résistance élevée, ces panneaux avaient une faible conductivité thermique. L'industrie aéronautique à cette époque ne disposait pas de la technologie pour produire de tels panneaux, et l'entreprise est partie de zéro.
Mais peut-être plus important dans la création de la Valkyrie que l'utilisation de nouveaux matériaux a été la transition du rivetage et de l'assemblage manuel des structures d'avions au brasage et au soudage mécaniques, ce qui est comparable à la révolution de la construction navale. Dans le bâtiment de l'usine, où le XB-70A était en cours d'assemblage, au lieu du cognement des marteaux pneumatiques, seul le sifflement de dizaines d'unités de soudage et de meuleuses, nettoyant les coutures, a été entendu. La méthode d'assemblage de la structure de l'avion par soudage était si nouvelle que l'équipement de soudage, les méthodes de son application et la technologie de contrôle des cordons de soudure n'ont finalement été développés que lors de l'assemblage du premier prototype d'avion. A certains endroits de la structure, où il était impossible de se passer de rivetage, pour gagner du poids, les rivets ont été remplacés par des tubes évasés des deux côtés.
Il y avait tellement de problèmes dans la conception du XB-70 que la société nord-américaine ne pouvait pas faire face seule à une tâche aussi énorme et a transféré une partie du travail à d'autres sociétés, dont le nombre dépassait 2000. Les principaux étaient: Air Recherche (système de signalisation aérienne). "Autonetic" (système de contrôle automatique). Avko (partie arrière du fuselage supérieur), Chance Vout (empennage horizontal et vertical). Newmo Dynamics (châssis). Curtiss Wright (entraînement de déviation de bout d'aile). Hamilton Standard (système de climatisation). "Pop" (élevons et orteils des ailes), "Solar" (prise d'air). Sperry (système de navigation inertielle). "Sandstrand" (unité de puissance auxiliaire).
La Valkyrie, accompagnée du B-58A, revient après avoir franchi le mur du son pour la première fois. 12 octobre 1964
Au cours de ce vol, de la peinture est tombée sur de nombreuses parties de la surface de l'avion.
Le plus gros sous-traitant, Boeing, s'est vu confier la conception et la production de l'aile Valkyrie, qui est devenue la plus grande aile delta de l'époque, travaillée en gants blancs. Onze réservoirs de carburant, situés dans l'aile et le fuselage, contenaient environ 136 tonnes.carburant et avait une structure soudée. Selon les déclarations de la BBC. c'était la principale raison du retard dans la construction de l'avion - les technologues ne pouvaient en aucun cas garantir l'étanchéité des soudures. Leur porosité était, en règle générale, microscopique, mais il fallait l'éliminer, car en vol les réservoirs étaient pressurisés avec de l'azote, dont la fuite conduirait à l'entrée d'air dans les réservoirs et à la formation d'un mélange explosif. Les premières tentatives pour réparer la fuite par soudure ont été totalement infructueuses. À cet égard, un mastic caoutchouteux "Viton" a été développé à l'endroit où la fuite a été trouvée. une couche de Viton a été appliquée. qui a durci pendant 6 heures à une température de 177 C. En règle générale, pour éliminer la fuite, il était nécessaire d'appliquer au moins six couches de Viton. L'enrobage a été réalisé par une personne portant des vêtements stériles, qui a été enfermée à l'intérieur de la cuve. Ensuite, de l'hélium a été pompé dans le réservoir pour vérifier l'étanchéité du réservoir.
La fuite d'hélium a été déterminée à l'aide de détecteurs spéciaux. Sur le deuxième prototype d'avion, les réservoirs ont été scellés à l'aide d'une nouvelle méthode. Les zones de fuite suspectée ont été recouvertes d'une feuille de nickel de 0,75 mm d'épaisseur. qui a été soudé le long des bords avec de la soudure à l'argent. Lorsque l'aile a finalement été fabriquée et livrée à l'atelier de montage, il s'est avéré qu'elle ne rentrait pas dans le fuselage ! Avec beaucoup de difficulté, manuellement, il a été possible de l'installer en place et de le fixer par soudage.
Le premier XB-70A a été construit début mai 1964, avec un retard d'un an et demi le 11 mai, une cérémonie de sortie de l'avion depuis l'atelier d'assemblage a eu lieu, au cours de laquelle le directeur du XB-70 programme de production, le général Frode J. Scully, a présenté un prototype du bombardier aux médias. Le premier vol était prévu pour août - la société voulait tester tous les systèmes de la machine unique en trois mois. Un vaste programme d'essais au sol comprenait la vérification des performances du train d'atterrissage, des volets du train d'atterrissage et du compartiment du parachute de freinage sous l'action de charges dynamiques et statiques; essais de vibration avec une installation au sol pour évaluer les performances de flottement; Etalonnage du système de climatisation, du système de carburant et de la centrale électrique (avec moteurs à gaz au sol): vérification et étalonnage de l'instrumentation. Un conteneur avec un équipement de contrôle et d'enregistrement a été placé dans une soute à bombes vide, qui a enregistré plusieurs centaines de paramètres de robots de divers systèmes d'avions. Bien entendu, un travail d'une telle ampleur a pris à l'entreprise non pas trois, mais presque cinq mois.
Le deuxième exemplaire de la "Valkyrie" vole avec des bouts d'ailes déviés de 25°
La Valkyrie est prête à voler à vitesse maximale. Extrémités des ailes déviées de 65 degrés
La dernière étape des tests au sol, qui a commencé en septembre 1964, comprenait le roulage et le jogging le long de la piste, la vérification du fonctionnement du système de largage de trois parachutes de freinage d'un diamètre de 8 m. le jogging a atteint 1070 ° C, pneumatique chauffé jusqu'à 120 °. Lors des dernières phases d'essais au sol, la procédure de ravitaillement a finalement été élaborée. En moyenne, le ravitaillement de la Valkyrie a duré une heure et demie. Tout d'abord, le carburant a été pompé d'un pétrolier à l'autre, vide, qui, quant à lui, était alimenté en azote sec sous haute pression, l'azote a été soufflé à travers le carburant dans le goulot de remplissage et a déplacé l'oxygène. Ainsi, le carburant entré dans les réservoirs est inerte (antidéflagrant) comme cela peut être réalisé sur le terrain. Le fait. que le carburant était utilisé comme liquide de refroidissement pour certains systèmes de l'avion, et que sa température normale en vol dépassait 100 ° C. Si la teneur en oxygène du carburant dépassait le niveau admissible, ses vapeurs pourraient s'enflammer. Ainsi, si le "Valkyrie" était ravitaillé de manière traditionnelle, l'avion pourrait simplement exploser dans les airs.
A cette époque, le deuxième prototype X8-70A était au stade de l'assemblage. Il était prévu de le soulever dans les airs à la fin de 1964. La principale différence entre le deuxième prototype était la présence d'une petite aile transversale en "V" (seulement 5°). Les angles de braquage des consoles d'aile ont également été augmentés de 5°.
Deux équipages ont été formés pour les essais en vol du XB-70A. A la tête de chacun se trouvait un pilote d'essai "ferme" expérimenté, et le copilote était un représentant de l'Air Force. L'équipage principal était dirigé par Ell White (qui avait déjà piloté un F-107), avec le colonel John Cotton comme copilote. Leurs renforts étaient le pilote d'essai civil Van Shepard et le major Fitz Fulton. Les vols devaient être effectués au-dessus des régions peu peuplées des États-Unis. s'étendant de Edwards Air Force Base vers l'Utah.
Essais en vol
Le 21 septembre 1964, à 08h38 du matin, le XB-70A, conduit par White et Cotton, a roulé jusqu'au départ, et White a demandé l'autorisation de décoller. L'avion était censé effectuer un transfert de l'aérodrome de l'usine de Palmdel au centre d'essais en vol de l'Air Force à Edwards AFB. Lors du décollage, la Valkyrie était accompagnée de deux hélicoptères du service de secours, et dans les airs, son comportement était surveillé du côté d'un T-38 biplace. Un autre T-38 filmait tout ce qui se passait. La roue avant a décollé du sol à une vitesse de 280 km/h. et en un instant la voiture a commencé à monter. Les échecs ont déjà commencé en essayant de retirer le châssis: le support avant s'est rétracté normalement et les principaux n'ont fonctionné que la moitié du programme. J'ai dû remettre le châssis dans sa position d'origine. Après un certain temps, l'automatisation du carburant de l'un des six moteurs a échoué. Mais cette « aventure aérienne - XB-70A ne s'est pas arrêtée là. Le plus gros problème attendait l'équipage lors de l'atterrissage de la piste à Edwards AFB. Les disques de frein de la jambe de force gauche se sont coincés et les pneumatiques du pneu ont pris feu à cause de la friction. Sur toute la longueur des deux kilomètres parcourus, des nuages de fumée noire provenant du caoutchouc en feu traînaient derrière la voiture. Après s'être arrêté, le feu a été éteint et la voiture a été remorquée jusqu'au hangar. Le premier vol a duré 60 minutes.
XB-70A #2 dans le dernier vol. F-104 à proximité, piloté par John Walker
Atterrissage avec un train d'atterrissage gauche défectueux. mars 1966
La plaquette nasale est coincée pendant le nettoyage. 30 avril 1966
Il a fallu deux semaines pour éliminer les défauts identifiés. Le 5 octobre, le KhV-70A effectuait son deuxième vol. Les pilotes avaient l'intention de franchir le mur du son et le supersonique B-58 a été inclus dans le groupe d'escorte. Le châssis s'est rétracté sans commentaire, mais cette fois la surprise est venue du système de direction hydraulique. Une petite fissure dans le tube à une pression de fluide de fonctionnement de 280 kgf/cm ? (ce qui est 35% de plus que dans les systèmes hydrauliques des avions américains conventionnels) a conduit à une diminution de la pression dans le système et à un basculement vers un canal de secours. Néanmoins, l'avion a atterri avec succès sur l'une des pistes d'atterrissage de la base aérienne.
Le 12 octobre, lors du troisième vol, qui dura 105 minutes, le premier prototype de la Valkyrie atteignit une altitude de 10 700 m et franchit pour la première fois le mur du son, accélérant à une vitesse correspondant à M 1.1. Au moment où la barrière est passée des vibrations, de la peinture s'est envolée de certaines parties de la surface de l'avion, et après l'atterrissage, le KhV-70A avait une apparence très minable.
Au quatrième vol. Le 24 octobre, à 13 000 m d'altitude, le système de contrôle de bout d'aile est activé pour la première fois et les six moteurs sont mis en postcombustion. L'angle de déviation maximum des pointes était de 25°. Pendant 40 minutes, l'avion a volé à une vitesse de M = 1,4. était facile à contrôler et se comportait régulièrement. Certes, la consommation de carburant s'est avérée plus élevée que prévu et le programme de vol a dû être réduit. L'avion est retourné à l'usine pour des tests de durabilité et une remise en état. Les vols d'essai devaient se poursuivre en février 1965.
Conformément au plan, le 16 février, le XB-70A est retourné à la base d'Edwards. En vol, les extrémités des ailes ont dévié de 65°. La vitesse maximale était M 1,6. A l'atterrissage, le système de déclenchement du parachute de freinage tombe en panne et l'avion ne s'arrête qu'après 3383 m de course. Lors du sixième vol, l'avion a d'abord été piloté par Fulton, avec White comme copilote. Une petite fuite est apparue dans l'air du système hydraulique, ce qui n'a pas affecté la sécurité du vol.
Au septième vol, la Valkyrie a été accélérée à une vitesse de M = 1,85. et l'avion a volé avec elle pendant 60 minutes.
Lors du huitième vol, Shepard était à la barre du XB-70A. Il a d'abord amené l'avion à une vitesse de M = 2. Ainsi, les quatre pilotes ont testé la Valkyrie.
Au neuvième vol, le XB-70A a de nouveau atteint M-2. Cette fois, le système de radionavigation TACAN était une surprise. Selon les lectures des instruments, la voiture était censée survoler le désert de Mojave, mais en fait, la Valkyrie se précipitait au-dessus du Las Vegas endormi au petit matin.
Lors du dixième vol, le bombardier a passé 74 minutes en supersonique, dont 50 - à une vitesse de plus de 2200 km / h.
Le 7 mai 1965, lors du douzième vol, à une vitesse de M 2,58, les pilotes ont ressenti un coup sec. Les moteurs 3, 4, 5, 6 ont chuté de leur régime et la température a commencé à augmenter. Ils ont dû être éteints et le vol s'est poursuivi sur les deux autres. L'avion d'escorte a signalé que l'extrémité avant de l'aile du KhV-70A s'est effondrée (le sommet du triangle). Probablement, ses débris sont tombés dans la prise d'air. À l'approche de l'aérodrome, les pilotes ont essayé de démarrer le cinquième moteur pour créer au moins une poussée du côté droit. Heureusement, ils ont réussi. L'atterrissage est réussi. Lors de l'inspection, les pires craintes se sont confirmées: des parties de la peau ont endommagé les six moteurs à des degrés divers, qui ont dû être remplacés.
Le F-104 a explosé sous l'impact, et le XB-70A vole toujours par inertie
Le XB-70A est parti en vrille
Dans le quatorzième vol "Valkyrie" à une altitude de 20725 m atteint une vitesse de M = 2,85 (3010 km/h)
Le 14 octobre 1965, lors du dix-septième vol, à une altitude de 21 335 m, le XB-70A atteignit sa vitesse de conception, correspondant au nombre de M-3. Selon l'affectation, la durée du vol à cette vitesse était censée être de 5 à 6 minutes, mais après 2 minutes, les pilotes ont entendu un bruit fort et ont éteint la postcombustion. La raison du bruit a été rapidement découverte: depuis l'avion d'escorte, il était clairement visible que la section de la pointe de la console de l'aile gauche mesurant 0,3x0,9 m, située à côté du bord extérieur de la prise d'air, était arrachée. par la pression à grande vitesse. Par chance, ce morceau de peau n'a pas touché les moteurs. L'inspection de l'avion a montré que le panneau de revêtement incurvé s'était détaché au niveau du cordon de soudure et était tombé sans endommager l'âme en nid d'abeille. Cette fois, la réparation du X8-70A n'a pris qu'une journée.
Après cet incident, la vitesse de vol maximale du premier prototype a été limitée à M 2,5. et tous les vols portant le numéro M = 3 ont été décidés à être effectués sur l'avion #2. dont le vol a eu lieu le 17 juillet 1965. Dans ce vol, la vitesse M = 1, 4 a été immédiatement atteinte.
Un vol typique de la Valkyrie s'est déroulé comme suit. Après le décollage et la rentrée du train d'atterrissage, les pilotes ont commencé à monter. A des vitesses de 740 à 1100 km/h, les bouts d'aile ont-ils dévié de 25 ? afin d'augmenter la stabilité dans la zone transsonique. En atteignant M-0,95, les pare-brise extérieurs du poste de pilotage ont été relevés, après quoi la visibilité est devenue presque nulle, et l'avion n'était contrôlé que par des instruments. Puis le mur du son a été brisé. La vitesse M = 1, 5 a été fixée à une altitude de 9753 m. Les bouts d'aile ont dévié à 60°, et le XB-70A a continué à monter à 15 240 m. Puis l'avion a passé M = 2 et à une altitude de plus de 21 000 m sont passés à M 3 Ainsi, le 11 décembre 1965 g, le deuxième exemplaire du bombardier de son quinzième vol a volé à une vitesse de M = 2,8 pendant 20 minutes. Aucun dommage structurel n'a été constaté.
Dix jours plus tard, le 21 décembre, après sept minutes de vol à la vitesse M = 2,9, la pompe à huile du quatrième moteur de l'avion n°2 tombe en panne. Le moteur a été immédiatement éteint et l'avion a été déployé sur l'aérodrome. Quelques minutes plus tard, la température des gaz derrière la turbine du sixième moteur a dépassé les limites autorisées, et il a également dû être éteint. L'atterrissage s'est déroulé sans commentaire, mais deux moteurs ont dû être remplacés. Les pannes fréquentes des moteurs inquiétaient les spécialistes. Le fait est que seuls 38 turboréacteurs YJ93-GE-3 ont été commercialisés et qu'ils pourraient tout simplement ne pas suffire jusqu'à la fin du programme d'essais.
Certains défauts devenaient déjà traditionnels. Donc. dans le 37e vol en mars 1966sur l'avion n° 1, le circuit hydraulique est à nouveau défaillant et le train principal gauche est bloqué en position intermédiaire. Shepard a réussi à faire atterrir la voiture avec des bijoux sur la surface du lac Rogers asséché, le kilométrage était de plus de 4,8 km. Le 30 avril 1966, White et Cotton étaient censés passer plus d'une demi-heure à une vitesse de M = 3, mais après le décollage, le train d'atterrissage avant de l'avion #2 ne s'est pas rétracté. Les tentatives pour la ramener à la position libérée ont également échoué. Il s'agit de l'accident le plus grave depuis le début des essais en vol. Si la jambe de force ne pouvait pas être libérée, les pilotes devraient s'éjecter, car lors d'un atterrissage forcé, le long "col de cygne" du XB-70A serait inévitablement cassé, le carburant des réservoirs s'engouffrerait dans les moteurs et alors…
White est venu à deux reprises pour un atterrissage et a heurté les supports principaux sur la surface de la piste, mais le support avant s'est complètement bloqué. Alors que la Valkyrie tournait en rond, brûlant une énorme quantité de carburant, les ingénieurs ont trouvé une solution au problème. à deux systèmes de trains d'atterrissage hydrauliques, il y en avait aussi un troisième - électrique, mais il était déconnecté des surcharges du réseau électrique. Le seul recours était d'essayer de court-circuiter les fusibles du système électrique avec un objet métallique. Cotton a pris un trombone ordinaire, qui attachait les feuilles de la mission de vol, et a rampé le long de l'étroit trou d'homme entre les capsules de sauvetage jusqu'à la boîte à fusibles. En ouvrant le volet, il trouva les contacts nécessaires sur les commandes depuis le sol et les referma avec un trombone déplié. Le pilier du nez est en position étendue. Mais le lendemain, les journaux regorgeaient de gros titres comme "Un trombone à 39 cents sauve un avion de 750 millions de dollars".
Le long vol prévu à M = 3 n'a eu lieu que le 19 mai. L'avion a volé à cette vitesse pendant 33 minutes. Lors de ce vol, la vitesse et l'altitude les plus élevées ont été atteintes pendant toute la durée des essais du XB-70A: M = 3,08 et 22 555 m, respectivement. Cette réalisation a marqué la fin de la première phase d'essais en vol.
La phase suivante a été réalisée principalement dans l'intérêt de la NASA - pour la recherche sur les bangs soniques. De nouveaux pilotes ont rejoint le programme - des employés de la NASA. Le pilote d'essai nord-américain expérimenté John Walker a été nommé premier pilote. qui vient de finir de piloter l'hypersonique X-15. Dans la soute à bombes de l'avion #2, de nouveaux équipements d'une valeur de 50 millions de dollars ont été installés pour réparer les courbures et les vibrations de la structure lors du franchissement du mur du son. Le premier vol de la deuxième phase était prévu pour le 8 juin 1966. Le vol poursuivait deux objectifs: tester de nouveaux équipements et tourner un film publicitaire sur la Valkyrie. Pour plus d'effet, l'énorme bombardier était accompagné de chasseurs F-4B, F-5, F-104 et d'un entraîneur T-38.
A 08h27 du matin, White et le Major K. Cross ont pris place dans le cockpit du XB-70A. Il s'agissait du 46e vol de l'avion n°2 et du premier vol de Karl Cross. L'un des avions d'escorte, le F-104 Starfighter, était piloté par John Walker. Lorsque les avions, perçant les nuages, se sont alignés pour tirer, le F-104, volant à droite de la Valkyrie, a touché son aile à l'extrémité abaissée de l'aile droite du bombardier, a basculé sur son fuselage, battant les deux quilles, a frappé la console gauche et a explosé. Les pilotes de bombardiers n'ont pas tout de suite compris ce qui s'était passé. Pendant 71 secondes, la Valkyrie a poursuivi son vol rectiligne, puis a basculé sur l'aile, est partie en vrille et est tombée. Seule Ella White a réussi à s'échapper, qui a réussi à éjecter sa capsule dans les dernières secondes avant de tomber. Son parachute au sol a été remarqué depuis un hélicoptère de sauvetage à 20 kilomètres de l'épave du KhV-70A. L'atterrissage de la capsule avec un parachute entrouverte a été très brutal, White a été grièvement blessé et n'a pas repris connaissance pendant trois jours. Il ne restait pas grand-chose du bombardier lui-même. La partie nasale, dans laquelle se trouvait Cross (on pense qu'il a perdu connaissance à cause de surcharges), a été déchirée en plusieurs parties. La voiture a probablement explosé alors qu'elle était encore en l'air. White a récupéré mais n'a plus jamais volé.
Après ce cas d'essai tragique de l'avion n°1 restant a continué pendant encore deux ans. Le premier vol après la catastrophe a eu lieu le 1er novembre 1966, puis 32 autres vols ont été effectués. Au total, le XB-70A #1 a effectué 83 vols, et #2 - 46 vols. Le temps de vol total des deux aéronefs était de 254,2 heures, dont le n° 1 était de 160 heures.
Tableau de bord dans le cockpit
Train d'atterrissage avant
En 1968, les travaux sur le B-70 ont été interrompus. Le 4 février 1969, la Valkyrie décolle pour la dernière fois. La voiture était conduite par Fitya Fulton d'Amérique du Nord. et Ted Stenfold de l'Air Force XB-70A ont atterri à Wright-Patterson AFB et sont devenus une exposition au Air Force Museum. Lors du transfert de l'avion aux représentants du musée, l'un des pilotes a déclaré qu'il - … est d'accord avec tout pour que la Valkyrie continue de voler, mais n'accepte pas de payer les vols -.
En effet, le coût total du programme d'essais en vol du XB-70A a coûté au budget américain 1,5 milliard de dollars. Un seul vol de bombardier a coûté 11 millions de dollars (selon d'autres sources, seulement 1 heure de vol a coûté 5,9 millions de dollars). Par conséquent, le "Valkyrie" est considéré non seulement comme le plus rapide des gros porteurs (après tout, il volait deux fois plus vite qu'une balle (1 *)), mais aussi le plus cher d'entre eux.
