La Saga des Ailes Volantes Northrop

John Knudsen Northrop (surnommé plus tard "Jack" Northrop) avait quitté l'école en 1913 avec un simple baccalauréat. En 1916, à vingt ans il travaillait comme mécanicien automobile à Santa Barbara, à peu de distance d'un atelier où les frères Allan et Malcom Loughead (dont le nom allait bientôte être réorthographié Lokheed) dessinaient les plans de leur futur hydravion, le F-1. Remarqué par les deux frères, le jeune Northrop fut rapidement intégré à l'équipe et rebaptisé "ingénieur maison". En 1927 vola pour la première fois un monomoteur à aile haute conçu par le jeune Northrop, non haubannée, le célèbre Lokheed Vega, très appréciés de célèbres pilotes comme Amelia Erhart, qui connut aussitôt un bon succès commercial. Il pouvait emporter quatre passagers à 170 km/h sur une distance de 900 kilomètres. Par la suite Northop fonda sa propre société.
Dès le début de la guerre Northrop envisagea l'intérêt d'avions dénués de tout empennage et fuselage. Il conçu ainsi le N-1M C'est un appareil que beaucoup d'entre vous ont vu, puisqu'il a servi de modèle dans une séquence du film "Les Aventuriers de l'Arche perdue" :

Le Northrop N-1M (1940)

Douze mètres d'envergure, doté de deux moteurs de 65 CV, construit en bois d'acajou, le N-1M était destiné à explorer les performances possibles des ailes volantes. Appareil "à géométrie variable" le N-1M pouvait voir son dièdre et l'inclinaison de ses saumons d'ailes (ici en position baissée) modifiés au sol, lors de la préparation au vol. Avant de construire l'appareil, Northrop fit des essais dans un grand hall de danse, à Pasadena. Lachant une maquette de 35 cm d'un balcon situé au point le plus haut, il entreprit de tester son modèle, fidèlement équilibré, vis à vis des possibilités de sortie de vrille. Von Karman, aérodynamicien qui devient par la suite célèbre, prenait des notes dans la salle.

- Comme la maquette se rétablissait toujours en vol normal avant d'atteindre le sol nous partîmes rassurés.

Le N-1M fut donc construit et on passa aux essais en vol.

Le Northrop N-1M avec saumons de voilure déployés.

En dépit d'une motorisation assez faible ce premier appareil eut un comportement satisfaisant. Northrop abandonna son idée initial de saumons abaissés, qui lui était peut-être venue en regardant évoluer les oiseaux. Dans les trois années qui suivront les machines acquièreront leur finesse de ligne, comme ce N-9M qui effectua une centaine de vols en 1943.

Le Norhrop N-9M en vol, en 1943

C'était en fait la maquette volante d'un immense bombardier à très long rayon d'action. Cette machine pouvait atteindre 400 km/h et monter jusqu'à six mille mètres d'altitude. Les Japonais ayant attaqué Pearl Harbour le 7 décembre 1941 les Américains voulurent pousser un projet de bombardiers à très long rayon d'action, afin d'être à même atteindre le Japon depuis des positions éloignées. Ainsi naquit le premier élément du projet, le YB-35 à quatre moteurs développant chacun trois milles chevaux.

Le Northop YB-35 avec ses huit hélices contra-rotatives achevé en .... 1946. Envergure : 52 mètres
( la même que celle de son successeur, le B2 )

Pourquoi un tel retard à la construction de cette machine ? Les raisons sont multiples. Des problèmes de stabilité et de sortie de vrille étant déjà apparus au niveau de la maquette au tiers, le N-9M. L'appareil s'avérait plus lourd et moins fin que prévu. En Europe, dès 1944 le fait de pouvoir disposer de bases avancées permettaient de pilonner l'Allemagne avec de simples B-17. Dans la guerre, la reconquêtes des îles situées au sur du Japon permettait aux Superforteress B-29, qui allaient dans les derniers jours du conflit emporter les premières bombes atomiques, de pilonner le Japon. Il faut ajouter que l'apparition des premiers jets sonnait le glas de cette motorisation par hélices. Aux USA cette mutation, quoique tardive, fut rapide et spectaculaire. Ainsi naquit le projet du YB-49, un YB-35 doté de huit turboréacteurs qui vola pour la première fois en 1947.

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Le Northrop YB-49 octoréacteur, le premier avion furtif Américain.

Les essais du YB-49 n'allèrent pas sans difficultés, dès les premiers vols. Le point faible de tels appareils était leur comportement en décrochage, un phénomène selon lequel une région de la voilure cesse d'être "portantes". Ces zones, sur ces voilures, sont instables et on tendance à migrer vers les extrêmités des ailes, provoquant un départ en vrille immédiat. C'est la raison pour laquelle le YB-49 fur doté de "fences" (clôtures), bien visibles sur la photon se terminant par d'inefficaces ailerons de direction. Ces cloisons, hélas, ne remontaient pas jusqu'au bord d'attaque et s'avérèrent de ce fait inefficaces pour prévenir les départs en vrille.
Au passage, les Américains découvrirent le concept de furtivité. En effet, à chaque fois que l'aile volante géante approchait de l'aérodrome constituant sa destination, les radaristes s'avéraient incapables de la détecter. Lors de sa vingt-cinquième mission, le second prototype fut perdu. Comme l'appareil volait sans escorte, on ne put connaître la cause exacte de l'accident. L'Air Force exigea alors des essais complémentaires afin que fut analysées les qualités de vol de l'appareil, son comporement en décrochage et sa capacité de sortie de vrille. C'est là que les choses se gâtèrent. Fin 1948, lors d'essais de décrochage à une altitude de 9000 mètres le YB-49 sembla se câbrer sur la courte queue, puis il plongea vers le sol en tourbillonnant comme une feuille morte. Le pilote ne rattrappa la machine qu'à 2500 mètres d'altitude. Dans une optique d'applications militaires l'aile volante s'avérait de plus être un piètre bombardier du fait de l'instabilité de son vol. Le diamètre des cercles de dispersion des bombes, au sol, atteignaient deux fois ceux des vénérables Superfortress.

La tension Est-Ouest avait donné naissance aux USA au célèbre Stratégic Air Command. Le problème de la détention de bombardiers à très long rayon d'action se reposait de nouveau. L'Airforce préféra alors se doter de "Stratoforteresse" Convair B-36, à hélices propulsives, en tant que premier bombardier stratégique intercontinental :

Sur une même photo le "Stratofortress B-36", le Northrop YB-49 et le Stratojet B-49.

Au premier plan lde Northop YB-49 qui fut délaissé au profit du Stratojet B-49, quadriréacteur, en tant que bombardier à moyen rayon d'action. Avant que ne s'instaure la prééminence des missiles à longue portée les B-52 supplantèrent par la suite les B-36. Ce sont eux qu'on voit dans le célèbre film "Docteur Folamour". Toutes les photos son extraites d'un numéro hors série de AIR FAN n° 57 de juin 1998. Aifan nanavia, 48 Bd des Batignoles, 75017 Paris. Les dernières, peu connues, sont tout à fait étonnantes. En 1949 Harry Truman était fort enthousiaste pour l'aile volante YB-49. Il demanda donc, à l'occasion d'une présentation en vol à ce que l'appareil survole la Maison Blanche "afin que les gens voient ce que je veux acheter !" avait-il dit.

Le 15 février 1949 le YB-49 survole la Maison-Blanche.

La seconde montre onze des treize YB-35 construits, en cours de transformation pour recevoir leur motorisation par huit turboréacteurs Allison. Cette photo date probablement du début de 1949. Mais, finalement, tous ces appareils, transformés ou non, finirent par partir à la casse entre fin 1949 et fin 1953. Ainsi s'acheva la saga des ailes volantes Northrop.

La migration possible des décollements des filets d'air, du phénomène de décrochange, est le propre de toutes les voilures en flèche. Tous les appareils "à aile Delta" doivent créer sur leur profil un tourbillon qui fait barrage à cette migration des décollements. Initialement on dotait les voilures en flèches de simples cloisons (en Anglais "fences"), voir figure (a), (comme ce fut le cas pour notre "Caravelle"). Puis il y eut des voilures dont le bord d'attaque présentait un décrochement (b) lequel engendrait un tourbillon faisant office de "barrière virtuelle". Sur les Mirages et sur les Delta modernes en général les ailes comportent une sorte de "trait de scie" avec lequel on obtient le même effet. Ces solutions étaient inconnues au moment où la firme Northrop faisait ses essais et de toute évidence les fences prévus se révélèrent insuffisant pourt prévenir le départ en vrille de ces immenses machines volantes. En (d) la solution utilisée sur le bombardier furtif B2 : un bord de fuite en dents de scie.

La prévention du départ en vrille sur décrochage sur les voilures en flèche.

Onze des treize YB-35 réunis pour modifier leur système de motorisation (turboréacteurs)

En 1979 l'Airforce ressentit le besoin de posséder un bombardier à signature radar minimale (furtif). L'aile volante s'imposa alors comme la solution la plus efficace et ainsi fut mis en chantier le fameux B-2 Spirit, aux usines Northrop :

Le célèbre bombardier furtif B2.

Envergure : 52 mètres. Equipage : deux hommes. Masse maximale au décollage : 160 tonnes. Pas de post-combustion. Plafond pratique : 15.000 mètres, vitesse : 750 km/h. Distance franchissable : 12.000 km avec onze tonnes de charge militaire (16 bombes atomiques de deux mégatonnes). L'étrange découpe arrière de l'aile représente la solution moderne aux problèmes soulevés par le YB-49, un toubillon se formant au niveau de la cassure du bord de fuite, sur toute la "corde" en ce point, empêchant la migration des décrochanges et le départ en vrille. Sur une aile d'un tel allongement, l'empennage vertical n'est nullement nécessaire (les oiseaux n'en ont pas).
Ceci étant, la faible vitesse avouée du B2 en fait un appareil fort mystérieux. Celle-ci est déduite de son profil d'aile, dont le bord est relativement émoussé, ce qui cadrerait mal avec une évolution supersonique. Mais le B2 est-il réellement subsonique ? Pas mal de bruits courent à son sujet. Si cet appareil pouvait créer de très hautes tensions le long d'une électrode courant sur sur bord d'attaque, il pourrait se créer une décharge diffuse (glow discharge) en ce point, ce qui créerait un "bord d'attaque virtuel" et permettrait l'évolution en supersonique et meême en... hypersonique.

Le possible bord d'attaque virtuel du B2

La décharge engendrerait également un cocon de plasma protecteur (contre les tirs d'armes à énergie dirigée). L'ionisation ainsi créée, enveloppant l'ensemble du profil, se préterait alors à un fonction mettant en jeu la .. MHD. Tout ceci fera l'objet d'un futur dossier

Compteur initialisé le 23 oct 2001. Nombre de consultations :

Lien vers les ailes volantes Allemandes de la seconde guerre mondiale

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