North American XB-70 Valkyrie

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North American XB-70 Valkyrie
Un XB-70 de la NASA en 1968.
Un XB-70 de la NASA en 1968.

Constructeur Drapeau : États-Unis North American
Rôle Bombardier stratégique
Avion de recherche supersonique
Statut Retiré
Premier vol
Date de retrait
Investissement 1,5 milliard de dollars[1]
Coût unitaire 750 millions de dollars (coût moyen)
Nombre construits 2
Motorisation
Moteur General Electric YJ93-GE-3
Nombre 6
Type Turboréacteur avec postcombustion
Poussée unitaire 84 kN à sec
128 kN avec PC
Dimensions
Envergure 32,0 m
Longueur 57,6 m
Hauteur 9,1 m
Surface alaire 585 m2
Masses
À vide 115 030 kg
Avec armement 242 500 kg
Maximale 246 000 kg
Performances
Vitesse de croisière 3 200 km/h
Vitesse maximale 3 309 km/h (Mach 3,1)
Plafond 23 600 m
Rayon d'action 6 900 km

Le North American XB-70 Valkyrie est le prototype du bombardier stratégique nucléaire de pénétration B-70 destiné au Strategic Air Command de l'United States Air Force. North American Aviation conçoit le Valkyrie comme un grand avion à six réacteurs, capable d'atteindre des vitesses supérieures à Mach 3 en volant à 21 000 m (70 000 ft).

Grâce à ces performances de vitesse et d'altitude maximales, le B-70 est supposé être quasiment invulnérable vis-à-vis des avions d'interception, la seule véritable parade contre les bombardiers à l'époque. Sa grande vitesse rend l'avion difficile à distinguer sur les écrans des radars et son altitude de vol élevée se situe au-delà des capacités des avions de chasse soviétiques de l'époque. Même en cas de détection, l'appareil ne passera de toute façon qu'un temps très bref dans le volume de détection d'une station radar donnée, ne laissant pas aux contrôleurs de GCI le temps de conduire avec succès une interception au moyen des chasseurs d'alerte.

L'arrivée des premiers missiles surface-air soviétiques à la fin des années 1950 remet en cause la quasi-invulnérabilité du B-70. En réponse, l'USAF lance des missions à basse altitude, où l'horizon radar des centres de contrôle des missiles est limité par le relief local. Dans son rôle, connu comme pénétration, le B-70 offre des performances légèrement meilleures que le B-52 qu'il doit remplacer. Il est, cependant, beaucoup plus cher et a un plus petit rayon d'action. Un certain nombre de missions alternatives sont proposées mais elles ne rencontrent qu'un intérêt limité. Puisque la mission stratégique passe des bombardiers aux missiles balistiques intercontinentaux (ICBM, intercontinental ballistic missiles) à la fin des années 1950, les bombardiers pilotés sont de plus en plus considérés comme anachroniques.

L'USAF cesse finalement de se battre pour sa production et le programme B-70 est annulé en 1961. Le développement devient ensuite un programme de recherche destiné à étudier les effets d'un vol de longue durée à grande vitesse. En tant que tel, deux prototypes sont construits et désignés XB-70A ; ces appareils sont utilisés pour des vols d'essai supersoniques entre 1964 et 1969. En 1966, un prototype s'écrase après une collision en vol avec un chasseur F-104 ; le bombardier Valkyrie restant se trouve au National Museum of the United States Air Force, dans l'Ohio.

Développement[modifier | modifier le code]

Contexte historique[modifier | modifier le code]

En continuité du projet de bombardier fusée piloté MX-2145 de Boeing, le constructeur s'associe avec la RAND Corporation en janvier 1954 afin d'étudier quelle sorte d'avion serait nécessaire pour larguer les diverses armes nucléaires alors en développement. Bien qu'un long rayon d'action et une charge utile élevée soient des exigences manifestes, ils concluent également qu'après le largage des bombes nucléaires, le bombardier doit être supersonique afin d'échapper au souffle de l'explosion. L'appareil doit, de plus, être suffisamment grand pour emporter une charge de bombes correcte et une quantité de carburant suffisante pour les missions sans ravitaillement entre les États-Unis contigus et l'Union soviétique[2].

Pendant quelque temps, l'industrie aéronautique étudie la question. Depuis le milieu des années 1940, il y a beaucoup d'intérêt dans l'utilisation d'un avion à propulsion nucléaire dans le rôle de bombardier[3],[4],[N 1]. Dans un réacteur conventionnel, la puissance est fournie en accélérant l'air, ce qui est obtenu en le chauffant via la combustion de carburant. Dans un moteur nucléaire, la chaleur est fournie par un réacteur, bien qu'une petite quantité de carburant classique soit emportée pour être utilisée lors des décollages et des passages à grande vitesse. Une alternative consiste à utiliser des carburants hautement énergiques (zip fuels), enrichis au bore, qui améliore la densité d'énergie du carburant d'environ 40 %[5], et peut être utilisée sur des versions de réacteurs déjà existants[5]. Les carburants hautement énergiques semblent offrir des améliorations de performance suffisantes pour produire un bombardier stratégique pouvant atteindre des vitesses supersoniques.

WS-110A[modifier | modifier le code]

Proposition initiale de North American Aviation pour le WS-110A. Les « obus » placés sur les ailes sont de grands réservoirs de la taille d'un B-47[6].

L'USAF suit de près ces développements et, en 1955, fait paraitre le General Operational Requirement no 38 pour un nouveau bombardier avec la charge et le rayon d'action intercontinental du B-52 et la vitesse maximale de Mach 2 du Convair B-58 Hustler[7]. Le nouveau bombardier doit entrer en service en 1963[8],[N 2]. Sont alors étudiés une version nucléaire et une autre conventionnelle. Le bombardier à propulsion nucléaire est placé sous le « Weapon System 125A » et accompagné de la version à réacteurs, « Weapon System 110A[9] ».

Pour le WS-110A, l'Air Research and Development Command (ARDC, commandement aérien de recherche et de développement) de l'USAF, demande un bombardier à carburant chimique avec une vitesse de croisière de Mach 0,9 et la plus grande vitesse possible sur une distance de 1 852 km (1 000 NM), pour le vol dans les environs de la cible. La charge utile doit être de 22 670 kg (50 000 lb) et le rayon d'action, de 7 400 km (4 000 NM)[1]. L'Air Force a des exigences similaires en 1955, pour le WS-110L, un système de reconnaissance intercontinental ; mais il est annulé en 1958 en raison d'un meilleur choix[10],[11],[12]. En juillet 1955, six sous-traitants sont sélectionnés pour émettre des propositions sur les études du WS-110A[9]. Boeing et North American Aviation (NAA) soumettent des propositions et, le 8 novembre 1955, reçoivent des contrats pour le développement de Phase 1[11].

À la mi-1956, les premiers projets sont présentés par les deux sociétés[13],[14]. Le système de postcombustion fait appel à du carburant hautement énergétique ce qui permet d'accroître le rayon d'action de 10 % à 15 % par rapport au carburant traditionnel[15]. Les deux avions doivent être équipés de grands réservoirs additionnels placés aux extrémités des ailes ; une fois vides, il est prévu que ces derniers soient largués avant la course supersonique vers la cible. Des réservoirs se trouvent également dans la partie extérieure des ailes qui peut être larguée pour rendre l'aile mieux adaptée pour les vitesses supersoniques[13] ; une fois éjectés, ces derniers réservoirs ont une forme trapézoïdale. La voilure ainsi modifiée permet à l'avion les meilleures performances possibles. Les avions des deux projets doivent recevoir un cockpit affleurant afin de conserver la meilleure pureté aérodynamique possible, au détriment de la visibilité[16].

Pour les deux projets, la masse maximale au décollage est de l'ordre de 340 000 kg (750 000 lb) avec le plein de carburant. Les programmes sont évalués par l'Air Force et, en septembre 1956, ils sont considérés comme trop grands et compliqués pour les opérations[16]. Le Général Curtis LeMay se montre dédaigneux, déclarant : « Ce n'est pas un avion, c'est une formation de trois appareils[17],[N 3] ». L'Air Force met fin à la phase 1 de développement en octobre 1956 et demande aux deux avionneurs de continuer l'étude de conception[14],[16],[18].

Nouveaux projets[modifier | modifier le code]

Pendant que les propositions sont étudiées, les avancées dans le vol supersonique progressent rapidement. Pour le vol supersonique, l'utilisation d'une voilure delta se montre plus adapté, et ce type de voilure remplace ainsi celle des premiers projets comme les ailes en flèche et trapézoïdale utilisées sur des avions comme le Lockheed F-104 Starfighter ou les premiers projets WS-110. Les moteurs doivent faire face à de hautes températures et à la grande variation de la vitesse d'entrée de l'air, ce qui est nécessaires pour de longs vols supersoniques[16].

Le « problème des missiles »[modifier | modifier le code]

Le B-70 est conçu pour réaliser des bombardements à grande vitesse et à haute altitude, suivant la tendance à faire voler les bombardiers de plus en plus vite et de plus en plus haut[19]. À l'époque, seules deux armes sont efficaces contre les bombardiers : les avions de chasse et l'artillerie anti-aérienne (AAA). Le fait de voler plus vite et plus haut rend le bombardier difficile à atteindre. Sa grande vitesse lui permet de sortir plus rapidement de la zone d'action des armes et sa haute altitude de vol augmente le temps nécessaire aux chasseurs pour atteindre son altitude ; de plus, les armes anti-aériennes doivent être de plus grande taille pour pouvoir atteindre ces altitudes[20].

Annulation[modifier | modifier le code]

XB-70 aux couleurs de la NASA.

Le bombardier B-70 est une arme obsolète avant même son premier vol : la capacité de l'Armée rouge à détruire des avions stratosphériques à l'aide de missiles sol-air (cause de la destruction de l'U-2 de Gary Powers en 1960) provoqua un changement d'orientation dans le choix des vecteurs stratégiques. Cela favorisa d'une part le développement des ICBM, d'autre part celui d'avions pénétrant l'espace aérien ennemi à basse altitude, sous le faisceau des radars et à l'abri des missiles anti-aériens. En 1962, par décision de Robert McNamara alors Secrétaire de la Défense des États-Unis, le projet d'un bombardier tri-sonique volant à haute altitude est abandonné. Un moment, une version de reconnaissance stratégique/attaque est envisagée avant d’être, à son tour, abandonnée. Elle aurait dû s'appeler RS-70 (RS pour Reconnaissance Strike). Deux exemplaires du XB-70 sont cependant construits dans le cadre d'une collaboration entre l'USAF et la NASA dans un but de recherche. De 1964 à 1969, ils effectuent plus de 120 vols d'essais, atteignant une vitesse de Mach 3,08 et une altitude de 23 000 mètres (75 440 pieds) et défrichant les problématiques liées au développement d'un éventuel avion commercial supersonique.

Avions expérimentaux[modifier | modifier le code]

Prototypes construits[modifier | modifier le code]

Air Vehicule 1 (AV1)[modifier | modifier le code]

Le premier exemplaire du XB-70 sort des ateliers de l'Air Force Plant 42 le 11 mai 1964 à Palmdale. Il est recouvert d'une livrée blanche de façon à ne pas absorber le rayonnement thermique du soleil. L'avant de l'avion, devant le cockpit, est peint en noir, afin que les rayons du soleil soient absorbés par la couleur et n'éblouissent pas le pilote et le copilote lors des vols à haute altitude. Il décolle le , piloté par le colonel Joe Cotton. Dès les premiers vols subsoniques la peinture se détache par plaques. Ce problème, assez anecdotique, est rapidement résolu. L'avion atteint Mach 1 le 12 octobre 1964 lors du troisième vol puis Mach 2 le 24 mars 1965 lors du huitième vol. La vitesse des essais augmentant, un autre problème, plus grave, survient: des panneaux en nid d'abeilles se détachent. L'un de ces incidents entraine la perte complète de trois réacteurs par ingestion de débris (l'avion rentrant en catastrophe sur les trois autres moteurs, également endommagés). Finalement l'AV1 atteint mach 3 le lors de son dix-septième vol. Il est depuis l'avion le plus lourd ayant jamais volé à cette vitesse. Triomphe de courte durée : au bout de deux minutes un volumineux élément d'aile se détache. Cette fois encore l'avion parvient à rentrer. L'USAF préfère dès lors le limiter à mach 2,5, d'autant qu'elle dispose dorénavant de l'AV2.

Air Vehicule 2 (AV2)[modifier | modifier le code]

Le deuxième exemplaire du XB-70 est équipé d'un radôme avant, sans radar, ainsi que d'éléments d'avionique supplémentaires. Ayant bénéficié de l’expérience du premier prototype, certains éléments en acier ont été remplacés par du titane. Il est donc plus léger que l'AV-1 et ne présente plus de perte d’éléments de structure en vol. Il atteint Mach 3,07 et se révèle capable de maintenir cette vitesse pendant une demi-heure.

L'accident de l'AV2[modifier | modifier le code]

Quelques instants après la collision : le F-104 se désintègre dans une boule de feu tandis que le Valkyrie semble poursuivre son vol malgré la destruction de son empennage.

Le 8 juin 1966, le deuxième prototype du XB-70 quitte la base aérienne d'Edwards afin d'effectuer des mesures de bangs supersoniques pour le compte de la NASA et de la FAA. Au retour, un vol en formation devait permettre à General Electric, fabricant les réacteurs du XB-70, de réaliser des photos publicitaires de l'avion aux côtés d'un F-4B Phantom II, un F-104N Starfighter, un F-5A Freedom Fighter et un T-38 Talon, tous propulsés avec des moteurs de l'entreprise.

Durant ce vol de retour, le F-104N Starfighter, pris dans la turbulence de sillage générée par le XB-70, le percute et détruit son empennage vertical gauche. Le pilote du F-104, Joseph Albert Walker, est instantanément tué. Après seize secondes de vol, le bombardier part en vrille puis s'écrase. Al White, le pilote, s'éjecte à temps mais son copilote Carl Cross ne parvient pas à faire fonctionner sa capsule en raison de la force centrifuge et périt. La perte du second exemplaire, le seul réellement capable d'atteindre mach 3, est un coup dur pour ce programme coûteux. Ce vol en formation n'ayant pas été formellement autorisé par la hiérarchie militaire, plusieurs responsables sont précipitamment et sévèrement sanctionnés. Malgré tout le programme se poursuit et trente vols sont encore effectués avec l'avion restant.

À l'issue du programme, le prototype intact est exposé à l'US Air Force Museum où l'a conduit son dernier vol, en 1969.

Conséquences[modifier | modifier le code]

  • Le développement d'un avion commercial supersonique par les États-Unis est abandonné à la même époque, les essais du XB-70 ayant révélé plusieurs problèmes difficilement surmontables, en particulier celui des nuisances liés aux bangs soniques générés par un appareil de grande taille lors de vols transcontinentaux.
  • Le B-52 que le B-70 aurait dû remplacer se révélera parfaitement adapté à sa nouvelle mission de pénétration à basse altitude et resta le fer de lance du Strategic Air Command jusqu'à l'arrivée du B-1B puis du B-2.
  • Le programme du bombardier B-70 influença fortement l'Union Soviétique qui décida de concevoir elle aussi un bombardier supersonique mais de moyen rayon d'action : le Soukhoï T-4 (lui aussi abandonné sans avoir pu atteindre mach 3) ; ainsi qu'un chasseur capable d'intercepter un bombardier tri-sonique comme le Valkyrie : le MIG-25 « Foxbat », qui reste l'avion le plus rapide en service.

Caractéristiques (XB-70A)[modifier | modifier le code]

Le North American XB-70A Valkyrie no 62-0001 exposé au National Museum of the United States Air Force, sur la base aérienne de Wright-Patterson à Dayton, dans l'Ohio.

Données de Pace[21], SAF XB-70 Fact sheet[22] et B-70 Aircraft Study[23].

Équipage et dimensions[modifier | modifier le code]

  • Équipages : 2
  • Longueur : 57,6 m (189 ft)
  • Envergure : 32 m (105 ft)
  • Hauteur : 9,1 m (30 ft)
  • Surface alaire : 585 m2 (6 297 ft2)
  • Profil d'aile : hexagonal ; 0.30 Hex racine modifiée, 0.70 Hex extrémité modifiée

Masses[modifier | modifier le code]

Motorisation[modifier | modifier le code]

  • Moteurs : 6 turboréacteurs avec postcombustion General Electric YJ93-GE-3
  • Poussée à sec : 84 kN (19 900 lbf) par réacteur[24] ; 504 kN (environ 51,4 tonnes) au total
  • Poussée avec postcombustion : 128 kN (28 800 lbf) chacun[25] ; 768 kN (environ 78,3 tonnes) au total
  • Capacité interne en carburant : 140 000 kg (300 000 lb) ou 177 000 L (46 745 gal US)

Performances[modifier | modifier le code]

Notes et références[modifier | modifier le code]

Notes[modifier | modifier le code]

  1. Quote by Theodore von Kármán (1945): "The size and performance of the craft driven by atomic power would depend mainly on… reducing the engine weight to the limiting value which makes flight at a certain speed possible."
  2. The NB-58 Hustler was used for XB-70 engine testing, and the TB-58 was used for XB-70 chase and training.
  3. Citation : « This is not an airplane, it's a three-ship formation. »

Références[modifier | modifier le code]

  1. a et b Marcelle Size Knaack 1988, p. 560-561
  2. Herbert Jr. York 1978, p. 70
  3. (en) Theodore Von Kármán, Where We Stand : First Report to General of the Army H. H. Arnold on Long Range Research Problems of the Air Forces with a Review of German Plans and Developments, Washington, D.C., Government Printing Office,
  4. (en) Brian D. Bikowicz, « Atomic Powered Aircraft – Politics », sur atomicengines.com (consulté le 15 septembre 2015)
  5. a et b (en) Dave Schubert, « From Missiles to Medicine », Pioneer Magazine,‎ (lire en ligne)
  6. B-70 Aircraft Study, Vol. II, p. 2
  7. Dennis R. Jenkins 2002, ch. 1
  8. Dennis R. Jenkins et Tony R. Landis 2002, p. 9
  9. a et b Dennis R. Jenkins et Tony R. Landis 2002, p. 9-10
  10. Marcelle Size Knaack 1988, p. 561 & 566
  11. a et b Steve Pace 1988, p. 14
  12. Dennis R. Jenkins et Tony R. Landis 2002, p. 17
  13. a et b Dennis R. Jenkins et Tony R. Landis 2002, p. 13-14
  14. a et b Marcelle Size Knaack 1988, p. 563
  15. Dennis R. Jenkins et Tony R. Landis 2002, p. 15-16
  16. a, b, c et d Dennis R. Jenkins et Tony R. Landis 2002, p. 14-15
  17. Ed Rees 1960, p. 125-126
  18. B-70 Aircraft Study, Vol. I, p. 34-38
  19. Spick 1986, p. 4-5
  20. (en) Edward B. Westerman, Flak : German Anti-Aircraft Defenses, 1914-1945, University Press of Kansas, , 394 p. (ISBN 0-70061-420-6, 0-70061-136-3 et 978-0-70061-136-2, présentation en ligne), p. 11
  21. Pace 1990, p. 75
  22. (en) « XB-70 Fact sheet », sur nationalmuseum.af.mil, National Museum of the United States Air Force, (consulté le 31 mai 2011)
  23. B-70 Aircraft Study, Vol. I, p. 312-316
  24. B-70 Aircraft Study, Vol. III, p. 476 & 479
  25. Dennis R. Jenkins et Tony R. Landis 2002, p. 83-84
  26. (en) Harold J. Walker, Performance Evaluation Method for Dissimilar Aircraft Designs, NASA, , 73 p. (lire en ligne [PDF]).

Sources[modifier | modifier le code]

  • Atlas des avions de l'extrême, Édition Atlas, 2003.
  • Valkyrie North american's mach 3 superbomber, Dennis Jenkins, Tony Landis, Specialty Press, 2004.

Bibliographie[modifier | modifier le code]

Document utilisé pour la rédaction de l’article : document utilisé comme source pour la rédaction de cet article.

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Voir aussi[modifier | modifier le code]

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Développement lié

Liens externes[modifier | modifier le code]