Le 20 juin 1951, au-dessus du lac asséché de la base aérienne d'Edwards, le pilote d'essai Jean “ Skip ” Ziegler accomplit un exploit inédit. Alors que son petit jet de recherche trapu, le Bell X-5, prenait de l'altitude, il actionna une commande et les ailes de l'appareil se replièrent en plein vol, passant d'une position droite à une position en flèche, sans que le jet ne perde le contrôle de son plan de vol. Pour la première fois, un avion pouvait modifier la forme de ses ailes en vol.
Cela peut paraître fantaisiste. Pourtant, c'était l'un des plus grands rêves d'ingénierie de l'ère du jet : un avion unique capable d'être lent et docile au décollage, puis de se transformer en une flèche profilée pour des pointes de vitesse. Pendant quarante ans, l'“ aile à géométrie variable ” a poursuivi ce rêve, et certains des avions de guerre les plus célèbres de l'histoire ont été construits autour de ce principe.
FAITS RAPIDES
L'idée : Une aile qui pivote en vol — déployée à basse vitesse, repliée à haute vitesse
Premier à le faire : Le Bell X-5, premier vol le 20 juin 1951
Pilote d'essai : Jean “ Skip ” Ziegler, à la base aérienne d'Edwards
Rendu opérationnel par : Le F-111, F-14 Matou, Panavia Tornade et MiG-23
Pourquoi cela s'est estompé : Le mécanisme de pivot est lourd et complexe ; les ordinateurs ont rendu les ailes fixes suffisamment performantes.
Pourquoi une aile veut-elle avoir deux formes à la fois ?
Les ailes sont un compromis. Une aile longue et droite offre une portance exceptionnelle à basse vitesse, idéale pour le décollage, l'atterrissage et le vol stationnaire. Une aile courte et fortement en flèche fend l'air avec une faible résistance à haute vitesse et à vitesse supersonique. Le problème, c'est qu'on ne peut généralement pas avoir les deux : une aile optimisée pour Mach 2 est catastrophique à l'atterrissage, et inversement.
L'aile à géométrie variable était la solution audacieuse : concevoir une aile dont la forme se modifie physiquement. Déployer les ailes pour le décollage et le vol stationnaire, les replier pour le vol supersonique. Le Bell X-5 a prouvé la faisabilité du projet, mais aussi sa dangerosité : sa conception pouvait engendrer des cabrages violents, et l'un des deux X-5 a effectué une vrille, tuant son pilote.
De l'expérimentation au front : le F-111 et le Tomcat
Le premier appareil à concrétiser ce concept fut le General Dynamics F-111 Aardvark dans les années 1960 : un gros avion d'attaque rapide capable de pivoter ses ailes pour foncer à basse altitude. Ses débuts furent difficiles, mais il devint par la suite l'un des avions d'attaque les plus efficaces de son époque.
Puis vint l'icône. Le Grumman F-14 Tomcat — le jet de Top Gun Il a transposé l'idée sur le pont d'envol d'un porte-avions, avec une aisance déconcertante. Ses ailes se déployaient automatiquement, un ordinateur les ajustant constamment pour que le pilote n'ait jamais à s'en préoccuper. Ailes vers l'avant pour décoller et engager le combat aérien ; ailes vers l'arrière pour rattraper une cible à deux fois la vitesse du son.
Observez un F-14 en vol à basse altitude et vous verrez ses ailes se rétracter à l'accélération et s'avancer à la décélération ; l'appareil se remodele littéralement en temps réel. Aucun chasseur n'a jamais arboré l'aile à géométrie variable avec autant d'élégance.
Une idée mondiale : Tornade et Flogger
Le concept s'est répandu à l'échelle mondiale. En Europe, la Grande-Bretagne, l'Allemagne de l'Ouest et l'Italie ont construit conjointement le Panavia Tornado, un avion d'attaque et de défense aérienne à géométrie variable qui a servi pendant des décennies. De l'autre côté du rideau de fer, l'Union soviétique a produit en masse le MiG-23 “ Flogger ”, dotant ainsi des dizaines de forces aériennes à travers le monde de cette technologie.
Les bombardiers ont également adopté cette idée : le B-1 Lancer américain et le géant soviétique Tu-160 utilisent tous deux des ailes à géométrie variable pour allier grande autonomie et vitesse de pointe. Pendant un temps, dans les années 1970 et 1980, il semblait que tous les avions de combat sérieux étaient équipés d’ailes pivotantes.
Pourquoi votre aile à bascule préférée est la dernière de son genre
Puis, plus rien. Aucun avion de combat majeur n'a utilisé d'aile à géométrie variable depuis la Guerre froide, et la raison est simple : le mécanisme de pivotement est lourd, complexe et coûteux à entretenir. Toute cette machinerie représente un poids mort qui ne peut transporter ni carburant ni armement.
Ce qui a sonné le glas de cette idée, c'est l'ordinateur. Les commandes de vol électriques modernes et les dispositifs ingénieux de bord d'attaque permettent à une aile fixe de se comporter de manière optimale sur toute la plage de vitesses sans pivot mobile, et ce, pour un poids bien moindre. L'aile à géométrie variable était une solution mécanique brillante à un problème que l'électronique a finalement résolu à moindre coût. Ce qui confère au Tomcat, au Tornado et au Flogger un caractère exceptionnel : l'aboutissement magnifique et protéiforme d'une idée vieille de quarante ans, née d'un petit jet Bell survolant le désert en 1951.
Sources : NASA ; Musée national de l’US Air Force ; Ce jour-là dans l’aviation ; Wikipédia.
Questions connexes
Qu'est-ce qu'un avion à géométrie variable ?
Un avion à géométrie variable possède des ailes qui pivotent en vol pour modifier leur angle. Déployées, ces ailes offrent une bonne portance à basse vitesse pour le décollage et l'atterrissage ; repliées, elles réduisent la traînée pour les vols à haute vitesse et supersoniques. Cela permet à un même avion d'offrir d'excellentes performances sur une large plage de vitesses.
Quel fut le premier avion à ailes à géométrie variable ?
Le Bell X-5 fut le premier avion capable de modifier la flèche de ses ailes en vol. Son premier vol eut lieu le 20 juin 1951, piloté par Jean " Skip " Ziegler à la base aérienne d'Edwards. Sa conception était basée sur un projet Messerschmitt P.1101, capturé pendant la guerre, qui ne pouvait modifier la flèche de ses ailes qu'au sol.
Pourquoi certains avions de chasse ont-ils des ailes mobiles ?
Car une aile optimisée pour la haute vitesse est peu performante à basse vitesse, et inversement. Une aile à géométrie variable résout ce problème en modifiant sa forme : ailes en flèche pour des décollages, atterrissages et combats aériens lents et contrôlés, et ailes en flèche pour réduire la traînée lors de pointes supersoniques.
Quels sont les avions à réaction célèbres à ailes à géométrie variable ?
Parmi les avions à géométrie variable les plus remarquables, citons le General Dynamics F-111 Aardvark, le Grumman F-14 Tomcat, le Panavia Tornado européen et le MiG-23 Flogger soviétique. Les bombardiers à géométrie variable comprennent le B-1 Lancer américain et les Tu-160 et Tu-22M soviétiques.
Les ailes du F-14 Tomcat bougent-elles automatiquement ?
Oui. Le Grumman F-14 Tomcat utilise un ordinateur pour orienter automatiquement ses ailes en fonction des variations de vitesse, dispensant ainsi le pilote de leur gestion. Les ailes avancent lorsque l'avion ralentit et reculent lorsqu'il accélère, ce qui explique pourquoi on peut observer leur mouvement lors d'un passage à basse altitude.
Pourquoi l'armée a-t-elle cessé de construire des avions à géométrie variable ?
Le mécanisme de pivotement de l'aile est lourd, complexe et coûteux à entretenir, et toute cette machinerie représente un poids qui ne peut être utilisé pour le carburant ou l'armement. Les commandes de vol électriques modernes et les dispositifs de bord d'attaque perfectionnés permettent à une aile fixe d'offrir des performances suffisantes sur toute la plage de vitesses pour un poids bien moindre ; c'est pourquoi aucun avion de combat majeur n'a utilisé d'aile à géométrie variable depuis la Guerre froide.
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