Un nouvel X-plane prend forme

L'Agence des projets de recherche avancée de la Défense a désigné l'avion démonstrateur à rotor repliable de Bell Textron comme le X-76, ce qui en fait l'ajout le plus récent à la lignée prestigieuse des avions expérimentaux américains qui comprend le X-1, qui a brisé le mur du son pour la première fois, et l'avion fusée X-15. Le X-76 est conçu pour explorer les technologies qui pourraient permettre aux avions de décoller et d'atterrir verticalement comme un hélicoptère tout en volant à la vitesse et l'efficacité d'un avion à voilure fixe.

L'avion est en cours de développement dans le cadre du programme Speed and Runway Independent Technologies de la DARPA, connu sous le nom de SPRINT. Le programme cherche à surmonter l'un des défis techniques les plus persistants de l'aviation : combiner la capacité de décollage et d'atterrissage vertical des aéronefs à voilure tournante avec les performances à grande vitesse et longue portée des avions conventionnels. Les hélicoptères actuels sacrifient la vitesse pour la capacité VTOL, tandis que les aéronefs à voilure fixe sacrifient l'indépendance des pistes pour les performances.

Comment fonctionne le rotor repliable

L'innovation centrale du X-76 est un système de rotor qui se déploie pour le décollage et l'atterrissage vertical mais se replie en vol en avant, réduisant la traînée qui limite les vitesses des hélicoptères conventionnels. En mode VTOL, les rotors fournissent la portance nécessaire pour décoller et atterrir sans piste. Une fois en vol et en transition vers le vol en avant, les rotors se rétractent et se verrouillent dans une configuration profilée le long du fuselage de l'avion, ce qui lui permet de voler comme un avion à voilure fixe conventionnel en utilisant une propulsion séparée.

Cette approche diffère des aéronefs à rotor basculant comme le V-22 Osprey, qui font pivoter l'ensemble de leurs nacelles moteur d'une orientation verticale à horizontale. La conception V-22 s'est avérée opérationnellement capable mais impose des pénalités de poids et de complexité qui limitent sa vitesse et son efficacité. Le concept à rotor repliable vise à obtenir une configuration aérodynamique plus propre en vol en avant en supprimant complètement le rotor du flux d'air.

Les défis techniques sont considérables. La transition entre le vol porté par le rotor et le vol porté par l'aile doit être douce et maîtrisable, le mécanisme de pliage doit être fiable dans les conditions de vibration et de charge du vol, et l'avion doit rester stable pendant la brève période où il transfère la portance du rotor à l'aile.

Objectifs de performance

La DARPA a fixé des objectifs de performance ambitieux pour le programme SPRINT. Le X-76 devrait démontrer des vitesses dépassant significativement celles des hélicoptères conventionnels, qui sont généralement limitées à environ 180 nœuds par le décrochage de la pale en recul — un phénomène aérodynamique qui se produit lorsque la pale se déplaçant en arrière par rapport à la direction de vol de l'avion perd la portance à grande vitesse.

En éliminant le rotor de l'équation de vol pendant la croisière, le X-76 pourrait potentiellement atteindre des vitesses de 400 nœuds ou plus tout en conservant la capacité à fonctionner sur des sites non préparés, des ponts de navire et d'autres zones confinées où l'accès à la piste n'est pas disponible. Cette combinaison serait transformatrice pour les opérations militaires, où la tension entre la vitesse et l'accès a façonné les décisions de conception des avions pendant des décennies.

Applications habitées et sans pilote

Le X-76 est conçu avec des configurations habitées et sans pilote à l'esprit. Le démonstrateur initial sera sans pilote, ce qui permettra à la DARPA d'explorer l'enveloppe de vol sans risquer un pilote lors de la phase à haut risque de maturation de la technologie. Si le concept de rotor repliable s'avère viable, il pourrait être appliqué à une gamme de plates-formes militaires comprenant les transports de troupes, les aéronefs de reconnaissance, les véhicules logistiques et les plates-formes de frappe.

La variante sans pilote est particulièrement intéressante dans le contexte de l'accent croissant de l'armée sur les aéronefs autonomes et semi-autonomes. Une plate-forme sans pilote rapide et indépendante des pistes pourrait effectuer des missions dans des environnements contestés où l'accès à l'aérodrome et le risque pour le pilote sont des préoccupations — comme la livraison de fournitures à des positions avancées, la menée d'activités de renseignement dans un espace aérien nié, ou servant d'ailier fidèle aux chasseurs habités.

Calendrier et concurrence

La DARPA prévoit que le X-76 vole en 2028, donnant à l'équipe d'ingénierie de Bell environ deux ans pour passer de la phase de conception actuelle à la fabrication et aux essais au sol jusqu'au premier vol. Ce calendrier est agressif mais cohérent avec l'approche de la DARPA en matière de prototypage rapide pour valider ou invalider de nouveaux concepts avant de s'engager dans des programmes de développement à grande échelle.

Bell est en compétition avec d'autres conceptions dans le cadre du programme SPRINT. Aurora Flight Sciences, une filiale de Boeing, a proposé une approche alternative utilisant un mécanisme de transition VTOL-vers-croisière différent. La compétition garantit que la DARPA peut évaluer plusieurs solutions techniques et sélectionner la plus prometteuse pour un développement ultérieur.

Contexte historique

La quête d'un avion VTOL pratique à grande vitesse remonte aux années 1950, lorsque des conceptions expérimentales comme le Convair XFY Pogo et le Ryan X-13 Vertijet ont démontré le décollage vertical mais se sont avérées impratiques pour une utilisation opérationnelle. Le V-22 Osprey, qui a été mis en service en 2007 après des décennies de développement difficile, reste l'avion VTOL à grande vitesse le plus réussi à ce jour, mais sa vitesse et son efficacité ne sont pas à la hauteur de ce que le concept de rotor repliable promet. Le X-76 représente la dernière tentative de résoudre ce défi persistant, armé de matériaux modernes, de systèmes de contrôle de vol et d'outils de conception computationnelle qui n'étaient pas disponibles pour les générations antérieures d'ingénieurs.

Cet article est basé sur les rapports de twz.com. Lire l'article original.