Poussée vectorielle

Réacteur de l'avion expérimental Rockwell-MBB X-31 capable de réaliser une poussée vectorielle tridimensionnelle.

La poussée vectorielle est une technologie utilisée en aéronautique. Elle consiste à orienter le jet du réacteur et résulte en une amélioration de la manœuvrabilité (hypermanœuvrabilité) d'un avion à réaction indépendamment de sa vitesse (contrairement à l'aileron). Elle a été mise au point dans les années 1950.

Histoire

La poussée vectorielle a été imaginée par Michel Wibault et mise en œuvre pour la première fois par l'avionneur britannique Bristol Aeroplane Company^[1]. Cette technologie a d'abord été utilisée afin de réaliser des décollages et atterrissages verticaux, puis dans les année 1990 afin d'améliorer la manœuvrabilité des avions de combat^[2]. Ce dispositif permettait en effet de réaliser des virages à fort angle d'attaque et de voler à très basse vitesse^[3].

Principe

Schéma de principe d'une poussée vectorielle sur un missile.

Le principe de la poussée vectorielle est d'orienter le flux à la sortie du réacteur en utilisant une tuyère orientable. Les premières tuyères ne pouvaient être pivotées que verticalement, agissant sur le tangage de l'avion uniquement. L'arrivée d'une seconde génération de tuyères orientables horizontalement a permis d'agir également sur le Lacet^[1]. Une autre évolution sur les bi-réacteurs est la possibilité de mouvoir deux tuyères de manière asynchrone, c'est-à-dire indépendamment l'une de l'autre. Ceci permet le contrôle du roulis et améliore encore la manœuvrabilité et les trajectoires de l'avion.

Contrôlée par ordinateur, l'action sur la poussée vectorielle est incorporée avec les commandes des gouvernes. Sur les avions de chasse comme le Su-37, les tuyères sont orientées grâce à des vérins hydrauliques disposés autour de celles-ci. En cas de panne du système hydraulique, un système pneumatique ramène et verrouille la tuyère en position neutre^[3]. Sur certains avions comme le X-31, ce n'est pas la tuyère qui est amovible, mais des panneaux déflecteurs, actionnés par des vérins hydrauliques, qui guident le flux de poussée.

Emblématique des générations 4.5 et 5 (comme le Lockheed F-35 Lightning II), elle est également utilisée pour le dirigeable Zeppelin NT. La poussée vectorielle permet d'effectuer des manœuvres à très basses vitesses (sous les 100 km/h) comme à très grandes vitesses. Elle permet aussi de se déplacer dans des milieux où les ailerons et les gouvernes sont inutiles : l'espace.

Le défi des motoristes était de construire un système assez solide et puissant pour résister au jet de propulsion. Le système hydraulique était assez puissant pour garder une tuyère inclinée tandis que les matériaux résistants à la chaleur des gaz d'échappement existaient déjà. Sur les avions utilisant la poussée vectorielle afin d'accroître la maniabilité, la tuyère bascule d'environ 15 à 25 degrés, à environ 30 degrés par seconde.

La poussée vectorielle donne aux avions de chasse un avantage sur les ennemis qui ne possèdent pas cette technique : effectuer des virages très serrés pour se retrouver face à l'ennemi, leurrer les systèmes radars Doppler en volant à basse vitesse^[1] et même récupérer d'un décrochage.

Selon Eurojet, la poussée vectorielle permettrait de réduire les coûts d'exploitation d'un avion de chasse, d'augmenter la durée de vie des réacteurs et de diminuer la consommation de carburant (3 à 5% sur son moteur EJ200 en mission type)^[3].

Aéronefs

VTOL ou ADAV

Le Harrier Jump Jet peut décoller et atterrir verticalement.

Les aéronefs suivants utilisent la poussée vectorielle pour les décollages et atterrissages verticaux.

• Harrier Jump Jet
• Hawker Siddeley Harrier
• British Aerospace Sea Harrier
• Boeing/BAE Systems AV-8B Harrier II
• BAE Systems/Boeing Harrier II
• Boeing V-22 Osprey (Turbopropulseur)
• Boeing X-32
• Lockheed Martin F-35 Lightning II (variante B seulement)
• Moller Skycar
• Dornier Do 31
• Armstrong Whitworth AW.681
• Yakovlev Yak-38
• Yakovlev Yak-141

Augmentation de l'agilité

Illustration d'une tuyère à poussée vectorielle.

Les aéronefs suivants utilisent la poussée vectorielle afin d'accroître leur agilité.

Bidimensionnel

• Sukhoi Su-30 MKI
• Sukhoi Su-30 MKM
• Sukhoi Su-37
• Sukhoi Su-47
• Boeing X-32
• McDonnell Douglas X-36
• Lockheed Martin F-22 Raptor
• McDonnell Douglas F-15 S/MTD
• Super-10 (addition future)
• JF-17 (addition future)

Tridimensionnel

• Mikoyan-Gurevich Mig-29 OVT
• Mikoyan-Gurevich MiG-35
• Mikoyan Mig Project 1.44
• Rockwell-MBB X-31
• X-44 MANTA
• McDonnell Douglas F-18 HARV
• Lockheed F-16 MATV
• McDonnell Douglas F-15 ACTIVE
• McDonnell Douglas F-15 IFCS

Autre

• Zeppelin NT Aérostat à poussée vectorielle moderne

Notes et références

1. ↑ ^{a, b et c} AirActu - La poussée vectorielle, AirActu, 2010. Consulté le 2010-01-23
2. ↑ Warland - La poussée vectorielle, Warland, 2010. Consulté le 2010-01-23
3. ↑ ^{a, b et c} Nouvel angle d'attaque pour l'EJ200, Air & Cosmos n°2200, 8 janvier 2010