Northrop M2-F2

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Projet d’avion expérimental américain des années 1960, faisant partie du projet des Lifting Bodies.

Parmi les programmes spatiaux américains des années 1950, on en trouve qui étaient destinés à développer un appareil capable de rentrer dans l’atmosphère et de se poser de façon conventionnelle sur une piste d’aviation. Cette capacité permet d’éviter les récupérations coûteuses des vaisseaux spatiaux en plein océan, comme c’est le cas pour les capsules spatiales. Le compromis est trouvé en 1957 avec un aéronef dont la configuration est appelée "Lifting Body" ("corps portant" en français) : une forme permettant la rentrée atmosphérique et un fuselage qui assurerait la portance nécessaire pour se poser. L’année suivante, l’agence gouvernementale américaine NASA (National Aeronautics and Space Administration), nouvellement créée, reprend ce programme des Lifting Bodies.

L’ingénieur R. Dale Reed, directeur de ce programme, teste une maquette en balsa tractée par un avion radiocommandé pour vérifier les calculs effectués. À partir de 1962, une récolte de fonds est entreprise pour la construction d’un prototype de taille réelle en bois, désigné M2-F1 ("M" pour Manned/piloté et "F" pour Flight/prévu pour le vol). Dépourvu d’ailes, avec une forme générale ressemblant à un demi-cône, il est testé dans le tunnel aérodynamique du centre Ames. Il effectue ensuite ses premiers vols tracté par une automobile, puis par un C47 de la base d'Edwards. Après 400 essais tractés, dont 77 vols, entre avril 1963 et août 1966, il est décidé de poursuivre le programme avec un autre prototype plus "abouti".

Le M2-F2, également conçu au Flight Research Center à Edwards, est construit par Northrop, le même constructeur qui travaille sur le HL-10. Il garde la configuration générale du M2-F1 pour continuer l’évaluation d’un fuselage porteur de forme demi-conique à cambrure positive, soit un demi-cône dont la partie arrondie se trouve au-dessous. Bien que surnommé "baignoire volante" comme son prédécesseur, de nombreuses modifications lui sont apportées : une cellule en aluminium, un moteur-fusée XLR11 lui permettant d’être autonome, l’abandon des ailettes sur les côtés qui n’auraient pas supporté l'échauffement cinétique durant la rentrée dans l’atmosphère et un train d’atterrissage escamotable.

Son nez vitré permet au pilote de voir la piste pendant la phase d'atterrissage. Les deux petites dérives verticales situées de part et d’autre du fuselage assurent la stabilisation latérale, alors que la quille ventrale envisagée au début du projet est rapidement abandonnée pour éviter de rendre l’appareil trop sensible au vent de travers. La partie supérieure de l'arrière du fuselage est munie de deux volets horizontaux pour le contrôle en roulis et en tangage, avec des fonctionnements différentiels ou symétriques selon le besoin. Au-dessous, un troisième volet permet d'améliorer le contrôle en tangage de l'appareil pendant les phases de vol à régime transsonique. Un nouveau système de stabilisation électronique, désigné SAS (Stability Augmentation System), est installé sur les M2-F2 et HL-10 pour aider le contrôle en vol en absorbant une partie des contraintes apportées sur les surfaces de contrôle. Autre première technologique pour l'époque, l'appareil est doté d'un ordinateur à circuits intégrés pour calculer les effets de sustentation obtenus. Quatre petits moteurs à peroxyde d'hydrogène, d’une poussée maximale cumulée de 1,8 kN, permettent d’assister le pilote durant l'atterrissage.

De même que pour le HL-10, il est dans un premier décidé de lester l’avant du M2-F2 pour contrer sa tendance à cabrer à cause du poids du moteur-fusée situé à l'arrière du fuselage. Comme la perspective d'être assis sur un bloc d'uranium appauvri n’enchantait pas les pilotes, l’idée est abandonnée au profit d'un nouveau cockpit blindé en acier épais riveté. Une solution qui présente l'avantage de mieux protéger le pilote en cas d'accident.

Les premiers essais sont effectués avec les M2-F2 et HL-10 installés sous un pylône d'aile de l'avion porteur Boeing NB-52B "Balls 8" qui avait déjà servi à lancer le X-15. Le bombardier est par la suite modifié, afin d'éviter que les deux appareils n'entrent en collision au moment de leur séparation. Pour simuler le comportement des deux Lifting Body au moment de leur largage, un Lockheed T-33, muni de réservoirs en bout d'aile dotés d’aérofreins s'ouvrant en forme de pétales, est testé pour recréer la descente sous 2 g qu'ils allaient devoir effectuer.

Le premier vol captif du M2-F2 a lieu le 23 mars 1966 et son premier vol libre le 12 juillet 1966, piloté d'essai Milt Thompson, soit cinq mois avant le HL-10. Effectué un mois seulement après le décès du pilote Joe Walker, lors de la collision de son F-104 avec le prototype du XB-70 Valkyrie, ce premier vol n’est pas de tout repos. Dès son largage à 13’716 mètres d’altitude, le prototype tangue et semble vouloir partir en tonneaux. Milt Thompson essaie de stabiliser l’appareil, mais les oscillations s’accentuent. Thompson décide d’essayer de piloter l’appareil "à l’instinct", en abandonnant ce qu’il avait appris durant les essais en simulateurs au sol, et arrive finalement à reprendre le contrôle de l’appareil alors qu'il n’est plus qu’à environ 1’000 mètres au-dessus de la piste. L'arrondi final est amorcé à 400 mètres d'altitude, à une vitesse de 519 km/h, le train est sorti et l'atterrissage se passe finalement sans encombre. On remarquera par la suite que le simulateur utilisé durant les essais au sol était réglé pour le X-15, ce qui explique les difficultés rencontrées par le pilote pour redresser son appareil. Pendant ce premier vol, le M2-F2 à atteint une vitesse maximale d'environ 720 km/h. Avant d’utiliser le moteur-fusée pour effectuer des vols propulsés, seize vols planés sont réalisés pour mesurer les capacités de manœuvre de l'engin, sa stabilité et son contrôle. Quatre pilotes se sont partagés ces essais : Milt Thompson et "Jerry" Gentry avec cinq vols chacun, alors que Bruce Peterson et Don Sorlie effectuent tous deux trois vols.

Le seizième et dernier vol de la série, avant les vols propulsés, est effectué le 10 mai 1967 avec Bruce Peterson aux commandes. À l'approche du lac asséché de Rogers Dry Lake, alors qu’il volait à environ 2’100 mètres d'altitude, le M2-F2 se met à osciller et Peterson a beaucoup de mal à lui redresser le nez pour le reprendre en main. Cette perte de temps lui fait rater l'entrée de la piste 18 et il doit se poser dans une zone du lac où il est difficile de juger de l’altitude de son avion à cause de l'absence de marquages au sol. Juste au moment où il effectue son arrondi, Peterson est encore distrait par un hélicoptère de secours qui semble être sur sa trajectoire. Il allume les fusées d'appoint pour mieux contrôler les derniers mètres de sa course d'atterrissage, mais c’est trop tard et l'appareil touche le sol à plus de 250 km/h, avant que le train d'atterrissage ne soit complètement déployé et verrouillé. Le train s’affaisse et le M2-F2 rebondit six fois en faisant des bonds jusqu’à une vingtaine de mètres de haut, puis s’immobilise sur le toit, le fuselage cabossé, la dérive gauche arrachée et la verrière écrasée. Alors que les équipes au sol qui ont suivis l’accident en direct sur leurs écrans n’ont plus aucun espoir pour lui, Peterson est retrouvé grièvement blessé mais encore en vie, et même si son casque est littéralement explosé, le cockpit a relativement bien résisté. Peterson est extrait de l’épave et emmené d'urgence à l'hôpital de la base, puis à l'hôpital de l'Université de Californie, à Los Angeles, avec de multiples fractures au bras et à la main, une fracture du crâne, des dents cassées et une partie du front arrachée. Peterson se remettra de ses blessures, mais il perd définitivement l'usage de son œil droit à cause d'une infection et se retire définitivement du programme des essais en vol.

Ce crash est le seul accident qu’a connu le programme des Lifting Body de la NASA en douze ans d’essais en vol. Des extraits de la vidéo de l’accident sont ensuite utilisés pour la série télévisée "The Six Million Dollar Man", qui sera retransmise dès 1974 en France sous le titre de "L'Homme qui valait trois milliards de dollars", le change ayant été fait en anciens francs…

À la suite de cet accident, les prototypes à fuselage porteur de la NASA sont cloués au sol durant près d’une année. Le M2-F2 est reconstruit, avec plusieurs modifications, et reprends les essais en vol sous la désignation de M2-F3.


Versions :
M2-F2 : Version initiale du premier Body Lifting "lourd" construit par la NASA dans le projet de véhicule spatial.


Caractéristiques et performances :
Equipage : 1
Longueur : 6,76 mm
Envergure : 2,94 mm
Hauteur : 2,89 m
Surface alaire : 14.9 m2m2
Masse à vide : 2'095 kg
Masse maximale au décollage : 3'395 kg
Masse de carburant : 627 kg
Moteurs : Un moteur-fusée Reaction Motors XLR11 de 35,7 kN et quatre petits moteurs-fusées à peroxyde d'hydrogène d’une poussée cumulée de 1,8 kN.
Vitesse max haute altitude: 750 km/h
Plafond opérationnel : 13'700 m



Liens internet :
https://www.nasa.gov/centers/armstrong/news/FactSheets/FS-011-DFRC.html

https://en.wikipedia.org/wiki/Northrop_M2-F2

https://fr.wikipedia.org/wiki/Northrop_M2-F2

http://jn.passieux.free.fr/html/M2f2.php