EWR VJ-101

L’EWR VJ-101 est un projet d’intercepteur ADAV propulsé par six turboréacteurs, muni d’ailes hautes terminées par des nacelles-moteurs, d’empennages conventionnels et d’un train d’atterrissage tricycle escamotable.

En 1956, le ministère de la défense ouest-allemand considère les longues pistes de ses aérodromes militaires trop vulnérables aux forces du pacte de Varsovie. Il lance un appel d’offre pour équiper sa force aérienne d’un nouvel intercepteur tout-temps capable de décoller et d’atterrir verticalement pour s’affranchir de ces structures lourdes et difficiles à protéger.
Les constructeurs allemands Heinkel et Messerschmitt se lancent dans ce programme désigné VJ-101 pour "Vertical Jäger" (chasseur vertical), alors que le P110.1 de Bolköw, un projet d’avion à voilure annulaire piloté à distance et décollant verticalement, est rapidement écarté.
Le VJ-101A d’Heinkel est muni de plans canard et d’ailes trapézoïdales. Sa motorisation est assurée par quatre ou six réacteurs basculants situés aux extrémités des ailes et des empennages canards.
Le VJ-101B proposé par Messerschmitt est muni d’ailes en delta, d’un empennage conventionnel et de quatre réacteurs fixes munis de tuyères orientables, situés dans le fuselage.

Le ministère de la défense proposant un contrat pour la construction de quatre ou cinq prototypes en cas de proposition d’un projet unique, Heinkel et Messerschmitt décide de fonder une entreprise commune désignée EWR (Entwicklungsrings Süd). Ils sont rapidement rejoints par Bölkow et mettent en commun leurs études pour dessiner le VJ-101C, un parfait hybride des deux premières formules, avec des réacteurs orientables en bout d’ailes et des réacteurs de sustentation placés à la verticale dans le fuselage. Les ingénieurs de l’EWR vont également aller en Grande-Bretagne pour, entre autre, visiter les usines de Rolls-Royce et s’intéresser aux capacités des derniers réacteurs de sustentation de ce motoriste, qui sont relativement petits, mais capables d’une puissance importante sur d’assez brèves périodes.

Le VJ 101C ressemble un peu à un F-104 avec ses petites ailes trapézoïdales et son fuselage très allongé et à l’aérodynamique soignée. En bout de chaque aile, deux réacteurs Rolls-Royce RB.145 sont installés dans une nacelle basculante qui sont positionnées à la verticale durant les phases de décollage et d’atterrissage et à l’horizontal durant le vol translationnel. Deux réacteurs de sustentation sont installés à la verticale, derrière le poste de pilotage, avec des trappes qui permettent d’alimenter ces moteurs en air et évacuer les gaz vers le bas lorsqu’ils sont en fonction. L’empennage est de type conventionnel, avec une petite quille ventrale, au-dessous de la dérive. Le cockpit est pressurisé et équipé d’un siège éjectable Martin-Baker GA7. Le train d’atterrissage tricycle est escamotable.

Une partie de l’étude a été réalisée grâce à différentes simulations effectuées par des logiciels novateurs. Par la suite, un banc d’essais appelé "Wippe" (balançoire) est construit pour mettre au point les commandes de vol gérant la modulation de la poussée des réacteurs. Maintenu au sol à une extrémité, il est muni d’un cockpit rudimentaire à l’autre extrémité. Selon les moteurs concernés par les essais, un réacteur est installé à la verticale derrière le cockpit où à l’extrémité de deux bras latéraux simulant les ailes. Après divers tests préliminaires pour mettre au point le système de contrôle sur un axe unique, un banc d’essai volant est construit. Sa structure est faite en tubes d’acier soudés, avec cette fois trois réacteurs Rolls-Royce RB.108 de 948kgp chacun situés dans les positions prévues pour l’appareil final.
Après plusieurs essais captifs, il effectue son premier vol libre le 13 mars 1962 à Manching, près d’Ingoldstadt. Par la suite, un revêtement en tissus est installé pour approcher les caractéristiques aérodynamiques du VJ101C. Au total, 126 vols seront effectués par un total de dix pilotes de trois nationalités différentes jusqu’en 1964.

Deux prototypes du VJ 101C sont construits : le X1 (D-9517) par Messerschmitt à Augsburg et le X2 (D-9518) par Heinkel à Spire.

Le X1, dont les réacteurs sont démunis de postcombustion, commence ses essais au sol le 19 décembre 1962 et effectue son premier vol stationnaire le 10 avril 1963 à Manching, avec le pilote d’essais en chef d’EWR, l’américain George W. Bright. Le premier décollage conventionnel et le premier vol avec une transition vol vertical/vol horizontal /vol vertical sont effectués respectivement les 31 août et 20 septembre de la même année. Le 29 juillet 1964, il devient le premier avion à décollage et atterrissage vertical à passer le mur du son en atteignant Mach 1.04. Le 14 septembre un problème de pilotage automatique provoque la perte de l’appareil, par chance le pilote G.W. Bright parvient à s’éjecter de justesse et s’en sort avec un tassement de vertèbres.
Le X1 aura fait 24 vols verticaux et 14 vols avec des transitions vertical-horizontal-vertical.

Les essais continuent à partir du 27 octobre 1964 avec le X2 qui est muni d’un nouveau système de pilotage automatique et dont les réacteurs, modifiés, ont une capacité de postcombustion. Il effectue son premier envol libre le 12 juin 1965 et son premier vol de transition le 22 octobre de la même année. Durant les essais d’atterrissages et de décollages verticaux avec postcombustion, des problèmes de puissance sont survenus suite à l’ingestion d’air chaud et de poussières par les moteurs. De plus, il a été démontré à cette époque déjà que les gaz chauds sortant des réacteurs perpendiculairement à la piste endommagent le revêtement de celle-ci. Par contre, une inclinaison des nacelles à 70° au lieu des 90° comme précédemment permet de quitter le sol en 3 mètres et de passer un obstacle de 15 mètres à 40 mètres de son point de départ sans dégâts notables au revêtement du sol.
Le X2 n’a pas dépassé Mach 1,14 durant ses vols en palier. Le projet est finalement abandonné en 1968, mais des essais en vols continuèrent jusqu’en 1971.
L’appareil est par la suite exposé au Deutsches Museum de Munich.

Le VJ101 X3, un prototype biplace prévu pour la suite du programme, n’est finalement pas construit.

Avec les tests effectués sur le VJ101C, les ingénieurs d’EWR remarquent que la puissance des réacteurs RB.145R n’est pas suffisante pour permettre des performances proches de Mach2. Des réacteurs Rolls-Royce/MAN RB.153 de 5’490kgp seraient l’idéal, malheureusement ils tardent à être mis au point et leur poids ne permettrait pas de les installer dans des nacelles en bout d’aile. La formule du Messerschmitt VJ101B, avec tous les réacteurs installés dans le fuselage, est reprise. Ce projet d’intercepteur Mach2 est également stoppé et ne sera jamais finalisé.

Les commandes de vols électriques "fly-by-wire" développées pour le VJ101C sont par la suite reprises pour être utilisées dans d’autres appareils, tant militaires que civils, comme les Panavia Tornado et Airbus A320, entre autres.

Versions :
VJ101A : Projet de Heinkel propulsé par six réacteurs situés dans des nacelles basculantes aux extrémités des plans-canards fixe et des ailes.
Heinkel a dessiné son VJ101A en continuation de son projet He231, qui a déjà quelques années d’étude. L’appareil est muni d’empennages canards fixes médians et des ailes en position haute. Les réacteurs, situés dans des nacelles basculantes, sont installés aux extrémités des plans horizontaux. Un réacteur est situé aux extrémités de chaque plan canard, alors que selon les nacelles aux extrémités des ailes sont équipées d’un ou de deux réacteurs (version VJ101 A6). Un des buts de cette configuration est de permettre d’utiliser des réacteurs déjà en service, et qu’ils soient tous disponibles pour la poussée en vol horizontal. La masse au décollage prévue est de 9’600kg et la vitesse à 20'000 mètres d’altitude de Mach2.

VJ101B : Projet proposé par Messerschmitt muni d’ailes en delta et d’un empennage conventionnel, il est propulsé par quatre réacteurs fixes situés dans le fuselage et munis de tuyères orientables.
Messerschmitt reprend son projet P1227, un avion de conception relativement classique, muni de six réacteurs dans le fuselage. Certains sont installés à la verticale uniquement pour la sustentation et d’autres installés à l’horizontale avec des tuyères conventionnelles pour le vol translationnel, ou pouvant détourner les gaz vers le bas grâce à des tuyères orientables. La masse au décollage devrait être de 7’000kg et la vitesse estimée à 18'000 mètres d’altitude de Mach 2.5.

VJ101C : Appareil conçu par EWR muni de petites ailes trapézoïdales et d’une dérive conventionnelle, il est propulsé par quatre Rolls-Royce RB.145 installés dans des nacelles basculantes en bout d’ailes et de deux autres installés à la verticale dans le fuselage.
Conçu par EWR et surnommé "Traumjaeger" (Chasseur de rêve), il reprend un peu des deux formules proposées avec les VJ101A et VJ101B. Il est muni de petites ailes trapézoïdales en position haute, d’une dérive conventionnelle et d’un train d’atterrissage tricycle. La propulsion est garantie par six turboréacteurs Rolls-Royce RB.145, en lieu et place des plus puissants RB.153 prévus qui rencontrent des difficultés de mise au point. Deux nacelles orientables, contenant chacune deux réacteurs, sont installées aux extrémités des ailes. Ces moteurs donnent la poussée pour le vol translationnel, de même que pour les déplacements verticaux durant lesquels leur débattement permet de les faire basculer le flux jusqu’à 6° vers l’avant. Dans ces phases de décollage et d’atterrissage, ils sont également aidés par deux autres moteurs de sustentation installés à la verticale derrière le poste de pilotage. Des trappes s’ouvrant au-dessus et au-dessous du fuselage lorsqu’ils fonctionnent permettent d’alimenter ces moteurs en air et évacuer leurs gaz vers le bas. Le cockpit est pressurisé et équipé d’un siège éjectable "zéro-zéro" Martin-Baker GA7.
Un banc d’essais au sol, un banc d’essai volant et deux prototypes, désignés X1 et X2, sont construits. Le banc d’essai volant effectue son premier vol le 13 mars 1962. Le X1 équipé de PB.145 démuni de postcombustion a volé librement le 10 avril 1963 et s’est crashé le 14 septembre 1964. Il est aussi devenu le premier ADAV supersonique avec une vitesse de Mach 1.04 réalisée le 29 juillet 1964. Le X2 vole pour la première fois librement le 12 juin 1965, équipé de Rolls-Royce RB.145R. La puissance supplémentaire obtenue grâce à la postcombustion est en partie dégradée près du sol par l’ingestion d’air chaud et un certain manque de fiabilité des RB.145R à puissance maximale. Il volera jusqu’en 1971, atteignant la vitesse de Mach 1.14 en palier.

VJ101D : Projet d’intercepteur ADAV capable de voler à Mach2 propulsé par cinq turboréacteurs installés à la verticale dans le fuselage pour la sustentation et de deux autres, également dans le fuselage, pour le vol horizontal.
La puissance des réacteurs RB.145R étant trop faible pour atteindre des vitesses bi-soniques, et des réacteurs plus puissants étant trop lourds pour être installés en bout d’ailes, il est décidé de revenir à la formule proposée par Messerschmitt avec son VJ101B. Le VJ101D sera donc équipé de cinq turboréacteurs RB.162 de 2’700kgp chacun, installés verticalement derrière le cockpit, pour la poussée de sustentation et de deux Rolls-Royce/MAN RB.153 de 5’490kgp à l’arrière du fuselage, avec des tuyères orientables vers le bas, pour la poussée de sustentation et pour le vol translationnel. Cette formule permet ainsi d’avoir une masse maximale au décollage de plus de 20’000kg et une poussée non négligeable en vol, mais l’idée d’un avion nettement plus grand et plus lourd ne séduisait pas beaucoup de monde. Devant les difficultés budgétaires et une nouvelle politique de défense, ce projet d’intercepteur Mach2 est également stoppé, alors que les premiers essais moteurs venaient à peine d’être effectués. Il ne sera jamais développé.

Utilisateurs militaires :
Luftwaffe : Deux prototypes en test.

Caractéristiques VJ101 C-X2 :
Equipage : 1
Longueur : 15,7m
Envergure : 6,61m
Hauteur : 4,13m
Surface alaire : 18,6m2
Masse à vide : 4’420kg
Masse maximale au décollage : 6’100kg

Moteurs :
Six turboréacteurs Rolls-Royce RB.145R de 16,2kN (1’655kgp) chacun.

Performances :
Vitesse max : 1350km/h (Mach 1.14)
Plafond opérationnel : 18’500m
Distance de décollage : 0m
Distance d’atterrissage : 0m

Armement :
Sans.

Liens internet :
https://en.wikipedia.org/wiki/EWR_VJ_101

https://de.wikipedia.org/wiki/EWR_VJ_101

http://www.airvectors.net/avdevtol.html

http://www.deutsches-museum.de/en/collections/transport/aeronautics/jets/ewr-sued-vj-101-c/

http://www.aviastar.org/air/germany/vj-101.php

http://www.vstol.org/vstolwheel/ewrvj101-c.htm

http://www.globalsecurity.org/military/world/europe/ewr-vj101c.htm

http://www.diseno-art.com/encyclopedia/strange_vehicles/ewr_vj_101.html

http://www.kamov.net/german/ewr-vj-101/

http://www.flightglobal.com/pdfarchive/view/1965/1965%20-%200043.html

Clansman a écrit
Sacrée fiche ! Bravo !

Merci. Au début, elle était presque de moitié plus longue, j'ai dû essayer de la condenser un peu, ce qui m'a pris pas mal de temps…

Clansman a écrit
Elle est sur le site

Merci encore.

Clansman a écrit
Cela dit, Mach 1,14 pour un ADAV, c'est déjà pas mal. Des ADAV supersoniques, il y en a peu.

C'est vrai, mais c'est plutôt faible pour un intercepteur. Et on voit que soit Heinkel, soit Messerschmitt étaient sûrement un peu optimistes avec leurs Mach 2 ou 2.5 espérés de leurs projets initiaux.
Par contre, je suis encore plus impressioné par le Mach 1.04 du prototype X1 qui ne possédait pas de postcombustion, c'est limite de la supercruise…
Pis je n'ai pas résisté à la tentation de faire remarquer qu'à cette époque il avait déjà été démontré que les gaz chauds sortant des réacteurs perpendiculairement à la piste endommagent le revêtement de celle-ci. Comme quoi les ingénieurs de Lockheed auraient pu le prévoir en concevant le F-35B …