Les concepteurs d’avions rêvent depuis longtemps de créer un avion capable non seulement de voler sur de longues distances à grande vitesse et de transporter de lourdes marchandises, mais également de décoller, de planer et d’atterrir comme un hélicoptère. Un tel avion aurait la flexibilité nécessaire pour gérer de nombreux types différents de missions militaires et d'opérations de combat, ainsi que pour des utilisations civiles et commerciales.
Le V-22 Osprey l'avion est un tel véhicule. Bell Boeing a développé cet engin polyvalent pour l'armée. Grâce à l'utilisation d'un rotor inclinable, l'Osprey peut décoller et atterrir comme un hélicoptère, mais se transformer en avion à turbopropulseur en vol.
Ou, comme le décrit Boeing, l'avion combine « les performances verticales d'un hélicoptère avec la vitesse et l'autonomie d'un avion à voilure fixe ». Les rotors de l'avion peuvent se replier et les ailes peuvent tourner pour pouvoir être stocké sur un porte-avions.
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L'Osprey est un type d'avion à décollage et atterrissage verticaux (VTOL) doté d'une conception à rotor inclinable. Le concept VTOL est une vieille idée issue de l'armée de l'air allemande à la fin de la Seconde Guerre mondiale.
Après la guerre, la marine américaine a développé deux avions de combat expérimentaux VTOL :le Pogo et le Salmon. Cependant, les programmes ont été annulés en raison de difficultés techniques.
En 1958, l'US Air Force a développé le Bell XV-3, qui a été le premier VTOL réussi à survoler (il n'a pas été testé en vol d'avion).
Après que le programme XV-3 ait prouvé que le concept du rotor inclinable était réalisable, Bell a développé le rotor inclinable XV-15 que la NASA a testé.
En juillet 1979, le XV-15 est devenu le premier avion à basculer d'un hélicoptère à l'autre et vice-versa. Il était également capable de parcourir 346 miles par heure (557 km/h) en mode avion. Le succès des tests a conduit à l'expansion du programme, qui a ensuite été rebaptisé V-22 Osprey.
Il existe trois configurations de l'Osprey en fonction de son utilisation prévue, comme la recherche et le sauvetage, l'assaut à moyenne portée ou les opérations spéciales à longue portée. Pour la Marine, les fonctions principales de l'avion sont la livraison à bord et le transport du courrier, des fournitures et du fret.
Alors que trois branches des forces armées américaines – les Marines, la Marine et l'Air Force – utilisent ou ont utilisé l'Osprey, Bell explore également sa conception pour d'éventuelles utilisations civiles.
Le Commandement des opérations spéciales de l'Air Force a reçu son premier Osprey opérationnel, appelé CV-22, en janvier 2007. Il a atteint sa capacité opérationnelle initiale en 2009.
L'Osprey possède deux grands rotors à trois pales qui tournent dans des directions opposées et produisent une portance. Étant donné que les rotors tournent dans des directions opposées, il n'est pas nécessaire d'avoir un rotor de queue pour assurer la stabilité comme dans un hélicoptère.
L'aile incline les rotors entre les modes avion et hélicoptère et génère de la portance en mode avion. L'avion à voilure tournante peut passer en douceur du mode hélicoptère au mode avion en seulement 12 secondes.
Les principaux avantages de l'Osprey par rapport à un hélicoptère sont :
L'avantage de l'Osprey, capable de soutenir la logistique de la flotte, par rapport à un avion est qu'il peut décoller, planer et atterrir comme un hélicoptère. Cela le rend plus polyvalent qu'un avion pour des missions telles que le déplacement de troupes vers des zones reculées, en particulier celles dépourvues de pistes d'atterrissage, ou la conduite d'opérations de sauvetage à longue portée en mer.
Comme tout avion, l'Osprey dispose des systèmes suivants :
L'Osprey est équipé de deux rotors avec des hélices tripales de 38 pieds (11,6 m). Un turbomoteur Allison AE 1107C capable de produire plus de 6 000 chevaux entraîne chaque hélice.
Chaque moteur entraîne son propre rotor et transfère une partie de la puissance à une boîte de vitesses située au milieu de l'aile. Cette boîte de vitesses entraîne le mécanisme d'inclinaison.
En cas de panne moteur, l'Osprey ne peut fonctionner qu'avec un seul moteur. Dans ce cas, la puissance du moteur restant est distribuée aux deux rotors via un arbre d'entraînement interconnecté.
L'Osprey dispose de 16 réservoirs de carburant, 10 intégrés dans les ailes et six dans le fuselage. Les réservoirs d'alimentation alimentent directement les moteurs en carburant provenant des autres réservoirs et le transfert de carburant est automatique.
À mesure que le carburant s'écoule des réservoirs, de l'azote gazeux sous pression remplit les réservoirs pour réduire les risques d'incendie. Selon la configuration de l'Osprey, il peut contenir de 1 450 à 3 640 gallons (5 489 à 13 779 litres) de carburant.
Le cockpit de l'Osprey abrite un pilote et un copilote. De plus, il y a un siège rabattable au centre derrière les pilotes pour un mécanicien navigant (d'autres modèles ont de l'espace pour accueillir deux ingénieurs navigants).
Les tableaux de bord disposent d'écrans multifonctionnels, similaires au nouveau cockpit en verre de la navette spatiale. Les écrans contiennent des informations sur les moteurs (telles que la pression d'huile, les températures et les pressions hydrauliques) et le vol (telles que les données sur le carburant, l'attitude et les performances du moteur).
Il existe également des claviers utilisés pour interagir avec l'ordinateur de vol et des sticks utilisés pour contrôler les manœuvres de vol.
L'Osprey est équipé de radios multibandes (AM, FM, UHF, VHF) pour la transmission vocale et la réception radio. Il dispose également de balises et de radios de navigation, d'altimètres radar et d'un système interphone/radio interne pour les communications entre l'équipage et les troupes à bord.
L'Osprey peut contenir jusqu'à 24 soldats et transporter jusqu'à 20 000 lb (9 072 kg) dans sa soute, qui mesure 5,7 pieds de large sur 5,5 pieds de haut sur 20,8 pieds de long (1,72 x 1,68 x 6,35 m).
La soute est dotée de sièges rabattables le long des murs et d'une rampe pour charger ou déployer des marchandises et des troupes. Le déploiement peut également avoir lieu dans les airs par parachute.
En plus de la charge de 20 000 livres dans la soute, l'Osprey dispose d'un système de crochet et de treuil externe qui lui permet de transporter jusqu'à 15 000 livres (6 803 kg) de cargaison en remorquage.
Lorsque l'Osprey atterrit sur le pont d'un navire, il peut être replié pour les temps d'arrêt. Les pales et les ailes sont toutes deux pliables. La séquence est présentée ci-dessous :
Un V-22 Osprey passant du mode hélicoptère au mode avion.
Pour comprendre comment vole le balbuzard pêcheur, la chose fondamentale à comprendre est que les ailes d'un avion créent une portance en déviant l'air vers le bas, bénéficiant de la réaction égale et opposée qui en résulte.
Les hélicoptères font la même chose avec les pales, qui sont des ailes rotatives semblables aux profils aérodynamiques d’une aile d’avion. Les pales d’hélicoptère sont plus fines et plus étroites que les ailes d’avion parce qu’elles doivent tourner très vite. Ces ailes tournantes sont montées sur un arbre central. Lorsque l'arbre tourne, une portance est créée.
Lorsque l'Osprey est prêt à décoller, ses rotors sont en position verticale. Avec les rotors montés sur les ailes, il ressemble à un hélicoptère bipale. Lorsque l'Osprey est en mode hélicoptère (au décollage, à l'atterrissage et en vol stationnaire), les rotors génèrent de la portance.
Pendant le vol, les rotors de l'Osprey descendent en position horizontale. Dans cette position, ce sont les ailes qui génèrent la portance, comme sur un avion traditionnel, et les rotors fonctionnent comme dans un avion à hélices. L'Osprey atterrit comme un hélicoptère en inversant le processus, élevant les rotors d'une position horizontale à une position verticale.
