Publié le 18 janvier 2024. L’avion expérimental X-29, avec ses ailes en flèche inversée, a repoussé les limites de l’aérodynamique dans les années 1980, ouvrant la voie à de nouvelles technologies mais laissant finalement sa place à des approches furtives et à la vectorisation de la poussée.
- Le X-29 était l’avion le plus instable sur le plan aérodynamique jamais conçu, nécessitant un système de contrôle informatique sophistiqué.
- Son design unique, avec des ailes en flèche vers l’avant, visait à améliorer la maniabilité, mais au prix de la stabilité.
- Bien que n’ayant pas conduit à des avions de combat opérationnels à ailes inversées, le X-29 a contribué au développement de matériaux composites et de systèmes de contrôle numérique.
Au cœur de la guerre froide, un projet audacieux a vu le jour : le Grumman X-29. Fruit d’une collaboration entre la NASA, l’US Air Force, la DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) et Grumman Corporation, cet avion expérimental, dont le premier vol remonte à 1984, avait pour objectif de concevoir le chasseur ultime. Il se distinguait par une caractéristique visuelle frappante : ses ailes en flèche vers l’avant, une configuration aérodynamique inhabituelle.
L’instabilité était au cœur même de la conception du X-29. Selon Christian Gelser, directeur de la recherche historique au Armstrong Flight Research Center de la NASA, l’appareil était si difficile à piloter qu’il nécessitait une assistance informatique constante :
« Nous ne pouvions pas voler sans l’ordinateur de vol numérique. Il corrigeait la trajectoire de vol 40 fois par seconde. »
Christian Gelser, directeur de la recherche historique au Armstrong Flight Research Center de la NASA
Le X29 avait une envergure d’environ 8,2 mètres et une longueur totale d’environ 14,6 mètres. Sa vitesse maximale atteignait Mach 1,8.
L’idée d’ailes en flèche vers l’avant n’était pas nouvelle. Le bombardier allemand Junkers Ju 287, qui a volé pour la première fois en 1944, avait été le premier à explorer cette configuration. Hans Wocke, l’ingénieur responsable du projet, a ensuite appliqué ses connaissances au HBF320 Hansa, un petit avion d’affaires qui a effectué son premier vol en 1964. Avec des dizaines d’exemplaires construits, le Hansa est le seul avion commercial à ce jour à utiliser des ailes en flèche vers l’avant. Cependant, dans le cas du Hansajet, l’objectif était d’optimiser l’espace intérieur pour les passagers dans un fuselage compact.
HBF320 Hansajet/Alay
L’angle d’inclinaison vers l’avant du X-29, de 33 degrés, était bien plus prononcé que celui du Hansajet. Cette inclinaison accrue visait à maximiser la maniabilité, mais au détriment de la stabilité. Pour effectuer des manœuvres rapides, l’avion devait être intrinsèquement instable. Un autre défi posé par les ailes en flèche vers l’avant concernait les décrochages. Sur un avion conventionnel, les ailerons, essentiels au contrôle, décrochent généralement en premier. Cependant, le X-29 inversait ce phénomène, provoquant le décrochage plus près du fuselage, ce qui permettait aux ailerons de rester opérationnels plus longtemps et de donner au pilote un meilleur contrôle.
Gelser souligne que certains avions de combat peuvent continuer à voler même après un décrochage grâce à la puissance de leurs moteurs. Cependant, la capacité de contrôler l’appareil dans cette situation restait limitée jusqu’à l’arrivée du X-29.
« Le X29 est le seul avion doté d’ailes en flèche vers l’avant qui poursuit un environnement post-décrochage. »
Christian Gelser, directeur de la recherche historique au Armstrong Flight Research Center de la NASA
La forme particulière des ailes du X-29 a également posé des problèmes de poids. Les ailes inversées étaient soumises à une forte torsion et nécessitaient un renforcement important. Pour éviter de surcharger l’appareil, les ingénieurs ont opté pour des matériaux composites avancés, qui sont aujourd’hui largement utilisés dans l’industrie aéronautique, tant civile que militaire.
Le X-29 intégrait également un système de commande de vol numérique (fly-by-wire) de pointe, remplaçant les commandes manuelles traditionnelles par une interface électronique. Cette technologie est aujourd’hui courante dans l’aviation.
Construits par Grumman, une entreprise spécialisée dans la défense (notamment impliquée dans le F14 et l’atterrisseur lunaire Apollo), les deux prototypes du X-29 ont coûté 87 millions de dollars. Des économies ont été réalisées en utilisant des pièces d’avions de combat existants, comme le F5A et le F16.
Entre 1984 et 1992, les deux X-29 ont effectué 422 missions de recherche. Cependant, leurs innovations les plus marquantes n’ont pas été pleinement exploitées. Selon Gelser, les inconvénients de cette conception l’emportaient sur les avantages. Cependant, à la même époque, l’intérêt pour la furtivité a émergé, devenant une caractéristique essentielle des chasseurs modernes. La capacité de voler sans être détecté par les radars s’est avérée si importante que de nombreux chasseurs actuels ne sont même plus optimisés pour le combat aérien rapproché.
L’un des deux X29 se trouve actuellement au Armstrong Flight Research Center/NASA/Ken Ulbrich
Un autre facteur qui a contribué à l’abandon des ailes en flèche vers l’avant était leur incapacité à moduler la poussée. La vectorisation de la poussée, qui consiste à orienter physiquement le moteur pour contrôler la direction, permet de maintenir la maniabilité même en cas de décrochage. Gelser explique que presque toutes les capacités du X-29 peuvent être reproduites par le F22 grâce à son aérodynamisme moderne et à sa vectorisation de la poussée.
Malgré tout, le X-29 reste un appareil mémorable. « Les retours des personnes qui ont participé à son développement sont très positifs. Ils sont véritablement attachés à cet avion au look singulier », conclut Gelser.
Un clone russe ?
Le X-29 n’a pas été le dernier avion à explorer cette configuration. Le 25 septembre 1977, cinq ans après la fin des missions du X-29, l’armée de l’air russe a également fait voler son propre chasseur à ailes avancées, le Su-47.
Les similitudes de conception et le calendrier de son introduction suggèrent une possible inspiration directe du X-29.
Cependant, le Su-47 est presque deux fois plus grand que le X-29, ce qui en fait davantage un chasseur opérationnel qu’un simple prototype expérimental. Malgré cela, il n’a jamais été produit en série et un seul exemplaire a été construit.
Sukhoi Su47 Berkut/Alay
En 2015, une entreprise russe a commencé à tester le SR10, un petit avion de combat à ailes en flèche vers l’avant, pour l’armée de l’air.
Mais reverrons-nous un jour des avions de combat à ailes avancées développés par la NASA ou l’US Air Force ? Gelser ne s’y attend pas vraiment. « Nous observons des initiatives de petites entreprises, mais pas de projets majeurs de la part des grands constructeurs militaires. Il faudrait un élément disruptif pour les inciter à revenir à ce concept. »
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Titre original : Grumman X-29 : L’impossible avion de combat aux ailes inversées (traduction abrégée)
Cet article est une version rééditée de l’article publié pour la première fois le 4 novembre 2019.
