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USA Aviation Helicoptère Sikorsky Mojave

Article fait par :Claude Balmefrezol

Mis en ligne le 14/03/2024 à 22:30:44



Sikorsky CH-37 Mojave Sikorsky S-56
 
 
Photoscopes

Sikorsky CH-37 B Mojave Pima Avant restauration
Sikorsky Sikorsky CH-37 B Mojave Pima Après Restauration


 
 
 
 
L ingénieur I Sikorsky a donné à l’hélicoptère un essor énorme En développant la disposition et l'apparence générale de cet engin il a démontré son étonnante capacité à créer des solutions non standard, tout en prenant en compte l'expérience de la création non seulement d'hélicoptères, mais également de navires d'assaut amphibies. 
À la fin des années 1940, l’USMC  est à la recherche d’un hélicoptère de transport lourd permettant de transporter une escouade de soldats entre les navires et la terre
A cette époque, les Marines ne disposaient d’aucun hélicoptère réellement lourd à l’exception de quelques Piasecki HRP-1, la version embarquée de la fameuse « banane volante 

Aussi le cahier de charges prévoit donc que l’appareil soit mulitmoteur pour gagner en puissance et en sécurité
Il faut aussi que ses dimensions soient compatibles pour un emploi sur des poste avion de l US Navy classe classe Commencement Bay qui est une classe de
porte-avions d'escorte, convertie à partir de pétroliers T3, en service dans la marine américaine à la fin de la Seconde Guerre mondiale jusqu'au début des années 1960, similaire en apparence à la classe Sangamon.


En 1950, les constructeurs de voilures tournantes intéressés par ce programme présentent leurs propositions à l’USMC.
Pour cet Hélicoptère afin de libérer tout le fuselage et rendre le compartiment à bagages et le rendre plus volumineux, il a placé les deux puissants moteurs Pratt-Whitney R-2800 dans des nacelles de moteur sur des pylônes horizontaux sur les côtés du fuselage. 


Ces pylônes avaient la forme d'ailes et créaient en vol une portance, déchargeant le rotor principal. À l’intérieur des pylônes se trouvaient des réservoirs de carburant et des refroidisseurs d’huile.
Cette disposition créait des conditions favorables au fonctionnement des moteurs en vol et simplifiait leur accès lors de la maintenance au sol.
Conformément au concept de giravion à la mode à l'époque, Igor Ivanovitch Sikorsky prévoyait la possibilité d'une telle modernisation du S-56. Pour ce faire, il suffisait d'installer une hélice de traction devant les nacelles du moteur et des ailes supplémentaires sur celles-ci. 
Deux réservoirs de carburant externes pourraient être accrochés sur les côtés du fuselage

. Le rotor principal tournait via des arbres de transmission reliés à la boîte de vitesses principale située dans le pylône au-dessus du compartiment à bagages, et le rotor de queue  via des arbres de transmission via les boîtes de vitesses intermédiaire et arrière. Les arbres se sont avérés très longs et lors du réglage fin de la machine, ses créateurs ont rencontré des problèmes et en 1956, des « arbres de transmission supercritiques » ont été installés pour la première fois sur le S-56.
Pour la première fois dans l'histoire de l Hélicoptère cet appareil possédait cinq pales. Sa conception n'était pas différente de celle du S-55, mais ses dimensions ont été considérablement augmentées et le diamètre du rotor principal au moment de sa mise en service était le plus grand au monde.


Afin d’être sur de son rotor il fut testé sur le S-55, ce qui a permis à Sikorsky d'obtenir un succès incontestable. Le rotor de queue quadripale a été placé sur la poutre d'extrémité, qui avait pour la première fois la forme d'une quille avec trimmer. La poutre de quille permettait, lors de vols à grande vitesse, de décharger complètement le rotor de queue, d'augmenter la durée de vie de celui-ci et de la transmission, et également de réduire la consommation de carburant. Un stabilisateur contrôlé était fixé à l'arrière du fuselage.


Initialement, des volets étaient prévus sur les pylônes de la nacelle du moteur pour réduire les pertes dues au flux d'air en vol stationnaire, mais cette idée a ensuite été abandonnée. 
Pour la première fois, le S-56 était équipé d'un système de pliage automatique des pales et de la poutre d'extrémité. Cela permet d'obtenir un appareil plus compact et facile a garer dans des espaces restreints


Le fuselage profilé était entièrement en alliage de magnésium et sa soute cargo mesurait  9,24 m de long, 2,03 m de haut, 2,36 m de large Son volume était de 42,5 m 3 


A titre de comparaison le S-55 n avait que 8,9 m3 et le Pyasetsky /Vertol PV-22 H-21 Shawnee/Work Horse 17 m3 
 Il pouvait accueillir jusqu'à 36 Marines ou trois jeeps. Pour le chargement et le déchargement, une trappe à deux battants ouvrant sur le côté et une échelle étaient prévues dans le nez du fuselage. L'équipement pourrait entrer dans l'hélicoptère par ses propres moyens. 


De plus, il y avait deux portes sur les côtés du fuselage. 
Les parties cargo et poste de pilotage biplace étaient reliées par une trappe. Le S-56 pouvait donc transporter des marchandises volumineuses comme le M-56 Scorpion sur une élingue externe.


Le fuselage de cet appareil a non seulement amélioré les caractéristiques aérodynamiques de l engin mais a également contribué à l'utilisation d'un train d'atterrissage avec une roulette de queue, ce qui a facilité les déplacements au sol. Il était stable lors de ses déplacements au sol après l'atterrissage en autorotation et, en outre, le risque que la pale heurte la poutre était éliminé - un inconvénient courant des hélicoptères monorotor. Pour atteindre des vitesses élevées, le S-56 fut le premier à disposer d'un train d'atterrissage rétractable qui disparait dans les nacelles des moteurs.


Le pliage des pales, de la poutre d'extrémité, le train d'atterrissage qui se rétracte l'ouverture des portes de la trappe de chargement et l'alimentation de l'échelle sont géré par des entraînements hydrauliques. Les concepteurs ont également dû travailler sur un système de commande moteur conjointe et séparée. En général, tous les composants et assemblages de la machine d'une taille sans précédent se sont révélés uniques, et innovateurs
Le S-56 (XHR2S-1) effectua son premier vol le 18 décembre 1953. Sa mise au point a pris beaucoup de temps. Les créateurs de l'hélicoptère ont rencontré d'énormes difficultés lors des tests. Les principaux problèmes étaient les surcharges importantes survenues lors des tests car comme cet engin était si novateur que les ingénieurs ne possédaient d’aucune base de données
Par exemple, dans un premier temps, pour assurer les caractéristiques de vol stationnaire nécessaires avec un diamètre limité du rotor principal ils ont choisi de tordre ses pales avec un angle de 16 0 . L’influence de la torsion sur l’augmentation des contraintes dans les pales lors du mouvement vers l’avant d’un hélicoptère n’était pas encore connue. 
Au cours des tests, il est devenu évident qu'un compromis devait être fait entre les performances en vol stationnaire et les limitations de vitesse associées à la résistance des pales. Il a fallu donc réduire la torsion à 8° et augmenter le diamètre de plus d'un mètre.
Les concepteurs n'étaient pas encore en mesure de déterminer les charges  ce qui peut entrainer des vibrations
Le rotor à cinq pales générait d’importantes vibrations  dans la partie non rotative du système de commande. Il a fallu le repenser. La surpondération de la conception a nécessité une augmentation de la puissance du moteur de 2 050 à 2 500 ch, ce qui a réduit sa durée de vie, augmenté la consommation de carburant et, par conséquent, réduit l'autonomie. 
Une stabilité directionnelle insuffisante a obligé Sikorsky à ajouter une surface de quille à la poutre de queue, ce qui a nécessité une modification radicale du dispositif de pliage de queue.
 En bref, toute modification impliquait des changements inévitables sans fin dans la conception. Cette machine unique a également nécessité des efforts de finition appropriés.
La création d'un hélicoptère aussi lourd a été réalisée mais à la limite du possible, comme Sikorsky qui avait créé le Ilia Mouromets 
Malgré les problèmes qui se succédaient lors des essais en vol Sikorsky, soixante-dix ans, a réussi à résoudre ceux-ci et créa un hélicoptère de quatorze tonnes doté de moteurs à pistons. Fin 1956, le S-56 était prêt à être industrialisé a été amené à un état propice à une utilisation pratique.

Rappelons pour la petite histoire que le développement du Mil 6 soviétique a duré près de sept ans. 


Les difficultés rencontrées pour peaufiner le « piston » S-56 ont prouvé qu'il avait été construit à la limite, voire au-delà des limites du possible et seul Sikorsky pouvait le faire. 
Cela confirme le talent exceptionnel. Il a tiré le meilleur parti des hélicoptères de première génération. Les problèmes de mise au point ne sont pas passés inaperçus pour Sikorsky Aircraft. Aussi la nécessité de disposer d’une base scientifique solide au sein de l’entreprise est devenue une évidence. 
En 1953, Sikorsky créa un département de recherche au sein du bureau d'études, dont l'un des dirigeants fut pendant de nombreuses années son neveu
Dès le début des années 1950, pour des études paramétriques à forte intensité de main-d'œuvre et la résolution de problèmes aéromécaniques complexes, Igor Ivanovitch a commencé à travailler en utilisant activement l’informatique dans l'entreprise. Cela a notamment permis pour la première fois d'évaluer plus complètement les processus se produisant sur le rotor principal en vol.
Dans le même temps, les études de modélisation ont été largement introduites. Dans la soufflerie du laboratoire de recherche United Aircraft au milieu des années 1950, une série de tests a été réalisée sur un modèle de deux mètres. 
Ces études ont non seulement permis de mieux évaluer les caractéristiques de fonctionnement d'un rotor d'hélicoptère, mais ont également fourni la base de données expérimentales nécessaire à la comparaison avec les calculs, plus large que celle obtenue lors des essais en vol. 
En grande partie sous l'influence de I.I. Sikorsky, la NASA a créé un sous-comité spécial sur la technologie des voilure tournantes en 1952. 
En raison d'un développement prolongé, les livraisons du S-56 au client n'ont commencé qu'en 1956. Dans l'aviation militaire, il fut baptisé H-37A "Mojave",
ce nom n’est pas tiré d’une tribu Indienne comme cela est la tradition dans les appareils de transports américains mais c’est celui d’un territoire  qui abrite la Tribus des Mohaves. En raison de son apparence inhabituelle et de son caractère plutôt rigide, la voiture reçut le surnom de  Devil chez les militaires
Cependant, l'hélicoptère a joué un rôle important dans le développement de l'aviation lourde aux États-Unis, élevant le niveau des opérations de transport aéroporté à un nouveau niveau.
Les Unités de l’US Army rééquipées avec le S-56 ont été renommées de légères à moyennes. 
Les hélicoptères ont participé efficacement à diverses manœuvres, exercices et vols de démonstration. 
Notamment en septembre 1958, lors de manœuvres à Fort Bliss, où les N-37A  ont été dévoilés pour la première fois aux spécialistes
Trois hélicoptères ont démontré le pouvoir de projeter des missiles tactiques Honest John, en les transportant avec des lanceurs sur une élingue externe.


Au total, les forces terrestres américaines ont acquis 91 Mojaves. Au début des années 1960, la plupart des hélicoptères ont été convertis en variante H-37B avec un pilote automatique, des portes d'écoutille avant renforcées, des réservoirs de carburant antichoc et un équipement de vol plus avancé. 
En 1962, les N-37A et N-37B furent rebaptisés CH-37A et CH-37B. 
Les Mojaves sont partis sur le  sentier de la guerre en mai 1963, lorsque les quatre premiers CH-37B remplacèrent les hélicoptères Pyasetsky CH-21 Shani dans le détachement A de la 19e compagnie d'aviation de l'armée américaine au Vietnam. 
Ensuite, ces géants ont participé à d’autres niveaux à la guerre du Vietnam
Ils se sont révélés extrêmement efficaces dans les opérations d’évacuation de pilotes d’a avions abattus par l’ennemi et des carcasses . La capacité d'emport du véhicule permettait de retirer le matériel endommagé sans démontage préalable en territoire occupé par l'ennemi. 
De l'automne 1963 à 1965, seuls deux Mojaves affectés à la 611e compagnie ont évacué 139 avions endommagés, dont 97 hélicoptères Bell UH-1 Iroquois et 54 hélicoptères CH-21 Shani.
L’USMC a reçu 55 S-56 sous la désignation HR2S-1 (à partir de 1962 CH-37C). et l’US Navy - deux engins de surveillance radar et d'alerte précoce AEW HR2S-1W  version Embarquée
 Ils étaient équipés du plus grand radar alors disponible dans l US Navy le
radar General Electric AN/APS-20E. Leurs antennes étaient montées sous la cabine du pilote dans un carénage en plastique saillant en forme de champignon. 
La différence visuelle la plus évidente entre le
CH-37 et le prototype Navy HR2S-1W était l'énorme radômede ce dernier recouvrant le radar de recherche AN/APS-20E. La Marine a finalement abandonné le développement du HR2S-1W car les fortes vibrations de la cellule ont gravement dégradé les performances du radar. Lhélicoptèere n'a pas réussi à assurer cette fonction AEW  fonction de surveillance radar, principalement en raison des vibrations inhérentes aux aéronefs à voilure tournantemalgré la derive supplémentaire installée sur le côté droit avec le rotor de queue anti-couple sur le côté gauche.

 


Le S-56 fut longtemps l’hélicoptère de première génération le plus grand et le plus performant. 
Lors d'un vol en novembre 1956, le N-37A de l'armée a soulevé une charge pesant 6 000 kg à une hauteur de 2 000 m et 5 000 kg à une hauteur de 3 688 m.
Des moteurs puissants et un bon aérodynamisme lui ont permis d'établir un record de vitesse absolu de 262 km/h. 
La combinaison est incroyable. L'hélicoptère le plus puissant est également devenu le plus rapide
.Sikorsky Aircraft a produit 156 S-56 de toutes modifications, y compris expérimentales, sur une période de sept ans. 
Mais les retards de livraison ont eu un impact négatif sur les commandes. L'industrie des hélicoptères était à la veille de la transition vers des machines fondamentalement nouvelles équipées de moteurs à turbine à gaz, et les forces armées américaines préféraient économiser de l'argent pour des engins plus avancés. 
Un certain nombre de modifications très intéressantes sont restées non réalisées, notamment les passagers et les charges anti-sous-marins lourds. 
Sikorsky et ses successeurs ont construit ces machines à l'aide de moteurs à turbine à gaz.
La construction du S-56 fut un événement marquant dans l’histoire de la fabrication d’hélicoptères. Elle a beaucoup enseigné aux designers américains et a élevé la science des hélicoptères vers de nouveaux sommets. 
Le Sky crane ou grue volante S-60 a été construite directement sur la base du S-56. La société britannique Westland a acquis les droits de fabrication des rotors principal et de queue, ainsi que de la transmission S-56, auprès de Sikorsky Aircraft. Ils ont servi à la création en 1958 de l'hélicoptère Westminster de 16 tonnes équipé de deux moteurs à turbine à gaz de 3 150 ch. 


Les réalisations du S-56, ainsi que les records précédemment établis par le petit S-59, ont permis la domination totale de la société Sikorsky dans ce domaine. Ils ont également confirmé la justesse du choix de la conception classique à rotor unique. Ces records n'ont été battus que par des hélicoptères de deuxième génération. 
Equipés de moteurs à turbine à gaz, ils ont permis d'obtenir des performances de vol nettement meilleures. Une nouvelle ère est arrivée dans la fabrication d'hélicoptères. 
Cela a largement déterminé le nombre limité de S-56 construits.
Le concurrent de Sikorsky dans le concours annoncé par le USMC l'hélicoptère mono rotor géant McDonnell équipé d'un compresseur à réaction  resté sur le papier. 
Une tentative de Hughes de créer une machine similaire à la fin des années 40 et au début des années 50 a également échoué. 
Le principal concurrent de Sikorsky dans le domaine des hélicoptères lourds, était Pyasetsky, qui développa simultanément avec le S-56 l'hélicoptère PV-15 (YH-16). Construit en 1953, il devint, avec le Yak-24 soviétique, le plus gros hélicoptère de la première génération.


Cependant, le PV-15 n'a pas été produit en série. Une tentative visant à améliorer les performances du véhicule en remplaçant les moteurs à pistons par des moteurs à turbine à gaz s'est soldée par un échec en 1956. 
Le Bell-61, construit par A. Young en 1953, a été mis en production un an plus tard, mais il s'est avéré être un échec et il  a été rapidement abandonné.


 Le Yak-24 ne faisait pas exception. Leur production totale s'est avérée inférieure à celle du S-56. La principale raison de l’échec du développement des hélicoptères genre banane pour les gros porteurs
Des tests ont montré l'impossibilité d'utiliser ce type d’hélicoptère comme gros porteur 
Bien que la conception longitudinale fournisse un plafond statique important, son plafond dynamique, sa vitesse de montée et ses qualités d'autorotation se sont avérés pires.
En raison des interférences, les ressources de l'hélice arrière et de la boîte de vitesses ont considérablement diminué par rapport à l'avant.
Pour décharger l'hélice arrière, il était nécessaire de fabriquer une machine avec un centre de gravité avant,
Ces interférences ont compliqué le problème
Aussi à l’exception de Pyasetsky, personne n’a réussi à établir une production de masse pour de tels hélicoptères. 
Au début des années 1960, les travaux dans ce sens ont été arrêtés par toutes les entreprises, à l'exception de Boeing-Vertol qui a repris la fabrication des hélicoptères Pyasetsky après le départ de l’entreprise de Pyasetsky en 1955. 
Avec leur capacité de levage, les CH-37 étaient des appareils idéaux pour la récupération des épaves d’avions et d’hélicoptères abattus. Finalement, les derniers CH-37 Mojave furent retirés du service en 1969.
Malgré un certain intérêt de la part de l’Iran et du Japon, le Mojave ne fut jamais exporté. Le Sikorsky CH-37 Mojave fut le dernier hélicoptère militaire américain construit en série avec des moteurs à pistons.
Durant la période allant de juillet 1957 à novembre 1966, il a été dénombré 264 accidents ou incidents de CH-37 : 29 accidents majeurs (dont 14 sont dus à des erreurs de pilotage), 4 accidents mineurs, 47 incidents, 89 atterrissages forcés et 95 atterrissages de précaution.

 


Utilisateurs USA  US Army  94 exemplaires USMC 55 exemplaires US Navy 2 exemplaires

Production d'hélicoptères Sikorsky CH-37 Mojave réalisée dans les versions et les versions suivantes:
  • Sikorsky XHR2S-1 Mojave - Prototype d'hélicoptère, destiné à être utilisé comme un équipement d'avions de combat;
  • Sikorsky HR2S-1 Mojave - Production, utilitaire variante de l'aéronef;
  • Sikorsky HR2S-1W Mojave - Un moyen de détection précoce de l'ennemi;
  • Sikorsky YH-37 Mojave - Une version d'essai de l'hélicoptère, envoyé aux forces armées des États-Unis pour mener à bien les essais;
  • Sikorsky H-37A Mojave - Version de transport de l'hélicoptère;
  • Sikorsky H-37B Mojave - Une version améliorée de la version de Sikorsky H-37A Mojave;
  • Sikorsky CH-37A Mojave - Une version analogique du Sikorsky H-37A Mojave;
  • Sikorsky CH-37B Mojave - Une version analogique du Sikorsky H-37B Mojave;
  • Sikorsky CH-37C Mojave - Une version analogique du Sikorsky HR2S-1 Mojave;
  • Sikorsky S-56 - Une version améliorée de l'aéronef.