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Le Ryan XV-5A/B Vertifan
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I. Origine
Translate : in English in Spanish in German Création/Mise à jour : 03/01/2003
I. Origine
II. Caractéristiques
III. Les essais en vol
IV. Le XV-5B

 

 

Le Ryan XV-5 était un appareil qui, en théorie, devait résoudre tous les problèmes liés au vol vertical rencontrés sur d'autres avions de recherche VTOL. Il était équipé de trois puissantes soufflantes de sustentation entraînées par l'échappement de deux turboréacteurs.

En novembre 1961, Ryan et General Electric avaient reçu un contrat du Transportation Research Command de l’US Army pour construire deux XV-5 mais General Electric, qui développait le système de soufflantes, était le responsable du projet. Ryan avait une expérience non négligeable des VTOL ayant développé quelques années plus tôt le « Tail-Sitter » à réaction X-13 et le Ryan 92 (VZ-3 pour l'US Army), un VTOL à aile soufflée.

Le XV-5 était un avion de recherche pur mais la taille et la configuration de base de l’appareil faisaient que celui-ci pouvait être développé facilement pour d'autres missions, telles que le secours ou même la chasse.

General Electric commença à expérimenter le concept de soufflante de sustentation pendant les années 50. Ces développements inclurent plus de 500 heures de test du système de propulsion qui aboutirent à des essais complets dans la soufflerie du centre de recherches Ames de la NASA.

 

 

Le développement de l'appareil inclut plus de 600 heures d'essais en soufflerie de modèles réduit, de modèles grandeur nature, et même du XV-5 lui-même dans la soufflerie de 12X24 mètres de la NASA, alors la plus grande du monde. Les tests en soufflerie de l'avion réel avaient permis de rassembler des données sur la phase de transition et d’ajuster le positionnement des soufflantes.

La soufflerie  12X24 de la NASA en construction

Le XV-5 était équipé d'une soufflante de sustentation de 1.52 mètres de diamètre noyé dans chaque aile et d'une soufflante de 0.91 mètres de diamètre dans le nez pour la sustentation et le contrôle en lacet. Ces soufflantes tiraient leur puissance de l'échappement de deux turboréacteurs J85-5B et avaient une architecture relativement simple par rapport à des hélices de turbopropulseur dont le pas est variable.

Les soufflantes étaient actionnées en dérivant l'échappement des turboréacteurs juste après les étages de turbine. Ces soufflantes tournaient à seulement 2640 tours/minute, vitesse comparable à celle d’hélices de turbopropulseur. Ce concept d’entraînement direct par les gaz d’échappement réduisait fortement la masse du système en éliminant les arbres et boites de transmission par rapport à un système comme celui du Doak 16 ou du Bell X-22 (appareil de la famille des "Tilt-Duct").

En outre, la complexité mécanique était bien moindre ce qui améliorait la fiabilité et la maintenance de l’appareil. Le XV-5 avait une charge utile de 2147 kilogrammes composée pour majeure partie du matériel d'enregistrement de données.

 

 

Le XV-5 avait une masse au décollage de 5600 kilogrammes. Les deux moteurs fournissaient un total de 2413 kg de poussée ce qui était suffisant pour le vol horizontal. Avec les trois soufflantes de sustentation cette poussée passait à 6700 kgp ce qui permettait de soulever la masse du XV-5 en vol vertical. A la différence d'autres avions VTOL, il n'y avait aucune pénalité de masse en raison de l’utilisation de moteurs auxiliaires pour le décollage ou la sustentation qui sont des poids morts en vol conventionnel.

Pour expliquer cette différence entre la poussée fournie par les turboréacteurs seuls et celle des soufflantes entraînées par les mêmes turboréacteurs, il faut savoir que la poussée d’un moteur est proportionnelle au produit de la vitesse des gaz éjectés et de leur masse.

Alors qu’un turboréacteur simple flux éjecte une masse de gaz relativement faible, mais à grande vitesse, les trois soufflantes du XV-5 accéléraient une grande masse d’air ambiante à faible vitesse, triplant la poussée ! Il est à noter que les gros turboréacteurs modernes à double flux utilisent le même principe avec la grande soufflante visible à l’avant du réacteur.

Un autre avantage était que la quantité de carburant utilisée pour un décollage vertical était comparable à la quantité utilisée pour un décollage conventionnel. De plus, la faible vitesse d’échappement de l’air en sortie de soufflantes permettait d’utiliser tous les types de surfaces de décollage contrairement à un Harrier, par exemple.

Sources :

XV-5 Vertifan du site GlobalSecurity
VTOL/ADAV du site AircraftStories
Les avions Ryan du site Aerofiles
Ryan Aeronautical Company

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