(Short) SC.1 @·AIRCRAFTUBE

  • Short SC.1 Short SC.1
    Short SC.1
  • Le premier Short SC.1 au meeting SBAC de 1958 (Farnborough) Le premier Short SC.1 au meeting SBAC de 1958 (Farnborough)
    Le premier Short SC.1 au meeting SBAC de 1958 (Farnborough)
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    Short SC.1
  • XG900 au musée des sciences de South Kensington (Londres) XG900 au musée des sciences de South Kensington (Londres)
    XG900 au musée des sciences de South Kensington (Londres)
  • Farnborough 1958 Farnborough 1958
    Farnborough 1958
  • Meeting SBAC de 1961 Meeting SBAC de 1961
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Short SC.1

Le Short SC.1 fut le premier avion britannique à décollage et atterrissage vertical à voilure fixe (ADAV) développé par Short Brothers. Il était propulsé par un ensemble de cinq réacteurs Rolls-Royce RB108, dont quatre étaient utilisés pour la sustentation et un pour le vol horizontal conventionnel. Le SC.1 a la particularité d'avoir été le premier avion ADAV britannique à voilure fixe et le premier à réussir la transition entre les modes de vol vertical et horizontal; c'était également le premier avion ADAV bénéficiant d'un système de contrôle digital (fly-by-wire).

Le SC.1 a été conçu et produit en réponse à une exigence du Ministère de l'Approvisionnement (MoS) pour un avion approprié pour mener des études approfondies sur le décollage vertical, ainsi que spécifiquement lors des transitions entre le vol vertical et horizontal. Un total de deux prototypes a été utilisé lors de vols d'essai qui eurent lieu entre 1957 et 1971. Les données collectées par le programme SC.1 ont contribué au développement du Hawker Siddeley P.1127 puis du Hawker Siddeley Harrier.

Développement

Au cours des années 1940, diverses nations s'intéressent au développement d'avions capables de décollages et atterrissages verticaux. Au cours des années 1950, la Grande-Bretagne avait développé et testé en vol la plate-forme de mesure de poussée Rolls-Royce ("Thrust Measuring Rig"), démontrant la viabilité de la formule. Cependant, bien que le dispositif ait fourni un aperçu précieux des spécificités de ce concept, comme l'exigence d'un système d'auto-stabilisation fiable, il souffrait de certaines lacunes qui minaient sa valeur en tant que plateforme pour des recherches plus détaillées, telles que retard de contrôle et un manque de surfaces aérodynamiques. Il y avait un besoin évident pour un avion qui exploiterait l'expérience acquise par le dispositif de Rolls-Royce, tout en explorant des domaines toujours inaccessibles.

Le SC.1 trouve son origine dans une demande de Short, qui répond à un appel d'offres du ministère de l'Approvisionnement (ER.143T) portant sur un avion de recherche à décollage vertical qui avait été publié en septembre 1953. Le 15 octobre 1954, le projet est accepté par le ministère et un contrat rapidement conclu pour la construction d'une paire d'aéronefs conforme aux exigences de la spécification (ER.143D). Comme prévu, l'avion serait utilisé pour une série d'essais en vol afin d'examiner son comportement lors de la transition entre les modes de vol vertical et horizontal, afin de déterminer les niveaux d'assistance requis par l'auto-stabilisateur pendant le processus de transition et solutionner les probables problèmes opérationnels relatifs à un système d'approche et d'atterrissage tout temps.

Conformément à la commande émise, Short allait construire deux prototypes, désignés XG900 et XG905.

Conception

Le SC.1 était un monoplace à aile basse sans queue d'un poids total d'environ 3.600 kgs (le maximum étant de 3.490 kgs pour un décollage vertical). Il était propulsé par un total de quatre réacteurs de sustentation légers Rolls-Royce RB108 montés verticalement qui fournissaient une poussée verticale totale de 3.900 kgs, ainsi qu'un seul moteur de propulsion du même type installé à l'arrière de l'avion. Les moteurs de sustentation étaient montés côte à côte verticalement dans une baie centrale, de sorte que la ligne de poussée résultante passait près du centre de gravité de l'avion. Ces paires de moteurs pourraient être pivotées autour de leur axe transversal; ils pouvaient donc produire une poussée vectorielle d'accélération / décélération le long de l'axe longitudinal de l'avion.

Pendant le vol conventionnel, les moteurs de sustentation seraient inactifs. Peu de temps avant d'entrer en vol vertical, l'air comprimé fourni par le moteur de croisière unique serait utilisé pour accélérer le démarrage des moteurs de sustentation. Une attention considérable fut portée au développement de la prise d'air des moteurs, qui se constituait d'un ensemble de 7 grilles articulées s'ouvrant vers l'avant pour augmenter le flux d'air vers les moteurs de sustentation, dont le flux devait être relativement constant pour éviter les problèmes d'instabilité de poussée. Initialement, une série d'ouvertures avaient été installées sur les buses de sortie des moteurs de sustentation pour y maintenir un environnement à basse pression et s'assurer que les pales de la turbine tournent dans la bonne direction. En raison de l'efficacité de l'admission et des améliorations apportées au moteurs, ces dispositifs sont devenus inutiles.

Le poste de pilotage du SC.1 avait un caractère essentiellement conventionnel, tout en devant accueillir un grand nombre de systèmes et de leurs commandes, créant ainsi un environnement complexe que le pilote devrait suivre de très près. Comme avion expérimental, il était doté d'un système d'enregistrement complet qui allait être affiné au cours des test afin de traiter avec une précision satisfaisante certains types d'informations, telles que l'enregistrement des températures.

Le levier de commande commun pour les quatre moteurs à poussée verticale était la seule commande primaire supplémentaire présente. L'utilisation était similaire à celle de la commande de pas collectif d'un hélicoptère. Il y avait deux moyens d'exercer un contrôle d'attitude sur l'avion; les surfaces aérodynamiques, utilisées pendant le vol conventionnel, et les buses d'éjection pendant les transitions et le vol purement vertical. De l'air était extrait des quatre moteurs de sustentation (en utilisant environ 10% de la masse d'air admise) pour alimenter les buses d'éjection de nez, de queue et d'extrémités des ailes.

Le SC.1 était équipé du premier système de commande digitale "fly-by-wire" monté sur un appareil ADAV. Ce système de contrôle à commande électrique, qui comprenait également l'auto-stabilisateur, enregistrait non seulement les signaux en provenance des commandes du poste de pilotage tels que la position du manche, mais surveillait également les signaux de retour des servos pour assurer la stabilité des systèmes par eux-mêmes. Un total de trois modes de contrôle pour les surfaces aérodynamiques et / ou les commandes d'éjection étaient autorisés par le système:

  • Surfaces aérodynamiques et buses à jet d'air contrôlées électriquement par trois servomoteurs indépendants (avec fonctionnement à trois voies "parallèle" ou "triplex") en combinaison avec trois systèmes de contrôle de l'auto-stabilisateur.
  • Mode hybride, dans lequel les buses étaient contrôlées par un servo / autostabilisateur et les surfaces aérodynamiques étaient directement reliées aux commandes manuelles.
  • Mode direct, dans lequel toutes les commandes étaient liées au manche de contrôle.

Les modes 1 et 2 étaient sélectionnés au sol, et chaque fois que l'autostabilisateur était utilisé, le pilote disposait d'un levier de neutralisation d'urgence permettant de revenir en mode de contrôle direct en vol. Les résultats des trois systèmes de contrôle étaient comparés et une règle de priorité était appliquée, garantissant qu'une défaillance dans un système unique était annulée par les deux autres (vraisemblablement corrects). Toute panne d'un système électrique était signalée au pilote par une alarme, qu'il pouvait choisir d'ignorer ou de répondre en passant en contrôle direct.

Comme d'autres avions ADAC, le Short SC.1 subissait une perte de poussée verticale due à l'effet de sol. Les recherches sur des modèles à l'échelle suggérèrent que pour le SC.1, ces pertes seraient comprises entre 15 et 20% à hauteur du train d'atterrissage. Les réservoirs de carburant étaient situés le long des bords d'attaque des ailes et dans des réservoirs souples installés entre les longerons de l'aile principale. Le SC.1 était équipé d'un train d'atterrissage tricycle fixe qui pouvait être réglé entre deux positions alternatives, en fonction du type d'atterrissage (conventionnel ou vertical). Les jambes du train d'atterrissage furent conçues spécifiquement pour le vol vertical; chaque jambe portait une paire de roues résistantes à la chaleur, tandis que le train arrière était équipé de freins à disque. Des oléos à longue course étaient utilisés pour amortir les atterrissages verticaux, capables de supporter une vitesse de descente de 5,5 m par seconde.

Essais

Construit à l'usine de Belfast en Irlande du Nord, le premier prototype SC.1, immatriculé XG900, a d'abord été mis en service dans ce centre. Après avoir été transporté par bateau en Angleterre, le XG900, initialement uniquement équipé du moteur de propulsion, fut livré au Royal Aircraft Establishment (RAE) à Boscombe Down pour commencer le programme d'essais en vol. Le 2 avril 1957, le prototype effectuait son premier vol, dans un mode classique de décollage et d'atterrissage.

Un peu plus d'un an plus tard, le 26 mai 1958, le deuxième prototype effectue le premier vol vertical captif. Les premiers vols furent en effet effectués alors que l'avion était attaché à un portique spécialement conçu, qui ne permettait qu'une liberté limitée, jusqu'à 5 mètres verticalement et 3 mètres dans les autres directions, la vitesse verticale était également limitée à moins de 3 mètres par seconde. L'avion décollait d'une plate-forme placée à 2 mètres au-dessus du sol afin de contourner le phénomène d'effet de sol; Un effort considérable de la part de Shorts a été fait pendant le développement pour la détermination d'une plate-forme appropriée qui éliminerait l'impact négatif de l'effet de sol, et ce système fut repensé à plusieurs reprises. Le portique fut également utilisé pour la formation et la familiarisation ab initio des 8 premiers pilotes du SC.1.

Le 25 octobre de la même année, le type effectuait le premier vol vertical "libre". Le 6 avril 1960, la première transition entre le vol vertical et le vol horizontal fut menée avec succès.

Le SC.1 fut exposé au salon aéronautique de Farnborough en 1958 et 1960; il est également apparu au salon aéronautique de Paris en 1961, au cours duquel il a effectué un vol de démonstration. Le 2 octobre 1963, le deuxième avion d'essai allait s'écraser à Belfast, tuant le pilote, J.R. Green; la cause a été déterminée plus tard comme étant un dysfonctionnement du système de contrôle. À la suite de l'accident, l'avion fut reconstruit et remis en état de vol pour subir d'autres tests. Les deux machines ont poursuivi leurs vols jusqu'en 1967. En 1965, un total de 14 pilotes différents avaient piloté le SC.1.

À la suite d'essais sur les infrastructures au sol, il fut déterminé que le béton de piste conventionnel, une route et même de l'herbe seraient adéquats pour le décollage et l'atterrissage verticaux du SC.1; cependant, les débris qui pourraient être expulsés de surfaces imparfaites constitueraient un risque pour le personnel, mais pas pour l'aéronef lui-même. Le programme d'essais a également permis d'acquérir de l'expérience sur l'entretien d'un avion ADAV, même s'il ne s'agissait pas d'objectifs primaires dans l'effort de recherche; Tout au long du programme, une moyenne globale de 2,6 vols a été effectuée par semaine. Bien que de nombreuses erreurs liées à l'auto-stabilisateur aient été signalées pendant les vols, il n'y a jamais eu de panne grave mettant en péril l'aéronef ou affectant son contrôle.

Les essais ont révélé l'importance et la difficulté de mesurer la poussée réelle du moteur, menant à d'autres essais utilisant des instruments améliorés. Finalement, les moteurs se sont révélés beaucoup moins problématiques que la nature expérimentale de l'avion, et l'auto-stabilisateur triplex s'est également avéré facile à utiliser. Selon un rapport du Ministère de l'Aviation, il fut déterminé que le SC.1 avait été un véhicule de recherche efficace lorsqu'il était exploité dans les limites imposées par sa petite taille et sa capacité restreinte. Il fut néanmoins constaté qu'un plus gros appareil serait nécessaire pour effectuer des vols aux instruments.

Le SC.1 a volé pendant plus de dix ans, pendant lesquels il a fourni beaucoup de données utiles lors de la conception de systèmes tels que les commandes de "puffer jet" sur le Hawker Siddeley P.1127, précurseur du Harrier. Les essais en vol concernant les techniques de décollage et d'atterrissage verticaux se sont également révélés inestimables et ont contribué à renforcer l'avance de la Grande-Bretagne sur le terrain. Le Short SC.1 a finalement été rendu obsolète lorsque le Harrier prouva qu'il n'était pas nécessaire de transporter quatre moteurs supplémentaires uniquement pour le décollage et l'atterrissage.

Appareils exposés

Le premier SC-1 (XG900) fait partie de la collection du Musée des Sciences à South Kensington, près de Londres. Cet avion a été utilisé jusqu'en 1971.

Le deuxième SC-1 (XG905) a également été préservé et est exposé en statique au musée Folk and Transport d'Ulster, à Cultra, en Irlande du Nord.

Opérateur

  • Royaume-Uni: Royal Aircraft Establishment.

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