samedi 4 août 2012

Le Spitfire, vedette des Batailles de Dunkerque (?) et d'Angleterre (Révisé le 11 / 02 / 2017)



Bien sûr, le Spitfire... 


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On a bien du mal à connaître les performances du Hurricane de la Campagne de France, qui sont confondues à tort avec celles - bien plus brillantes - qu'il avait lors de la Bataille d'Angleterre.

Mais il est tout aussi difficile de connaître les performances du prototype K.5054 du Spitfire au moment de ses débuts. 

On en a, depuis, dressé le portrait de l'avion né parfait, en mettant en avant la phrase - totalement sortie de son contexte - du pilote d'essai Mutt Summers après le tout premier vol du 10 Mars 1936: "ne touchez à rien". 

Si une telle politique était compréhensible, plutôt même obligatoire, face à la machine de propagande nazie, elle n'a strictement aucun sens de nos jours dans la mesure où l'on se place dans une perspective historique.  


Bien sûr qu'il fut modifié, et, même, il fut nécessaire de le faire plusieurs fois. 


(J'ai écrit les phrases qui précèdent en 2012. 


Et j'ai été bien satisfait de lire - en Janvier 2014, dans le hors série du Fana de l'Aviation que Jeffrey Quill - qui refusait le sens d'avion parfait - en donnait une toute autre interprétation : Surtout, laissez-le moi dans l'état aérodynamique où je vous le laisse.)


La conception aérodynamique du Spitfire était remarquable, avec une voilure présentant - pour l'époque - une très faible épaisseur relative (12.5%). 


C'était un gage de vitesse élevée et de progressivité des décrochages, mais, ainsi que cela se vérifia assez rapidement, ce choix posa un casse-tête aux ingénieurs lorsqu'il fut question d'y monter des canons.




Prototype K.5054 sur le site d'hommage à RJ Mitchell, l'homme qui créa le Spitfire. L'hélice bipale est à pas fixe, il n'y a pas encore d'échappement propulsif, la verrière  n'est pas encore arrondie - le casque du pilote la touche visiblement - mais le reste de la structure est celle des avions opérationnels


Le Spitfire restera cependant dans l'Histoire comme un avion de chasse remarquablement pensé, qui a été merveilleusement mis au point par une équipe très brillante, y compris longtemps après la mort de son concepteur.

Il constitue donc une très grande réussite Britannique.


Mais, si remarquable que sa conception ait été, en 1936, il était encore loin de ce qu'il est devenu par la suite. 




L'apprentissage de la vitesse par les concepteurs


La vitesse maximale mesurée initialement fut de 528 km/h à la masse au décollage de 2 400 kg (donc sans arme ni ballast - lest compensatoire, si vous préférez - représentant l'armement). 


La voilure avait une surface de 22.5 m², lui conférant une charge alaire de 107 kg / m² (exactement celle du Mitsubishi A6M2 Zéro au combat).

Le moteur RR Merlin de cet avion était annoncé pour 990 Cv, soit 40 Cv de moins que celui monté sur le Hurricane.

Mais dès la mi-Mai 1936, une nouvelle hélice très améliorée - mais toujours en bois et à pas fixe - permettait de toucher les 558 km/h (~50 km/h de mieux que le Hurricane équipé du même moteur), ce qui déclencha la commande de 310 exemplaires.


Dans cette dernière définition, sa vitesse ascensionnelle était donnée pour :

  •   5' 42" pour 4 500 m,
  • 17' 00" pour 9 100 m. 
Plus tard, le montage de pipes d'échappement à réaction permit de gagner 16 km/h (?).

{Pour ma part, je pense que le passage de 528 à 558 km/h résulte de la simultanéité du montage de cet échappement propulsif et de la nouvelle hélice, et je ne crois pas que le K 5054 ait pu voler à 574 km/h sans d'autres améliorations.}



Spitfire I bis de série :  La belle qualité du revêtement est facilement perceptible, comme le pare-brise blindé de la dernière version. L'hélice tripale est donc la Rotol, l'échappement propulsif est identique à celui du Hurricane I et la radio est présente.


Il va de soi que cet avion provoqua un choc mondial, tant par ses lignes épurées, que par sa surface bien lisse et par ses performances. 

A propos de son état de surface, il est intéressant, pour ceux qui veulent comprendre ce qui crée les bonnes performances, de savoir que le fait d'empêcher les têtes de rivets de dépasser les tôles de revêtement permettait de gagner 35 km/h en vitesse de pointe !

Cela montre, contrairement à ce que certains pourraient penser, que le simple coefficient de frottement du revêtement de l'avion est un élément à soigner sérieusement pour un chasseur.

Par ailleurs, sa masse relativement faible étonnait, vu la faible épaisseur relative de la voilure (qui entraîne normalement l'introduction de renforts pour éviter la torsion des ailes à haute vitesse). 


Cet avion prototype démontrait de très bonnes qualités de vol, même s'il était un peu moins facile à l'atterrissage que le Hurricane

Il devait ses qualités de vol en partie au vrillage des ailes, calées à +2° à la racine et -0.5° à l'apex (extrémité), disposition qui faisait décrocher en premier la partie centrale de la voilure tout en gardant le contrôle de la direction grâce aux ailerons.


La rapidité de ce chasseur fut très certainement la raison qui poussa, en Allemagne, Willy Messerschmitt et Ernst Udet à pousser pour équiper (trop) rapidement le Bf 109 du moteur DB 601 à injection directe, même si la mise au point de ce moteur ne put jamais être parfaite.



Opérationnel


La première version opérationnelle du Spitfire disposait toujours d'une hélice bipale en bois à pas fixe.  

A la masse au décollage de 2 625 kg, soit un sur-poids de 225 kg et une charge alaire passant à 117 kg/m², les performances (issues de ce site) publiées en Janvier 1939 étaient différentes de celles du prototype.

La vitesse maximale était de :
  • 460 km/h, au niveau de la mer ; 
  • 582 km/h à 5 600 m, 
  • 505 km/h à 9 000 m.
En montée :
  • 3 000 m en     4' 20"
  • 4 500 m (15 000 pieds) étaient atteints en 6' 30", ce qui permet d'estimer que :
      • 4 000 m  en ~5'30", 
      • 5 000 m en ~7'30",
  • 6 000 m en     9' 24"
  • 8 000 m en ~14' 15"
  • 9 000 m, atteints quand même en 22' 24" (soit une perte de ~6 minutes sur le prototype). 
Le plafond n'était que de 9 500 m.


Juste quelques mois plus tard, à l'été 1939, une nouvelle version fut mise en place, équipée d'une hélice métallique à 2 pas réglables en vol. 

L'avion pesait maintenant 2 700 kg au décollage (+ 75 kg sur le précédent, donc 300 kg de plus que le prototype). 

Cependant, la course de roulement au décollage comme à l'atterrissage s'étaient réduites.

La vitesse de pointe avait un peu progressé (590 km/h à 6 000 m) et si les performances de montée paraissent seulement moyennes, c'est bien parce que la masse avait augmenté.


Il est aussi possible que le réglage du petit pas n'était pas le meilleur possible. 
  •     4' 54"        pour        3 000 m, 
  •     7' 30"    ------------    4 500 m,
  •     8' 54"    ------------  ~5 000 m,
  •  10' 42"    ------------  ~6 000 m,
  •  16' 24"    ------------  ~7 900 m,
  • ~22' 48"   ------------  ~9 000 m.

On voit que si cette version montait moins vite à basse altitude, son plafond pratique, avec 10 500 m, était enfin identique à celui du Messerschmitt 109 E.

Je présume que le réglage de l'hélice De Havilland favorisait trop la vitesse au détriment des capacité ascensionnelles.

Cet avion fut celui qui opéra sur Dunkerque pendant l'opération Dynamo où il impressionna les pilotes de chasse Allemands.
A mon avis, c'est la vitesse et les qualités dynamiques de cet avion qui les impressionna. 

Les Britanniques reconnaissent la perte de 42 Spitfire sur Dunkerque pendant l'évacuation, ce qui est un lourd tribu. 
Sir Basil Liddell Hart (en 1970) concédait 106 chasseurs Britanniques abattus contre 135 avions Allemands abattus. 
Une part non négligeable des pertes Allemandes furent dues à la DCA des marines Française et Britanniques.



Cependant, pour la Bataille d'Angleterre, le Spitfire était devenu une toute autre bête

La généralisation du carburant à 100° d'octane, comme l'arrivée de l'hélice automatique à changement de pas continu Rotol (Rolls-Royce + Bristol), se sont combinées à une puissance de 1 310 Cv pendant 5', que l'on oubliait de mentionner dans les publications jusqu'en 1990

Au poids de 2 780 kg (+ 50 kg, soit une charge alaire passée à 124 kg/m²), l'avion (N.3171) décollait beaucoup plus vite, sa vitesse maxi diminuait à 570 km/h (perte de 20 km/h attribuée aux influences combinées des kilos supplémentaires et du pare-brise blindé).

Le plus important était l'amélioration de la vitesse de montée : 
  • 3 000 m atteints en 3' 30" 
  • 4 000 m             en 4'40"  (-50"), 
  • 5 000 m             en  6'00"  (-1'30"), 
  • 6 000 m             en 7'42"   (-1'45"), 
  • 8 000 m         en ~12' 00"   (-3'00"),
  • 9 000 m         en   16'24"   (-6'00"). 
On voit que le Spitfire était devenu un excellent grimpeur et qu'il était bien plus à l'aise à haute altitude (au dessus de 6 000 m), ce qui n'était pas le cas de sa version précédente.
Enfin, le plafond atteignait les 10 600 m.

Cet avion-là, malgré son fameux trou d'accélération en négatifs, était plus que concurrentiel face à son homologue Germanique. 

J'aurais tendance - sacrilège, je sais - à le désigner Spitfire Mk I bis.

C'est de cet avion, et de celui-là seulement, que Galland voulait équiper son Staffel.



Quelques défauts


Je n'ai pas évoqué de défaut, et pourtant il y en avait encore quelques uns. 

Un armement initial inadéquate


Un premier problème résultait de l'erreur d'appréciation des armes qui devaient équiper les chasseurs de 1938.

Les décideurs Britanniques, peut-être Trenchard et Dowding, forts de leur longue expérience, avaient instauré un dogme : Pour abattre n'importe quel avion, il suffisait de tirer pendant seulement 2 secondes avec 8 mitrailleuses de 7.7 mm.

Cela aurait certainement marché vers 1925, à un moment où l'essentiel de la production aéronautique était constituée d'avions en bois, voire d'une ossature métallique recouverte de toile.


En 1934, les choses avaient changées : Les avions commerciaux eux-mêmes étaient désormais construits en métal avec un revêtement travaillant, donc épais.

D'un autre côté, tenir un avion 2 secondes dans son collimateur n'a rien d'un jeu d'enfant ! 

De plus, les 300 cartouches par armes étaient bien insuffisantes (le Hurricane disposait au moins de 500 cartouches par arme).

C'est que le chasseur comme sa proie sont soumis, l'un comme l'autre, à des mouvements assez aléatoires, donc imprévisibles :
  • Le pilote de la proie fait, évidemment, ce qu'il peut pour sortir de la ligne tir du chasseur.
  • De son côté, le chasseur, plus léger que son adversaire, est soumis - en tout cas lorsqu'il est dans les 6 heures de son ennemi - aux turbulences de sillage engendrées par cette proie et qui sont d'autant plus fortes que celle-ci vole à forte incidence.

La propagande Britannique, 20 ans après les faits, s'extasiait sur la perfection de ce choix d'armement. Elle fait encore semblant d'y croire maintenant !


Curieusement, après la Bataille d'Angleterre, on décida de placer des canons Français Hispano-Suiza HS 404 ou HS 405 sur tous les avions de chasse Britanniques.

Malheureusement, la structure très mince de l'aile elliptique du Spitfire induisait un défaut de rigidité qui interdisait le tir des canons de 20 mm Hispano-Suiza (le tir se bloquait après quelques cartouches, au maximum). 

La mise au point de l'aile dite universelle (ou aile C) prit une petite année et rajouta quelques dizaines de kilos à l'avion, devenu entre temps le Spitifire V (la quantité de masse nécessitée par la rigidification de l'aile est difficile à extraire puisque le blindage, le moteur et l'armement avaient aussi été changés).



Un faible taux de roulis


Un autre défaut est évoqué par Louis Bonte dans son Histoire des essais en vol (Docavia n°3, 1974). 

Au niveau des qualités de vol, il dit qu'elles étaient bonnes (mais sans aucun aucun enthousiasme, ce qui est quand même ennuyeux pour sa propre crédibilité...) mais que le gauchissement à grande vitesse demandait des efforts (trop) importants. 

Il préféra faire commander des Curtiss H 75, qui, d'après lui, avait toutes les qualités voulues.

De fait, ce défaut existait bien et fut éliminé lorsque Jeffrey Quill, principal pilote d'essais du Spitfire, exigea de participer aux combats. 

Il fut alors confronté à ce problème, le signala avec beaucoup d'insistance et ce fut alors que l'on découvrit que l'entoilage des ailerons se gonflait comme un ballon à grande vitesse. 

Lorsque les ailerons eurent été construits entièrement en métal, ce problème disparut complètement.


Une faible allonge


Le troisième défaut résidait dans une autonomie trop faible, le réservoir tenant 85 gallons impériaux, soit une contenance de seulement 386 litres d'essence.

La vitesse de croisière économique étant de 320 km/h, cela donnait une autonomie totale de 705 km qui limitait fortement ses capacités d'escorte et de projection.

Le cahier des charges demandait d'assurer un décollage, une montée en altitude, 1.40 heure de croisière économique (qui contenait le retour à la base) et 15 minutes de combat.

En réalité, le rayon d'action de combat ne dépassait en aucun cas les 175 km.

Des réservoirs supplémentaires vinrent, tardivement, réduire ce défaut.



Incompatible avec la fabrication industrielle


Son dernier défaut était d'exiger 17 000 h de travail pour chaque avion livré. 

Il serait passé inaperçu si Vickers l'avait fait construire dès la première commande reçue dans l'usine de Supermarine. 

Mais il fallut attendre 2 ans, donc 1938, pour que le tout premier avion de série sorte ! 

Jeffrey Quill, bien conscient de cette anomalie, a expliqué dans ce chapitre de ses mémoires que cela venait du manque d'expérience dans la construction des avions monocoques métalliques à revêtement travaillant. 

Mais d'autres avions étaient construits ainsi en Grande Bretagne, et beaucoup plus rapidement : Fairey Battle et Boulton-Paul Defiant ! Donc, son argument ne tient pas.


Vu que la France disposait de 570 Morane 406 - chasseur en réalité bien plus long à construire - il est effarant de constater que la Grande Bretagne n'ait disposé, au 1er Septembre 1939, que de 200 Spitfire et de 500 Hurricane. 

On peut rêver à ce qu'aurait donné une RAF équipée de 570 Spitfire et 500 Hurricane dès le début des hostilités...

Commandé en même temps, le Fairey Battle de bombardement, qui partageait le même moteur et la même structure, avait été construit à plus de 1 000 exemplaire pour l'entrée en guerre. Donc une puissante RAF eut été possible.

Peut-être, un jour, des documents nous expliqueront ce que je considère comme un véritable sabotage de la cause Alliée.



Cliquez ici pour lire pourquoi il eut été vraiment judicieux d'engager les Spitfire sur le continent dès le mois de Mai 1940. 



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