L'Avion Furtif Américain Northrop B-2 Spirit

 

Northrop B-2 Spirit

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Northrop B-2A Spirit
Rôle Bombardier stratégique furtif
Constructeur Northrop
Date du premier vol 17 juillet 1989
Date de mise en service avril 1997
Date de retrait Toujours en service
Investissement ~ 45 milliards de dollars en 1996
Coût unitaire Entre 1,157 et 2,2 milliards de dollars en 1998
Nombre construit 21
Équipage
2 (3 en cas de besoin)
Motorisation
Moteur General Electric F118
Nombre 4
Type Turboréacteur à double flux
Puissance unitaire 77 kN
Dimensions
Envergure 52,4 m
Longueur 20,9 m
Hauteur 5,1 m
Surface alaire 464,5 m²
Masses
À vide 45 400 kg
Carburant 90 720 kg
Avec armement 152 600 kg
Maximale 170 600 kg
Performances
Vitesse maximale 1 010 km/h
0,82 Mach
Plafond 15 240 m
Distance franchissable 12 220 km
Armement
Interne Charge théorique de 34 020 kg ; en pratique limité à 18 000 kg
16 bombes guidées GBU-31 JDAM de 908 kg
16 bombes nucléaires B-61
16 missiles de croisière
36 bombes CBU-87
80 bombes guidées JDAM de 227 kg
216 bombes GBU-39 SDB de 250 lbs
80 mines marine Mk62
Divers
Externe Aucun
Avionique
Avionique Commande de vol électrique
Radar à synthèse d'ouverture AN/APQ-181
Détecteurs d'émissions radar AN/APR-50
Système d'aide au ciblage par GPS
Système Milstar de communication par satellite
Liaison 16
système de brouillage ZSR-42

Le bombardier stratégique Northrop B-2 Spirit est l'un des plus célèbres avions furtifs actuels des États-Unis.

Destiné au bombardement stratégique, il est sans conteste l'aéronef le plus onéreux du XXe siècle avec un coût unitaire — recherche et développement inclus — estimé entre 1,157 milliards[1] et 2,2 milliards de dollars[2] en 1998. Cependant, il n'est pas tout à fait approprié d'évoquer un prix unitaire pour le B-2 en raison du petit nombre d'exemplaires construits. Il est délicat d'extrapoler sans tenir compte des équipements et infrastructures, de la logistique et la formation dans le cadre d'un processus industriel de production.

Le premier vol du prototype a eu lieu le 17 juillet 1989 et le premier avion opérationnel a été réceptionné par l'United States Air Force (USAF) fin 1993. Fin 2006, l'USAF indique qu'il devrait rester en service jusqu'en 2058[3].

Sommaire

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Conception [modifier]

Cet appareil est présenté comme le plus performant du monde dans sa catégorie par les forces armées des États-Unis. Nombre de ses caractéristiques restent ultra-secrètes et certaines de celles dévoilées peuvent être sujettes à caution. Le Département de la Défense des États-Unis n'a d'ailleurs jamais divulgué les paramètres exacts de masse et de vitesse, employant l'expression vague de « haut subsonique » pour les qualifier.

Origine du programme [modifier]

Un XB-35 de 52 m d'envergure qui vola pour le première fois en juin 1946., le lointain ancêtre du B-2
Un XB-35 de 52 m d'envergure qui vola pour le première fois en juin 1946., le lointain ancêtre du B-2

Dès la fin des années 1930, l'ingénieur John Knudsen Northrop, fondateur de l'entreprise Northrop fut intéressé par le concept des ailes volantes. En 1940, après 10 ans de recherches, il exposa son premier modèle dénommé Northrop N-1M et organisa un vol d'exhibition destiné à explorer les performances possibles de cette configuration.

L'armée américaine se mit à s'intéresser au projet dès le début des années 1940. L’United States Army Air Forces (ancêtre de l'United States Air Force), redoutant l'entrée des États-Unis dans la Seconde Guerre mondiale passa commande auprès des constructeurs aéronautiques. Elle demanda un bombardier avec une distance franchissable de 10 000 miles pour anticiper les problèmes que poseraient la capitulation du Royaume-Uni face à l'Allemagne. Il lui faudrait bombarder l'Europe sous domination nazie depuis l'Amérique du Nord et frapper l'Empire du Japon depuis les bases éloignées du théâtre d'opérations du Pacifique.

Northrop proposa un avion basé sur ce concept et le 30 octobre 1941, l'ordre préliminaire du développement du B-35 est confirmé.

Fin 1942, Northrop construisit le Northrop N-9M, un avion monoplace pouvant aller à 400 km/h qui servit à réaliser le XB-35, un bombardier avec 4 turbopropulseurs et 8 hélices contrarotatives d'une envergure de 52 mètres. Cependant, le premier appareil sortit d'usine seulement en 1946 à cause de problèmes de stabilité et de sortie de vrille. De plus, l'apparition des premiers avions à réaction durant ce conflit rendit obsolète la motorisation à hélice. 11 des 13 exemplaires du Northrop N-9M durent donc être modifié en les équipant de 8 turboréacteurs.

Ce fut le projet XB-49 dont le premier d'entre eux vola en 1947. Les essais se révélèrent décevants, un appareil fut perdu et un deuxième évita le crash de peu. Le point faible de tels appareils était leur comportement en décrochage et leur instabilité en vol. Finalement, le Strategic Air Command nouvellement créé choisit des bombardiers avec des formes plus conventionnelles comme le B-36 « Peacemaker » et le Boeing B-47 Stratojet et les XB-49 furent ferraillés entre 1949 et 1953. La sortie du XB-49 fut cependant glorieuse avec une apparition dans le film la guerre des mondes sorti en 1953).

Lors de ses essais en vol, les militaires américains découvrirent fortuitement la furtivité ; à chaque fois que l'aile volante géante approchait de l'aérodrome constituant sa destination, sa faible surface équivalente radar faisait que les radars avaient extrêmement de mal à la détecter.

Cette capacité donna un grand intérêt à l'avion pendant la guerre froide car à partir des années 1970, la défense anti-aérienne de l'URSS était si performante que les appareils alors en service dans les forces armées des États-Unis avaient peu de chance de pénétrer à l'intérieur de son territoire.

L'armée américaine ressentit alors le besoin de posséder un bombardier à signature radar minimale et l'aile volante s'imposa alors comme la solution la plus efficace, les progrès de l'avionique et l'utilisation de commandes de vol électriques permettant depuis le début de cette décennie de concevoir des avions naturellement instables comme le F-16.

L'aile volante Northrop B-2A Spirit a commencé à être développée à partir de 1978 dans le plus grand secret comme bombardier stratégique, furtif ou indétectable par radar, avec pour mission d'attaquer les cibles stratégiques soviétiques avec des bombes et des armes nucléaires tirées à distance de sécurité.

Tout est fait pour qu'il ait des signatures infrarouge, acoustique, électromagnétique, visuelle et radar minimes.

Le B-2 a commencé son existence dans un programme « noir », connu initialement comme sous le nom de « projet Senior C. J. » puis sous le nom « ATB » (Advanced Technology Bomber).

Le projet est caché aussi bien au public qu'aux militaires. La majorité des responsables de l'US Air Force croyant que le bombardier B-1B était la priorité n° 1, alors que seulement une poignée d'entre eux connaissait l'existence du projet B-2. Pour ces derniers, le B-1B était une arme « intérimaire », en attendant le B-2 dont ils prévoyaient d'acquérir 132 exemplaires.

Développement et caractéristiques [modifier]

S'appuyant largement sur des conceptions d'ailes volantes précédentes comme le YB-49 conçues durant les années 1940 avec le fuselage englobé dans la voilure, Northrop a bénéficié du puissant soutien de Boeing (qui a réalisé une partie des composants structurels principaux, l'aile extérieure, le système de carburant, le système de délivrance d'armement et le train d'atterrissage[4]), Vought et General Electric, utilisant un système de conception et de fabrication 3D assistées par ordinateur pour concevoir la forme unique de l'aile en « W » du B-2. Plus de 100 000 images de surfaces équivalentes radar de maquettes de B-2 et de leurs composantes ont été analysées pour évaluer leurs caractéristiques de furtivité, puis 550 000 heures d'essais en soufflerie ont été effectuées. Le programme a nécessité le développement de 900 nouvelles méthodes de conception-fabrication, incluant de nouveaux matériaux composites haute température et haute résistance et surtout des Radar Absorbent Materials, des outils de découpe ultrasoniques, des outillages à commande numérique pilotés par base de données 3D et des systèmes laser de détection de criques.

Le Tacit Blue qui vola entre 1982 et 1985
Le Tacit Blue qui vola entre 1982 et 1985

Un avion expérimental, le Northrop Tacit Blue, fut construit à la demande de l'USAF et de la Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) pour tester les technologies furtives. Il vola pour la première fois en février 1982 et accumula 135 vols jusqu'en 1985. Il permit de collecter de nombreuses données qui se révélèrent très utile pour la mise au point du B-2.

Northrop est responsable de la construction de la section avant et du cockpit, Boeing de la partie centrale-avant et de la section extérieure, et Vought a produit la section médiane du fuselage et les pièces en aluminium, en titane et en matériaux composites.

Vue du cockpit et de l'entrée d'air de ses réacteurs
Vue du cockpit et de l'entrée d'air de ses réacteurs

Environ 80 % de la masse du B-2 fait usage de matériaux composites, notamment du graphite/époxyde dans sa structure en nid d'abeilles destinée à absorber les ondes radar, réalisés par la filiale américaine de l'entreprise Saint-Gobain. Pour réduire sa signature infrarouge, les gaz d'échappement des 4 turboréacteurs General Electric Aircraft Engines F118-GE-100 (dérivés de ceux équipant les B-1B, F-14, F-15 et F-16) sont évacués par des tuyères en formes de « V » montées au-dessus et en retrait pour masquer ces sources thermiques aux détecteurs terrestres. De l'acide chlorofluorosulphonique, Dérivé de l'acide sulfonique, est injecté dans le sillage d'échappement pour empêcher la formation de traînées de condensation. Le bord d'attaque en flèche (33°) et le bord de fuite en dent de scie piègent les ondes radar. D'autres contre-mesures de détection passives incluent des prises d'air incurvées en forme de « S » et des panneaux diélectriques furtifs recouvrent le radar à synthèse d'ouverture AN/APQ-181 Active Electronically Scanned Array (AESA) à balayage électronique passif opérant en bande Ku (une amélioration testé à partir de 2004 du radar AN/APQ-181 d'origine[5] et devant étre opérationnel sur toute la flotte en 2010[6]) et empêchant son antenne de refléter les ondes radar ennemies tout en permettant un fonctionnement normal.

Le B-2 était initialement envisagé comme un appareil de pénétration à haute altitude mais lorsque sa conception définitive fut fixée en 1983, on lui attribua une mission opérationnelle à basse altitude. L'intégration de cette nouvelle mission à la conception originale ATB entraînait le déplacement du cockpit et des entrées d'air des moteurs, l'ajout d'élevons internes (qui lui ont donné son profil distinctif en « W »), la modification des bords d'attaque et des changements internes importants.

Le cockpit du B-2. Sur le siège de droite, le vice-président des États-Unis Dick Cheney.
Le cockpit du B-2. Sur le siège de droite, le vice-président des États-Unis Dick Cheney.

L'habitacle est équipé pour 2 pilotes, avec des sièges éjectables Douglas/Weber ACES II évacuant vers le haut, et dispose de suffisamment d'espace pour un troisième membre d'équipage ou pour « un sac de couchage pour les longues missions » selon l'USAF. Le pilote contrôle l'ordinateur de mission qui gère la désignation des cibles (ou leur redésignation en vol). La navigation et le tir de l'armement sont la responsabilité de l'officier système d'armes (WSO), assis sur le siège droit. Les 2 postes d'équipage disposent de 4 écrans multifonctions couleur. L'appareil est équipé d'un système quadruple de commandes de vol électriques numériques contrôlant les gouvernes de bord de fuite des ailes, combinant les fonctions d'aileron, de gouverne de profondeur et de volets qui représentent 15 % de la surface de l'aile. Un embryon d'empennage horizontal sert de compensateur de profondeur ainsi que d'amortisseur de rafales en coopération avec les ailerons.

Pour recaler la position de l'objectif à la dernière minute, le B-2A active brièvement son radar à synthèse d'ouverture Raytheon APG-181 équipé de contre-mesures électroniques et possédant 21 modes de fonctionnement dont un mode de suivi de terrain éclairant une zone minimale avant de lancer son attaque. Il est équipé d'un système de guerre électronique intégrant le détecteurs d'émissions radar AN/APR-50 (ZSR-63) de IBM Federals Systems et le système secret d'aides défensives ZSR-42. En 2002, il fut décidé d'accélérer le programme d'amélioration de la maintenance, de l'électronique ainsi que la capacité d'emport de nouveaux armements[7]. Un contrat a été signé en 2004 pour moderniser son avionique et faire face à l'obsolescence de son informatique et de le doter d'une liaison 16[8].

Pendant leur service dans l'US Air Force qui estime leur potentiel structural à 40 000 heures de vol, la responsabilité de la maintenance des B-2 est assuré par l’Oklahoma City Air Logistics Center, de la base de Tinker AFB, pour les systèmes électroniques, par le Odgen Air Logistics Center, de Hill AFB) pour le train d'atterrissage et par Northrop-Grumman, à Palmdale, pour les maintenances périodiques.

Le B-2 manquant de surfaces verticales pour les marques d'identification, celles-ci sont inscrites sur les trappes du train d'atterrissage principal qui portent le code de la base, le numéro de série et au moins sur le 88-0329 les légendes « Spirit of Missouri » et « Follow Us » (« Suivez-nous »).

Un bombardier B-2 au dessus de l'océan Pacifique
Un bombardier B-2 au dessus de l'océan Pacifique

Essais en vol [modifier]

À la surprise générale, l'USAF, en avril 1988, dévoila une vue d'artiste de l'appareil qui avait été jusque-là gardé dans le plus grand secret. 6 prototypes (5 pour l'USAF) ont été financés en 1982. Le 22 novembre 1988, le premier appareil (immatriculé 82-1066) sortait de l'usine Air Force Plant 42 de Palmdale, Californie. Northrop avait organisé une cérémonie inaugurale et avait prit grand soin de dissimuler les principales particularités de la conception de l'aile, s'arrangeant pour que les 2 500 invités ne voient l'appareil que de l'avant et depuis le sol, un air fut composé spécialement pour l'occasion (Stealth Fanfare). Un photographe astucieux découvrit que l'on n'avait pas interdit le survol de l'usine et a pu obtenir les premières photographies complètes de l'avion grâce à un survol rapide en Cessna.

Ravitaillement en vol avec un KC-135
Ravitaillement en vol avec un KC-135

Le vol inaugural a eu lieu 17 juillet 1989 (initialement prévu en 1987), lorsque cet appareil (aussi désigné AV1/Air Vehicle One), fut livré à l'USAF à la base Edwards pour commencer son programme d'essais; le chef-pilote d'essai de Northrop, le lieutenant-colonel Bruce Hinds en poste de 1982 à 1991 était aux commandes[9]. Prévu le 15, cet évènement fut retardé par une défaillance du système de carburant. Il a été précédé par une série d'essais rouleurs à haute vitesse avec un bref déjaugeage de la roulette de queue. Le 19 octobre, le 82-1067 rejoignait l'AV-1.

Un programme d'essais de 3 600 heures de vol fut fixé, débutant avec 16 vols (67 heures) de certification et d'essais de maniabilité. Terminés à la mi-juin 1990, ces essais comprenaient également le premier ravitaillement en vol avec un KC-10A, le 8 novembre 1989.

Une deuxième série d'essais débuta en octobre 1990, portant principalement sur les caractéristiques furtives en grandeur réelle. On put ainsi découvrir que le B-2 furtif ne tenait pas exactement ses promesses. En juillet 1991, les défauts de furtivité furent révélés, et on admettait qu'il pouvait être détecté par des radars au sol de détection avancée à haute puissance et la Russie affirmait qu'il serait vulnérable aux systèmes de missiles sol-air nouvelle génération tel le S-300PMU (SA-10/A « Grumble ») et le S-300V-9M82/83 (SA-12A/B « Gladiator »). Les vols suivants furent interrompus pour effectuer des modifications sur le 82-1066 tels un ensemble de « traitements » sur les bords d'attaque et les surfaces portantes pour réduire la signature de l'appareil dans certaines gammes de fréquences.

Les essais de furtivité se sont poursuivis en 1993, pendant que le 82-1067 effectuait des essais de charge et des performances. Le troisième appareil (82-1068) effectua son premier vol le 18 juin 1991 et fut le premier modèle à être intégralement équipé du nouveau système avionique incluant le radar Hughes AN/APQ-181 LPI (à faible probabilité d'interception).

Le premier largage d'armes fut effectué par le quatrième appareil (82-1069) qui avait prit l'air pour la première fois le 17 avril 1992. Le 4 septembre 1992, il larguait une seule bombe inerte Mk 84 de 908 kg. Destiné à recevoir d'autres armes et à effectuer des essais climatiques et de furtivité, le cinquième B-2 (82-1070) prit son envol le 5 octobre 1992, suivi par le 82-1071 le 2 février 1993. À la fin de cette année, le programme avait accumulé 1 500 heures de vol.

En février 1994, l'appareil fut officiellement nommé Spirit (« Esprit »). Cette même année vit la fusion entre les sociétés Northrop et Grumman, une autre entreprise qui a réalisé des avions célèbres comme le Grumman F-14 Tomcat.

À la fin de l'année 1997, les 40 000 heures de vol qui étaient programmées furent accomplies.

Financement [modifier]

Les problèmes de performances du B-2 ne l'ont pas aidé dans sa lutte pour le financement devant le Congrès des États-Unis.

Le budget initial comptait sur une flotte de 132 unités, incluant les prototypes, mais en 1991, ce chiffre avait été réduit à 76.

Après les six premiers avions commandés en 1982, trois autres ont pu être financés lorsque le B-2 était encore un projet « noir ». En 1989, des fonds furent débloqués pour trois autres unités, puis deux en 1990 et enfin deux autres en 1991. Le Congrès bloqua ensuite les acquisitions à ces 16 (15 pour l'USAF) appareils.

L'USAF affirma alors qu'elle ne pouvait garantir une capacité opérationnelle efficace avec moins de vingt appareils. Ainsi en 1993 fut approuvé le financement de cinq B-2 supplémentaires. Cette autorisation du financement était assortie de la condition que les problèmes de furtivité soient résolus pour que la production puisse débuter. Le coût par avion (prêt au vol) était alors de 2 220 millions de dollars.

Coût du programme [modifier]

En 1987, les estimations initiales du programme pour 75 avions s'élevaient à un total de 64 700 millions de dollars américains; En 1996, le US General Accounting Office estime que le coût du programme avec les 21 appareils construit est de 44,785 milliards de dollars (valeur en 1996) il n'est pas impossible que certaines parties du budget colossal du B-2 aient été consacrées à d'autres projets secrets.

Coût du programme en dollars courants en 1996
Développement En millions de $ Série En millions de $
Part Northrop 21 217 Prix des avions 13 969
Moteurs (GE) 569 Coûts fixes 1 718
Armements 125 Rechanges 1 488
Simulateurs de vol 561 Equipements, entraînement 1 653
Préparation de mission 338 Rétrofit 162
Essais officiels 793 Maintenance 513
Autres dépenses 580 Maintenance logiciels 353
Divers 446 Bâtiments et divers 299
Total R&D 24 629 Total acquisitions 20 155
Source : Air & Cosmos n° 1586, 8 novembre 1996

Le maintien en condition des 21 appareils et leur modernisation coûte en moyenne près de 700 millions de dollars par an.

Chacun des engins vaut entre deux et trois fois sa masse en or.

Options d'armement [modifier]

Soute d'armement du B-2 ouverte pour une visite de Dick Cheney en 2006
Soute d'armement du B-2 ouverte pour une visite de Dick Cheney en 2006
Exercice de bombardement avec des Mk 82 en 1994
Exercice de bombardement avec des Mk 82 en 1994

Le B-2 est construit autour de deux grandes soutes d'armement placées côte à côte dans la partie inférieure de sa partie centrale. Devant chaque baie, des petits spoilers s'abaissent pour produire des tourbillons garantissant une bonne séparation des munitions air-sol pendant le largage.

Des lanceurs rotatifs dans les deux soutes peuvent recevoir une charge théorique de 34 020 kg, mais elle limité en pratique limité à 18 000 kg et selon la réglementation américaine de la guerre nucléaire (SIOP, Single Integrated Operational War), aucune charge nucléaire ne doit dépasser 9 072 kg.

Il est capable d'emporter jusqu'à 80 bombes classiques Mk 82 de 227 kg, mais il est trop précieux pour être utilisé comme simple « camion à bombes ».

Un exercice impliquant le largage en une seule passe de 22 secondes de 80 bombes de 227 kg « intelligentes » JDAM guidé par GPS sur une zone étendue avec une précision de 10 mètres à eu lieu le 10 septembre 2003 avec succès à Hill Air Force Base, dans l'Utah[10]. Une telle mission de bombardement signifie qu'un seul appareil peut désormais neutraliser, par exemple, un régiment mécanisé à l'arrêt en un seul raid.

Pour les missions stratégiques avec armement tiré à distance de sécurité, il emporte 16 missiles de croières AGM-129A ou AGM-158 JASSM. Son cahier des charges d'origine prévoyait qu'il pouvait emporter aussi le AGM-69A SRAM II retiré en 1990 avant sa mise en service ou le AGM-137 TSSAM furtifs dont le programme fut stoppé en 1994.

Il peut emporter également 16 bombes nucléaires lisses B61 et B63, soit 16 bombes conventionnelles Mk84 de 908 kg ou 80 bombes Mk82 de 227 kg ou 80 mines marine Mk62 ou des GBU-37 de 4 700 kg, dites bunker buster, destructeurs de bunkers ainsi que divers autres munitions telle la bombe MOP (Massive Ordnance Penetrator) en cours d'intégration en 2007 qui pèse 13,5 t et permet de traiter des objectifs durcis[11]. Il sera capable de transporter deux bombes MOP dans ses soutes latérales. Mais il est à prévoir que son autonomie sera réduite lorsqu'il sera armé des ces bombes gigantesques[12].

Autres caractéristiques [modifier]

Plusieurs spécialistes estiment que le B-2 utiliserait aussi des techniques furtives actives basées sur l'électroaérodynamique dont voici le principe :

Les bords d'attaque sont chargés avec de l'électricité positive tandis que les flux de combustion des tuyères sont chargés négativement. Le B-2 se transformerait ainsi en un condensateur avec une différence de potentiel qui atteindrait 15 millions de volts. Les bords d'attaque qui sont donc chargés positivement, provoquent une ionisation de l'air.

La résistance de l'air diminuant, les performances du B-2 (vitesse, rayon d'action, capacité d'emports) augmenteraient. Ce nuage de plasma créerait ainsi un camouflage électromagnétique[13].

Il faut noter aussi la théorie du complot de Jean-Pierre Petit (ex-directeur de recherches au CNRS et spécialiste de ce type de propulsion) qui pense que la flotte « officielle » de B-2 sert d'écran à des bombardiers hypersoniques à très grand rayon d'action, capables de voler à 60 km d'altitude et à 10 000 km/h sans créer d'ondes de choc[14].

Articles détaillés : magnétohydrodynamique et Magnétoaérodynamique.

Engagement [modifier]

Carrière opérat



07/10/2007
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