Le Crusader F-8 Digital Fly-By-Wire / F-8 DFBW

F-8 Digital Fly-By-Wire / F-8 DFBW

Au début de l’aviation, les pilotes contrôlaient les aéronefs ‘’à la force des bras et des pieds’’. 
On dirigeait un avion des manettes, volants, avec des pédales de gouvernail, reliés à des câbles et des tiges de poussée qui pivotaient les gouvernes des ailes et de la queue.

La puissance et les vitesses du moteur augmentaient continuellement, et il fallait donc plus de forces pour diriger et contrôler ses nouveaux avions. Les commandes à commande hydraulique renforcée virent le jour. 
Puis l’aviation commerciale et militaire évoluant encore, on mit au point des systèmes de contrôle de vol hydromécaniques. Mais on arrivait dans le début des années 1960 à une limite de ces systèmes qui limitaient la conception des appareils, surtout au niveau de la stabilité de vol.

De plus, ces systèmes étaient lourds, très lourds, et demandaient une maintenance importante et onéreuse.

On en vint, avec l’apparition de l’électronique, à une conception d’un avion où les vérins, câbles d’acier, tiges pourraient être remplacés par de simples fils, de simples petits câbles. Le contrôle de vol électronique était en train de voir le jour.

C’est la NASA qui se pencha en premier sérieusement sur ce concept.

Elle le fit à Dryden (aujourd’hui le NASA Armstrong Research Center) sur la Base d’Edwards en Californie. Et un des premiers précurseurs de ce système n’était autre que Neil Armstrong qui travailla sur le programme DFBW après sa mission Apollo 11. Son expertise sur les commandes de vol électroniques utilisées sur le LEM était très précieuse.

La NASA développa alors un appareil qui utiliserait un système de commande de vol électronique couplé à un ordinateur numérique afin de remplacer les commandes de vol mécaniques conventionnelles.

Après des premières études, la NASA valida le concept.

Un appareil muni de telles commandes de vol seraient plus maniable grâce aux ordinateurs qui pouvaient agir plus vite qu’un pilote et compenser plus rapidement la stabilité en vol.

Il serait également plus sûr grâce à la redondance électronique. Il était également idéal pour l’aviation militaire, les commandes électroniques et militaires, par fils, étaient moins sujettes aux dommages de combats.

Les commandes de vol informatisées rendaient plus sûres également les avions de ligne avec un pilotage plus doux. Et les commandes numériques et électriques étaient plus efficaces aussi car plus légères, moins volumineuses, donc on pouvait augmenter le poids en carburant et/ou passagers. Et d’une maintenance moindre par rapport aux anciens systèmes. Ce qui faisait donc qu’un avion muni de telles commandes était plus sûr, plus performant, plus efficace.

La NASA était tellement contente de ses études qu’elle décida d’appliquer ce système DFBW à la navette spatiale dont le programme venait d’être lancé.

Pour valider de façon pratique le concept, elle modifia un F-8C Crudader – Ce modèle, qui pris l’immatriculation NASA 802, avait été construit par LTV Aerospace de Dallas pour l’US Navy. Elle le mit à disposition de la NASA et participa avec elle à la transformation de l’appareil.

C’est le 25 mai 1972 qu’a eu lieu le premier vol du F-8 DFBW et il était piloté par Gary Krier, pilote d’essais de la NASA.

Revenons un peu sur les modifications apportées à ce F-8

Les commandes mécaniques du cockpit, des gouvernes des ailes et de la queue ont été entièrement remplacées par des commande à simple câble dont le cœur du système était ordinateur de commande de vol numérique Apollo avec un système de secours de commandes électriques en cas de panne de l’ordinateur.

Les premiers essais ont totalement validé le concept DFBW. Ce système, s’il était appliqué aux avions de ligne, améliorerait considérablement les qualités de vol. Les compagnies aériennes ont vite compris l’enjeu et les qualités de ce nouveau système de vol. Aujourd’hui, c’est chose courante sur les avions, mais à l’époque, c’était révolutionnaire.

Bien qu’il y eu un système de secours de commandes électriques au cas où, lors des essais, il n’a jamais été utilisé – l’ordinateur Apollo ayant pleinement rempli sa fonction. La NASA décida de changer cet ordinateur par un nouveau système à triple redondance avec des capacités informatiques accrues et aussi doté d’un système de sauvegarde en cas de défaillance.

Grâce à ses commandes de vol, le F-8 DFBW a permis également d’étudier et de résoudre de nombreux phénomènes aérodynamiques propres aux avions comme les PIO (Oscillations Induites par le Pilote), ce qui a été très utiles pour la préparation des 5 vols ALT de la navette Enterprise en 1977.

Au final, au cours de ses 210 vols d’essais entre 1972 et 1983, le F-8 DFBW a totalement validé le concept de systèmes de commande de vol tout numérique et électrique actuellement utilisé tant par l’aviation commerciale que militaire.

Et bien sûr, il a validé totalement les commandes de vol de la navette spatiale. En cela, le F-8 fait partie du programme navette spatiale en tant que précurseur.

A la même période, la NASA travaillait sur un autre concept, celui d'ailes ''super critiques'' et aussi avec un F-8 : le fameux F-8 SCW (mais ce sera pour un autre article).

(Les F-8 SCW et DFBW en vol)

Bien que peu connu du grand public, et même des passionnés d’aviation et d’espace, le F-8 DFBW est certainement un des plus grands et plus importants programmes d’essais de la NASA et qui a contribué à l’essor de l’aviation commerciale et militaire de ces 40 dernières années.

Le dernier vol du F-8 DFBW a eu lieu le 2 avril 1985 avec Ed Schneider comme pilote.

Caractéristiques

Motorisation : Pratt & Whitney J57 Turbojet

Longueur : 17 mètres

Hauteur : 4,60 mètres

Envergure : 11 mètres

Crédit : Stéphane Sebile / Spacemen1969
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Crédit : NASA