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Yakovlev Yak-50

Origine

En janvier 1948, les VVS dirigés par le Maréchal Govorov et la PVO demandent aux constructeurs aéronautiques d'URSS de concevoir un intercepteur tous temps, doté d’un radar de recherche et poursuite, pouvant également assurer la conduite de tir et dont la mission était de s’opposer à tout hostile quelles que soient les conditions météorologiques.

Pour répondre à cette demande, les principaux constructeurs soviétiques proposent des prototypes : les biréacteurs Lavotchkine La-200, Mikoyan Gouryevitch I-320, et Soukhoï Su-15 (premier du nom et qui n’avait aucun rapport avec le Su-15 Flagon), et un peu plus tard, après publication de nouvelles spécifications, les biréacteurs Lavotchkine La-200B et Yakovlev Yak-120, qui remportera finalement le «concours» et sera produit sous la forme du Yak-25 (encore une fois sans rapport avec le Yak-25 de 1947, chasseur monoréacteur battu par le célèbre Mig-15), premier d’une prolifique famille d’intercepteur et d’appareil de reconnaissance (Yak-25/25M/26/27/28/125…).

Quand au monoréacteur Yakovlev Yak-50 (qui lui non plus n’a rien à voir avec le Yak-50/52 de voltige aérienne beaucoup plus tardif), d'après certaines sources, il aurait lui aussi participé au concours de l'intercepteur tous temps. La comparaison des caractéristiques de tous ces appareils montre que cela est peu probable, le Yak-50 étant deux fois plus petit que les autres compétiteurs, et cet appareil fut plus probablement un concurrent du Mikoyan MiG-17.

Il semble que pour le programme de l'intercepteur tous temps, Lavotchkine et Mikoyan travaillèrent également et en parallèle sur des monoplaces monoréacteurs supersoniques lourds : le La-190 et le I-350.

Le La-190 fut le premier Lavotchkine à atteindre la vitesse du son en palier et fut également le premier avion soviétique à réservoirs intégraux. Le manque de place dans les ailes et le fuselage long et étroit imposèrent un train monotrace, avec balancines en bouts d’ailes. L’appareil ne fit en tout et pour tout que 8 vols d’essais en 1951, aux mains d’Andreï Kotchetkov mais atteignit tout de même Mach 1,03. En plus d’un pilotage difficile, les problèmes causés par le réacteur Lioulka VRD-5/TR-3 (construit plus tard en série dans les versions améliorées AL-5/7) condamnèrent le programme, comme d’ailleurs l’I-350 de Mikoyan, développé autour du même moteur.

L’I-350 était un monoréacteur à aile médiane en flèche à 60° équipé du radar RP-1 Izoumroud. L’appareil commença ses essais en vol le 16 juin 1951 piloté par G.A. Sedov. Lors du premier vol, le moteur tomba en panne et Sedov réalisa probablement le premier atterrissage en vol plané d’un jet en URSS. Comme pour le La-190, l’appareil fut accablé par les pannes de réacteurs et ne réalisa que 7 vols avant d’être abandonné.

Pour les La-200, Su-15 et Yak-50, le moteur choisi était une variante soviétique du Rolls-Royce Nene, un turboréacteur centrifuge connu sous le nom de RD-45 puis plus tard comme VK-1. Une différence importante était que, alors que Yakovlev utilisait un seul moteur pour le Yak-50, tous les autres constructeurs proposaient un biréacteur. Yakovlev sera d’ailleurs forcé d'adopter cette solution pour le Yak-120.

Le Mikoyan I-320 avait été créé parallèlement au MiG-15 et au MiG-17 et avait une aile avec une flèche de 35° au bord d’attaque et des empennages également en flèche. Le bord de fuite de la voilure était occupé par des volets TsAGI à recul et par des ailerons à compensation aérodynamique interne. Le I-320 était beaucoup plus grand que le Mig-17 et possédait un poste de pilotage biplace côte à côte avec double commande et deux écrans radar.

La propulsion était composée de 2 réacteurs RD-45F de 2270 kgp chacun (puis 2 VK-1 de 2700 kgp sur le deuxième prototype) disposés en tandem dans le fuselage. Cette disposition avait été adoptée par Mikoyan (et Lavotchkine…) en raison du diamètre important du réacteur centrifuge VK-1 qui interdisait une disposition côte à côte. Le réacteur avant était installé sous le poste de pilotage, sa tuyère débouchant sous le fuselage. La tuyère du réacteur arrière débouchait, elle, sous l’empennage, à l’extrémité du fuselage.

Le train d’atterrissage, tricycle, était commandé hydrauliquement. Les jambes du train principal étaient dotées d’amortisseurs oléopneumatiques et se repliaient vers l’intérieur dans la voilure. La jambe du train avant se repliait dans le fuselage vers l’avant.

Le premier prototype sortit d’usine en avril 1949 et effectua son premier vol le 16 avril 1949 piloté par T. Vernikov et S. Amet-Khan (qui pilotera plus tard le Tsybine NM-1). Malgré l’avis des pilotes d’essai selon lesquels «L’avion se comporte bien au décollage, en vol et à l’atterrissage. Aucune tendance au lacet et au balancement. Il est simple à piloter et peut être mis entre les mains d’un pilote moyen», l’appareil fut rejeté, du fait d’une instabilité transversale et d’une tendance à s’incliner sur une aile à certaines vitesses. Les essais en vol furent stoppés le 23 avril 1951, après 60 vols, représentant un total de 45 heures 55 min de vol.

Le Lavotchkine La-200 avait une formule aérodynamique très proche de celle du Mig I-320 avec 2 réacteurs disposés l’un derrière l’autre, alimentés par une même entrée d’air mais avec des tuyères séparées comme sur le I-320. La voilure était à corde presque constante avec une flèche de 40° et deux cloisons sur chaque aile, sur toute la longueur de la corde. Les empennages étaient conventionnels, avec un plan fixe haut planté sur la grande dérive.

Les commandes de vol étaient hydrauliquement assistées. L’utilisation du radar exigeait la présence d’un opérateur qui fut installé à côté du pilote dans le vaste habitacle pressurisé.

Le prototype fit son premier vol le 9 septembre 1949 aux mains de S.F. Machkovski et A.F. Kosariev, et les essais en vol se prolongèrent jusqu’en avril 1951. En raison de leur conception très proche les performances des 2 appareils étaient quasi identiques. Le La-200 l’emportait de 110 kg en masse, de 150 mètres en plafond, et de 2 km/h en vitesse de pointe !

Quant au troisième concurrent, le Soukhoï Su-15, c'était un monoplace avec, lui aussi, les 2 moteurs installés en tandem. L'habitacle était excentré vers la gauche pour faire de la place à la conduite d'air du moteur arrière. Le radar était installé sur la lèvre supérieure de l'entrée d'air. Le Su-15 explosa en vol lors de la première tentative de passage du mur du son et ne fut pas un concurrent sérieux pour les autres appareils.

Description technique

Le Yak-50 était un dérivé agrandi du Yak-30, lui-même issu du premier Yak-25, avec un moteur beaucoup plus puissant et une aile en flèche plus accentuée. L'aile avait une épaisseur relative de 12 %, le profil était un TsAGI 9030 à l’implanture, devenant un SR-11-12 à l'extrémité. La flèche à ¼ de la corde était de 45°, une valeur audacieuse pour 1948, et l’angle de dièdre était de -5°. Comme pour tout le fuselage, les matériaux utilisés étaient l’acier haute résistance, le duralumin et pour la première fois des alliages de magnésium.

Chaque aile avait trois cloisons, la paire intérieure étant pleine corde et celles externes s'arrêtant en avant des ailerons. Ces derniers étaient actionnés hydrauliquement avec des compensateurs internes mais pas de tabs. Les volets, de type Fowler, s’abaissaient à 20° pour le décollage et à 50° pour l'atterrissage.

Le fuselage avait une longueur de 9,46 m et une section transversale circulaire de 1,4 m de diamètre adapté au diamètre important du turboréacteur centrifuge. Juste derrière l'aile, il y avait un double cadre permettant de démonter entièrement l’arrière du fuselage. Une grande partie du nez était occupé par le radar, avec l’antenne à l'intérieur d'un radôme au-dessus de l’entrée d’air. Les aérofreins étaient articulés de chaque côté de la partie arrière du fuselage.

L'empennage vertical avait une flèche de 54°, 10 % d'épaisseur relative et une surface de 2,98 m² comprenant les 0,48 m2 des gouvernails de direction supérieurs et inférieurs. L’empennage horizontal avait la même flèche que l'aile et le même profil que l'empennage vertical, sa surface étant de 2,866 m2 comprenant les 0,778 m2 des parties mobiles. Sous la partie arrière du fuselage il y avait deux petits ailerons de stabilisation.

Le moteur était un Klimov VK-1, avec une poussée au décollage de 2700 kgp, une tuyère fixe et un démarreur électrique. Un total de 1065 litres de kérosène était logé dans les réservoirs internes de l’appareil.

Le train d'atterrissage était d’une conception totalement nouvelle à l’époque puisque de type tandem. Le train principal supportait 85 % de la masse de l’appareil. La roue avant était orientable et l'empattement était de 3,38 mètres. Pour assurer la stabilité au sol de l’avion, des balancines à une roue étaient montées sur chaque saumon d'aile. Ces balancines se rétractaient vers l'arrière dans des carénages d'extrémité.

L'habitacle était pressurisé, avec un pare-brise blindé, un siège éjectable et un blindage d’acier de 8 mm dans le dos du pilote. Le radar était un Korchoun et l'armement était constitué de 2 canons NR-23 de 23 mm avec 80 obus chacun. Le système pneumatique double comportait des bouteilles d’air comprimé chargées à 75 atmosphères, et servait à actionner le train d'atterrissage, les ailerons, les aérofreins et les freins du train d’atterrissage.

Essai en vol et abandon

Yakovlev construisit 2 prototypes du Yak-50. Le premier, le Yak-50-I, avait un indicatif 20 peint sur le coté du fuselage à l’avant, et un 3 peint sur la partie inférieure de la dérive. Le radôme et le dessus du nez étaient peints en noir. Le 15 juillet 1949, les essais en vol de l’appareil débutent avec Anokhine aux commandes, un pilote très expérimenté du LII qui avait déjà piloté les avions rivaux Mig I-320 et Su-15.

Peu après, le Yak-50-II rejoint le programme, avec comme seules modifications un aileron unique sous le fuselage et l'absence d'antenne sur le dos du fuselage. Cet avion avait un indicatif 35, et un 2 peint sur la dérive. Les essais montrèrent que le Yak-50 avait des performances exceptionnelles et des commandes de vol généralement excellentes.

Cependant, l’appareil ne répondait pas aux exigences concernant l'armement qui devait être composé de deux canons de 23 mm et d’un de 37 mm. De plus, le radar développé par l'OKB Slepouchkine était si difficile à utiliser qu'un deuxième membre d’équipage était considéré comme obligatoire.

Au-dessus de Mach 0,92, le roulis hollandais rendait très difficile une visée précise avec les canons. Il était également difficile de faire atterrir l'avion par vent latéral, et sur une piste humide ou glacée le Yak-50 était presque incontrôlable à cause du train monotrace. Yakovlev, malgré tous, utilisera à nouveau le train d'atterrissage en tandem sur les Yak-36, Yak-140, Yak-120 et toute la famille du Yak-25.

En avril 1951, le rapport final d’évaluation recommandait la production en série du La-200. Cependant, depuis novembre 1950, les autorités avaient augmenté les spécifications pour ce programme : il s’agissait maintenant d’atteindre 3500 km d’autonomie, avec un radar bien plus puissant.

Le bureau d’étude Lavotchkine se remit au travail sur le La-200B, Mikoyan par contre, décida de jeter l’éponge, et Yakovlev proposa un appareil radicalement différend du Yak-50, le biréacteur Yak-120 avec moteur AM-5 à compresseur axial montés en nacelle sous les ailes.

Le La-200B reprenait essentiellement la même conception que le La-200, avec des réacteurs du même type, des VK-1A légèrement plus puissants. Le fuselage avait été modifié dans sa section avant en fonction du nouveau radar. L’antenne du nouveau Sokol était d’une taille telle que la section même du fuselage suffisait à peine à la caser, d’où le report de l’alimentation en air en trois prises, une inférieure alimentant le réacteur avant, et deux autres l’arrière.

Le premier vol du Lavochkine La-200B fut effectué le 3 juillet 1952 par Kotchetkov mais l’appareil n’affichait que 2800 km d’autonomie au lieu des 3500 exigés. Il ne fallut pas longtemps pour constater la supériorité du Yak-120, conçu dès le départ en fonction du dernier cahier des charges, et doté de deux réacteurs d’un diamètre bien plus petit que le VK-1, ce qui avait permis de les placer sous voilure, libérant par la même occasion la totalité du fuselage pour les systèmes et le carburant.

Sources :

• OKB Yakovlev, A history of the design bureau and its aircraft, Yefim Gordon, Dmitriy Komissarov & Sergey Komissarov, Midland Publishing, 2005

Pour reproduire cet appareil :

Page mise à jour le 21/04/2012