Boeing 367-80

Le Boeing 367-80, surnommé Dash 80, est un avion démonstrateur quadriréacteur conçu par la branche commerciale de Boeing afin de servir de prototype pour l'avion de ligne 707 et pour le ravitailleur KC-135. Apparu au début des années 1950, au moment où les turboréacteurs font leur apparition sur les avions civils, le 367-80 est utilisé pour démontrer la supériorité des avions à réaction par rapport à ceux à hélices.

Ne doit pas être confondu avec Boeing 367.

Dash 80

Le Dash 80 passant au-dessus de la péninsule Olympique dans l'État de Washington avec le lac Cushman, le Puget Sound et le mont Rainier en arrière-plan.
Rôle Prototype d'avion de ligne à réaction
Constructeur Boeing
Premier vol
Mise en service 1954
Retrait 1969
Coût unitaire 16 millions de dollars
Production 1954
Dimensions
Longueur 39,2 m
Envergure 39,63 m
Aire alaire 223,2 m2
Masse et capacité d'emport
Max. au décollage 72,6 t
Motorisation
Moteurs 4 turboréacteurs Pratt & Whitney JT3
Poussée unitaire 44,5 kN
Poussée totale 178 kN
Performances
Autonomie 5 680 km
Plafond 13 100 m
Charge alaire 325 kg/m2
Rapport poussée/poids 0,3

Construit en moins de deux ans à partir de 1952 dans l'usine Boeing de Renton, pour un coût de 16 millions de dollars, le 367-80 intègre plusieurs caractéristiques du bombardier à réaction B-47 Stratojet, dont la voilure en flèche et les réacteurs dans des nacelles suspendues sous les ailes, caractéristiques qu'incorpore également le B-52 Stratofortress. Le Dash 80 peut atteindre une vitesse de 900 km/h et monter à plus de 10 000 m d'altitude ; sa distance franchissable est de plus de 5 000 km.

Exemplaire unique construit pour les besoins de démonstration, le Dash 80 est présenté pour la première fois en et effectue son premier vol le et sera utilisé au cours de sa carrière pour de nombreux essais jusqu'en 1970. Les 707 et KC-135, qui en sont dérivés sont construits à plus de 1 800 exemplaires et plusieurs continuent de voler en 2019. Le 367-80 est exposé depuis 2003 au Steven F. Udvar-Hazy Center de la Smithsonian Institution, sur l'aéroport international de Washington-Dulles en Virginie.

Conception et développement

À la fin des années 1940, deux développements encouragent Boeing à envisager la construction d'un avion de ligne à réaction. Le premier est l'arrivée, fin 1947, du B-47 Stratojet, un bombardier à réaction et à voilure en flèche[1]. Boeing estime que ce programme lui a permis de maîtriser l'aile en flèche ainsi que le placement des moteurs dans des nacelles[1]. Le second est le vol inaugural, en 1949, du premier avion de ligne à réaction au monde, le de Havilland Comet[2]. Avec une vitesse de croisière de 800 km/h, il permet de réduire de façon significative les temps de trajet par rapport aux avions à hélice. Durant l'été 1950, Bill Allen (en), le président de Boeing, dirige une délégation de la société en Angleterre, où il voit le Comet en vol lors du salon aéronautique de Farnborough. Il visite également l'usine de Havilland, à Hatfield dans l'Hertfordshire, où les Comet sont en cours de construction. Boeing considère qu'il possède les technologies clés qui lui permettraient d'améliorer à la fois les performances et la maintenance des moteurs du Comet.

En 1950, Boeing produit provisoirement un cahier des charges pour un avion de ligne à réaction, désigné modèle 473-60C[3]. Cependant, les compagnies aériennes ne sont pas convaincues[4], car elles n'ont aucune expérience dans le transport à réaction, et misent sur le succès des avions à moteur à pistons, comme le Douglas DC-4, DC-6, Boeing 377 et Lockheed Constellation. Il se pose également un problème plus important : Boeing a l'expérience de la vente à l'armée mais ne connait pas les mêmes succès avec les avions civils[2]. Ce marché est à l'époque dominé par Douglas qui choisit de répondre aux besoins des compagnies aériennes en affinant et en développant sa gamme d'avions à hélice. En 1950, Douglas est affairé à la commercialisation prochaine du DC-7. Boeing décide que la seule façon de surmonter la méfiance des compagnies aériennes à l'égard de l'avion de ligne à réaction est de leur montrer un avion terminé[5].

Pour le premier exemplaire d'une nouvelle génération d'avions de transport de passagers, Boeing a voulu un numéro de modèle soulignant la différence par rapport à ses avions à hélices précédents[6], qui portent des numéros de série dans les 300. Les séries 400, 500 et 600 étant déjà utilisées par des missiles et d'autres produits, Boeing décide que les avions de ligne à réaction porteraient des numéros de la série 700 et que le premier serait le 707[7]. Cependant, juste après l'approbation du programme, Boeing opte pour une tactique de désinformation visant à tromper ses concurrents en changeant la désignation de son appareil[6]. « 367 » est le numéro de modèle du C-97 Stratofreighter, un avion de génération précédente auquel le Dash 80 ne doit rien[4], bien qu'il ait le même diamètre de fuselage (3,33 m) et que le pli du fuselage du 367 soit aplani[8]. Bien que le projet soit annoncé sous le nom de modèle 707, le prototype est simplement appelé le -80, ou Dash 80[6].

Au début de 1952, les dessins sont complets et, en avril 1952, le conseil d'administration de Boeing approuve le programme de construction. Celle-ci débute en novembre dans une section cloisonnée de l'usine Boeing de Renton, dans l'état de Washington[9]. Comme il s'agit d'un prototype de démonstration, il n'y a pas de certification, aucune ligne de production et la plupart des pièces sont fabriquées sur mesure.

Descriptif technique
Le Boeing 367-80 au roulage à Boeing Field ; le train d'atterrissage tricycle est mis en évidence, de même que les réacteurs ; les quelques hublots sont également visibles.

Vue d'ensemble

Le Boeing 367-80 est un monoplan de construction entièrement métallique. La voilure reprend les caractéristiques de celle du B-47, notamment la flèche de 35° ; toutefois, celle du 367-80 est placée en position basse par rapport au fuselage; elle a un dièdre positif et sa structure est plus rigide ; l'empennage est de type conventionnel, en T inversé. Les quatre turboréacteurs, des Pratt & Whitney JT3P développant 42,3 kN de poussée à sec, ou 48,9 kN avec injection d'eau, sont placés dans des nacelles séparées suspendues sous les ailes.

Le fuselage, long de 38,96 m, large de 3,35 m et mesurant 4,17 m de haut, est de forme bilobée, avec un lobe inférieur plus petit que le supérieur et le pli entre les deux aplani. Le plancher de la cabine se situe au niveau de la jonction des deux lobes. Au sol, le poids de l'avion est réparti sur un train d'atterrissage tricycle ; ce dernier est constitué de deux bogies de quatre roues pour le train principal, placés sous les ailes et qui se rétractent vers l'intérieur, dans le lobe inférieur du fuselage.

Systèmes

Les dispositifs hypersustentateurs du 367-80 se composent de volets Fowler sur le bord de fuite des ailes. Ils sont disposés de façon à ne pas être soufflés par les gaz des réacteurs. Pour le contrôle en roulis, afin de limiter les contraintes, le Dash 80 est équipé de deux types d'ailerons : intérieurs et extérieurs. Les premiers, près de l'extrémité de l'aile, sont utilisés à basse vitesse, lorsque les volets sont baissés ; en raison des contraintes générées sur la structure par effet de bras de levier, les ailerons intérieurs, plus près de l'emplanture, prennent le relais à grande vitesse. Sur l'extrados, des destructeurs de portance, ou spoilers, aident au contrôle en roulis et permettent de plaquer l'avion au sol à l'atterrissage.

Intérieur

L'accès à l'intérieur de l'avion peut se faire par trois portes : deux grandes portes cargos installées sur le côté gauche du fuselage, une en avant de la cabine et l'autre en arrière, ainsi qu'un petite porte l'accès sur le lobe inférieur du fuselage, à l'avant, sur le côté droit, qui permet d'accéder à la cabine par une trappe aménagée dans le plancher. L'équipage du cockpit se compose de trois membres : commandant de bord, copilote et officier mécanicien navigant. Ce dernier dispose d'un panneau d'instrumentation mobile. L'intérieur de l'avion n'est pas équipé comme une cabine d'avion de ligne ; il n'y a pas de siège et seulement quelques hublots répartis sur toute la longueur du fuselage : quatre sur le côté gauche et huit sur le côté droit, dont cinq en avant du bord d'attaque de l'aile ; néanmoins, le revêtement intérieur se compose d'un revêtement en contreplaqué de base utilisé pour abriter les instruments nécessaires aux essais en vol. Le fuselage, large de 3,35 m, doit permettre l'installation de rangées de cinq sièges : deux d'un côté et trois de l'autre.

Histoire opérationnelle

Premiers essais
Le Boeing 367-80 à sa sortie d'usine, à Renton, le  ; il effectue son premier vol deux mois plus tard, le . Un avion ravitailleur KC-97 en cours d'assemblage final est visible dans le hangar, à l'arrière-plan.

Assemblé à l'usine Boeing de Renton, le Dash 80 sort d'usine le avec quelques semaines d'avance sur le calendrier, deux ans seulement après l'approbation du projet, et 18 mois après le début de sa construction[10],[11]. Il est ensuite soumis à une série d'essais au sol. Le 22 mai, le train d'atterrissage avant s'efface causant des dommages à la cellule qui seront rapidement réparés[8],[12]. Le vol inaugural a lieu le 15 juillet 1954 avec le pilote d'essai Alvin Tex Johnston et Richard Dix Loesch aux commandes[12],[13]. Le 22 juillet, lors de son septième vol, le Dash 80 vole en formation avec un B-52A afin de simuler un ravitaillement en vol, ce qui conduit à ce que l'Air Force annonce une commande de 29 modèles 717 de ravitaillement qui seront désignés KC-135A ; par la suite, 88 exemplaires supplémentaires sont commandés[14],[15],[16].

De nombreux vols d'essais suivent, au cours desquels le problème le plus important découvert est une forte tendance au « roulis hollandais » - un lacet alternant avec le roulis de rotation. Boeing a déjà une grande expérience de cela, sur le B-47 et le B-52, et a développé un système amortisseur de lacet sur le B-47 qui a pu être adapté plus tard au Dash 80. D'autres problèmes sont trouvés au niveau des moteurs et des freins, ces derniers ayant complètement dysfonctionné lors d'un atterrissage, entraînant un dépassement de la piste qui provoque des dommages à l'appareil[17].

En plus du programme d'essais en vol, Boeing utilise également le Dash 80 pour des vols de démonstration devant des dirigeants des compagnies aériennes et d'autres figures clés de l'industrie. Ceux-ci concentrent leur attention sur la question de l'aménagement de la cabine d'un avion de ligne. Faisant un écart important par rapport à sa pratique habituelle, Boeing missionne l'entreprise de dessin industriel Walter Dorwin Teague pour créer une cabine aussi novatrice que l'avion lui-même[n 1].

Le tonneau barriqué

Dans le cadre du programme de démonstration du Dash 80, Bill Allen (en) invite des représentants de l'Aerospace Industries Association (en) (AIA) et de l'International Air Transport Association au Seattle's 1955 Seafair et aux Gold Cup Hydroplane Races tenues sur le lac Washington, le [18]. Le Dash 80 est programmé pour effectuer un survol simple, mais le pilote d'essai de Boeing, Alvin Tex Johnston, effectue un tonneau barriqué pour montrer les capacités de l'avion[19]. Le lendemain, Bill Allen convoque Johnston dans son bureau en lui disant de ne pas recommencer de telles manœuvres, même si le pilote affirme qu'il n'y a pas de risque. Johnston explique à Allen : « c'est une manœuvre en 1 g. C'est absolument sans danger, mais c'est très impressionnant[20] ».

À ce jour, le seul avion de ligne à quadriréacteur connu pour avoir effectué un tonneau est Concorde, qui en effectue de nombreux au cours des essais, par les pilotes d'essais français et anglais. D'autres avions quadriréacteurs ont effectué des tonneaux barriqués, comme l'Avro Vulcan XA890 qui en réalise le premier jour du salon de farnborough de 1955[21], avec Roly Falk aux commandes, mais il s'agit d'un bombardier. L'histoire du tonneau barriqué apparaît sur une vidéo intitulée Frontiers of Flight - The Jet Airliner, réalisée par le National Air and Space Museum, en association avec la Smithsonian Institution, en 1992[19].

L'héritage du tonneau du 707 perdure : le chef pilote d'essai de Boeing, John Cashman, déclare que juste avant de piloter le Boeing 777 pour son premier vol, le , les dernières instructions de Phil Condit, le président de Boeing, étaient « No rolls » (« Pas de tonneaux »)[22].

Mise en production

Pour le ravitailleur KC-135 le fuselage est élargi pour atteindre 3,66 m (144 in) et Boeing espère construire le 707 avec cette largeur de fuselage. Toutefois, au moment où Boeing commence la production du 707, une modification est faite sur la base de retours d'information d'un responsable de la compagnie qui a étudié le prototype. Cyrus Rowlett Smith, directeur général d'American Airlines, affirme en effet qu'il achèterait l'avion à condition qu'il soit un pouce plus large que le DC-8 de Douglas. Il est par conséquent décidé de concevoir le modèle de production avec six sièges de front et un fuselage plus large (3,76 m, 148 in). Cette décision retarde peu la présentation du modèle de production puisque le 367-80 est en grande partie construit à la main et que peu d'outils de production sont créés pour sa fabrication[23].

Vie en tant qu'avion expérimental
Boeing 367-80 (N70700) atterrissant à l'aéroport d'Oakland, en Californie, en 1965

Après l'arrivée des premiers 707 de production en 1957, le Dash 80 est adapté en avion expérimental général et utilisé par Boeing pour tester de nouveaux systèmes et technologies. L'une des tâches les plus importantes, à la fin des années 1950, est de tester des systèmes pour le nouveau Boeing 727. Ces essais nécessitent l'installation d'un cinquième moteur à l'arrière du fuselage pour simuler le troisième réacteur du 727[4].

D'autres essais portent sur la forme des ailes et des dispositifs hypersustentateurs avec lesquels l'air comprimé issu des moteurs est dirigé sur les volets pour accroître la portance pendant le décollage et l'atterrissage[4].

Dernier vol
Le Boeing 367-80 au Steven F. Udvar-Hazy Center

En 1969, après 2 350 heures et 1 691 vols, l'appareil est retiré du service[24]. Le , Boeing en fait don au Smithsonian Air and Space Museum, qui l'avait désigné comme l'un des douze appareils les plus importants de tous les temps[24],[25]. Pendant les dix-huit années suivantes, comme le musée ne possède alors pas de hangar suffisamment grand pour l'accueillir, l'avion est entreposé dans le cimetière d'avions attenant à la Davis–Monthan Air Force Base à Tucson, avant de retourner chez Boeing en 1990 pour y être restauré[26] Le dernier vol du Dash 80 se fait vers l'aéroport international de Washington-Dulles, le . Il est mis en exposition au Steven F. Udvar-Hazy Center, une annexe du National Air and Space Museum de la Smithsonian Institution, située à proximité de l'aéroport de Washington-Dulles à Chantilly[27].

Caractéristiques techniques

Les caractéristiques du 367-80 sont celles de l'avion dans sa configuration initiale, avant les modifications qu'il subira au cours de sa carrière. Celles du 707-120 et du KC-135A sont données à titre de comparaison.

367-80 KC-135A 707-120
Équipage du cockpit Trois Trois Trois ou quatre
Longueur du fuselage 38,96 m 44,22 m
Envergure
Hauteur
Largeur × hauteur du fuselage 3,35 m × 4,17 m[28] 3,66 m × 4,22 m[28] 3,76 m × 4,33 m[28]
Motorisation (×4) Pratt & Whitney JT3P[29] P&W JT3C-6[29] P&W J57-P-59W[29]
Poussée unitaire
Distance franchissable 5 700 km 13 960 km 4 560 km
Vitesse de croisière 885 km/h 815 km/h 920 km/h
Vitesse maximale 940 km/h 960 km/h 1000 km/h

Sources : Dominique Breffort[30], René Jacquet-Francillon[31], Alain Pelletier[29],[32] et Richard Smith[33].

Notes et références

Notes
  1. Les relations de Boeing avec Walter Dorwin Teague continuent en 2011.

Références
  1. Breffort 2008, p. 6.
  2. Breffort 2008, p. 7.
  3. Irving 1994, p. 166.
  4. (en) National Air and Space Museum, (Smithsonian Institution), « Boeing 367-80 Jet Transport », sur airandspace.si.edu (consulté le ).
  5. Irving 1994, p. 167–169.
  6. Breffort 2008, p. 9.
  7. Irving 1994, p. 171.
  8. Tony Pither, 1998, p. 12.
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  10. Irving 1994, p. 173.
  11. Flight International, 28 mai 1954, p. 697-698.
  12. (en) « Off to a good start », Flight, vol. 66, no 2374,‎ , p. 125 (ISSN 0015-3710, lire en ligne).
  13. Breffort 2008, p. 11.
  14. Breffort 2008, p. 139.
  15. Pelletier 2008, p. 131.
  16. Francillon, février 2003, p. 74.
  17. Irving 1994, p. 179.
  18. (en) Don Duncan, « Barrel Roll In A 707? History-Making Pilot Ends Silence », The Seattle Times, Seattle (état de Washington), The Seattle Times Company,‎ (ISSN 0745-9696, OCLC 9198928, lire en ligne, consulté le ).
  19. (en) « Video interview with Tex Johnston about barrel roll », sur aviationexplorer.com (consulté le ).
  20. (en) « It's Possible to Roll This Airplane » [« Il est possible d'effectuer un tonneau avec cet avion »], Flying Magazine, vol. 135, no 5,‎ , p. 48-51 (lire en ligne, consulté le ).
  21. Laming 2002, p. 48.
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  23. (en) « 707 family », sur boeing.com (consulté le ).
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  26. René Jacquet-Francillon, octobre 2002, p. 75.
  27. (en) Smithsoneon Institute, « Historic Boeing Dash 80 Aircraft Makes Final Flight to Dulles for Display at National Air and Space Museum's Companion Facility, the Steven F. Udvar-Hazy Center », sur National Air and Space Museum (consulté le ).
  28. René Jacquet-Francillon, octobre 2002, p. 70-71.
  29. Alain Pelletier, 2008, p. 247.
  30. Dominique Breffort, 2008.
  31. René Jacquet-Francillon, octobre 2002, p. 69.
  32. Alain Pelletier, 1993, p. 25.
  33. Richard Smith, 1998, p. 45.

Voir aussi

Dérivés

Avions comparables

Bibliographie

 : document utilisé comme source pour la rédaction de cet article.

Ouvrages
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Articles
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