La profession de pilote d’essais : le système d’armes (partie 1)

Sans rentrer trop dans le détail pour ne pas être rébarbatif, voici quelques éléments sur les problèmes rencontrés et les techniques employées pour la mise au point du système d’armes d’un avion de combat.

Afin de mieux comprendre, précisons d’emblée que le système d’armes c’est, pour simplifier, ce qui fait la différence entre un avion de transport supersonique monoplace et un avion destiné au combat.

Qu’est ce qu’un système d’Armes ?

Le système d’armes c’est une multitude d’équipements tels que des capteurs actifs : le radar, la désignation ou la télémétrie laser par exemple. Mais aussi des capteurs passifs : les caméras de télévision qui travaillent soit dans le spectre visible, soit le proche infra-rouge, ou encore dans l’infra-rouge plus lointain (FLIR « Forward Looking Infra-Red ») pour « voir » la nuit ce que permettent également les « tubes » amplificateurs de lumière (JVN « Jumelles de Vision Nocturne »).

système d’armes
Installation d’auto directeur de missile Magic2 pour des essais de mise au point en vol sur avion NF11 Météor no14 » au CEV de Cazaux

Plus récemment, les « Visuels » ou « désignateurs » du casque pilote sont venus se rajouter au système d’armes pour améliorer la rapidité et l’efficacité des actions pilote. Le système d’armes comprend aussi  les RWR, « Radar Warning Receiver «  qui informent l’équipage du type de radar qui les recherche  ou qui  « accroche » l’avion : Les brouilleurs électromagnétiques ou infra-rouge vont contrer une menace, il y a les Pods de reconnaissance optiques ou électromagnétiques et les réservoirs supplémentaires de carburant y compris le système de ravitaillement en vol.
Les armements sont la dernière « composante » de la chaîne constituant le système d’armes: les missiles, qu’ils soient air/air ou air/sol, les bombes balistiques ou guidées, les roquettes, les canons de bord.

Tous ces équipements, dont la liste est loin d’être exhaustive, doivent être mis au point de façon individuels avant d’être installés à bord de l’avion de combat. Il est facile de comprendre que cette mise au point prend du temps et se fait bien en amont de la phase de mise au point de l’avion d’armes qui les utilisera.

Essais des équipements

Cette mise au point se fait sur différents avions de servitude que l’on appelle communément des avions d’essais, bancs volants  ou « Flight Test Bed ».
Ces avions, choisis en général pour leur enveloppe de vol adaptée à l’équipement, sont modifiés pour devenir capables d’accueillir l’équipement en essais et l’installation de mise en œuvre et de mesures (ou « installation d’essais ») associée..

Si nécessaire, on peut choisir un avion capable en plus d’emporter un second membre d’équipage qualifié ingénieur ou expérimentateur d’essais en vol (autres spécialités du personnel navigant d’essais). Ce spécialiste sera alors en charge des mesures effectuées en vol tout en assistant le pilote dans la conduite de l’essai (rappel des points d’essais successifs à réaliser, validation du bon fonctionnement de l’équipement en essai pendant chaque passe de mesure, etc).

système d’armes
Avion Falcon 20 utilisé pour des essais radar

Pendant longtemps des avions tels que le NF11 Météor, qui date de la fin de la deuxième guerre mondiale, les Vautours B et N ou Camberras, ou encore les business jet tels que le Mystère 20 ont été conservés. Très pratiques pour la réalisation de ces adaptations, ils offraient la possibilité d’un équipage multiple ainsi qu’une bonne autonomie.

Pour chaque équipement une installation spécifique était conçue et intégrée; elle comprenait, autant que nécessaire, des modifications de structure pour implanter le matériel en essais. Mais aussi des moyens d’alimentation et de conditionnement, des interfaces de commande et de contrôle, sans oublier l’acquisition, la datation et l’enregistrement des mesures. Les chantiers, dédiés, étaient longs et coûteux. Chaque équipement est ainsi traité, ce qui fait que de nombreux vols d’essais sont effectués pour en faire la mise au point avant d’être plus tard monté sur l’avion d’armes.

Bien qu’il s’efforce de suivre un programme d’essais progressif et cohérent, le constructeur peut améliorer entre chaque vol son équipement et préciser l’évolution de ses besoins à partir des informations recueillies. La fréquence des vols n’est de ce fait pas régulière et la phase de mise au point peut durer longtemps.  Ces contraintes imposent un grand nombre d’avions d’essais pour un seul programme d’avion d’armes.

Les vols sont faits au profit du fabricant de l’équipement ou du sous-système en développement. Le centre d’essais en vol de Cazaux surnommé « centre des farces et attrapes » jouait à cette époque le rôle de « service essais en vol » des fabricants tels que Thomson, ESD, Matra , Rafaut , Alkan, Brandt, Lacroix, Samp etc.. pour leurs nombreux produits. Il a toujours été bien entendu que la réalisation des essais « constructeur « permettait au Centre d’Essais en Vol de se forger un avis sur le matériel (en particulier concernant la mise en œuvre et les performances), avis qui sera consolidé par les phases d’essais étatiques qui pourront être demandés par les services responsables du développement ou les États Majors.

Recherche de modes vibratoires potentiellement très dangereux sur un avion avec des charges sous les ailes.

Pour ces vols le rôle du pilote d’essais est très important car il doit être assez expérimenté pour s’adapter aux caractéristiques des différents avions ainsi modifiés et il devait également avec l’ingénieur d’essais savoir traduire les demandes des constructeurs afin de limiter les risques lors des vols.

Des vols tels que ceux de la mise au point de radio-sonde de missile dont le profil de vol était de raser la mer (Sea Skimmer, AM39 par exemple) ou de fusées de déclenchement de proximité conduisaient à des survols à grande vitesse très près du sol ou de la mer et donc potentiellement très dangereux.

Voler à une hauteur de 30’ ou moins (10 mètres) de la surface de la mer à une vitesse de  450 kts (nœuds) sur un Vautour ne peut s’improviser et il convient d’avoir au moins deux radio-sondes lisibles tout en gardant la tête haute (regarder dehors). La descente à cette hauteur ne peut se faire que graduellement et par une bonne visibilité ; ce cas illustre combien la discipline de l’équipage (ou de l’équipe) d’essais est gage de sécurité : dire pas à pas ce que l’on va faire, faire ce que l’on a dit, dans la mesure du possible se contrôler mutuellement, en respectant strictement le programme établi pour le vol .

Pour la mise au point des fusées de proximité des repères visuels installés sur le champ de tir de Calamar permettaient par alignement a vue de passer à moins de 5, 10 ou 15 mètres successivement au-dessus du dispositif installé sur un pylône de manière suffisamment fiable et répétitive. Nous sommes bien au pays des farces et attrapes…

Dans la mise au point de certains équipements, après la phase des essais au sol, la validation ne peut se faire que dans le milieu final, c’est-à-dire en vol avec des vibrations, du facteur de charge , la pression dynamique de l’air, la pluie, la grêle, l’air chaud et froid et une certaine dynamique dans l’évolution des paramètres. Il faut donc absolument voler dans des conditions représentatives de l’emploi final.

Je me souviens d’un vol où le constructeur demandait que l’on passe dans une averse de grêle afin de tester la résistance de la protection d’un auto-directeur. Un jour d’été l’orage idoine ayant été repéré je m’y suis précipité avec un Méteor et en suis ressorti avec un avion entièrement bosselé et sans les carénages en bois des deux  réacteurs qui, eux, n’avaient pas résisté comme l’auto-directeur… Le pire été évité par pur hasard ce jour là…

système d’armes
Le Fokker 100

Aujourd’hui, avec toute l’expérience accumulée, les progrès de la « Stimulation »  et de la simulation sont tels qu’à ce type de parc d’avions d’essais succèdent des avions à tout faire.

Le Centre d’essais en Vol français vient tout récemment d’acquérir un « Fokker 100 » entièrement équipé « eau, gaz, électricité » (l’avion fourni l’énergie, le refroidissement et les données « utiles comme la position, l’altitude, les vitesses, etc.), à charge pour les industriels concernés de fournir leur équipement avec son installation d’essais associée qui doit récupérer les « fournitures » avion.

Le but est d’avoir une plate-forme qui pourra accueillir sans modifications lourdes et facilement tous les équipements à mettre au point ainsi que tous les personnels utiles à cette tâche. Les derniers Mystère 20 bancs d’essais ont vécu…

Auteur : Henri de Waubert de Genlis

Henri de Waubert de Genlis est expert en aéronautique militaire ; les systèmes d'armes en particulier. Ancien officier de l'armée de l'air, il a été pilote d'essai sur Mirage F1 et Mirage 2000.

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