McDonnell Douglas F/A-18 Hornet - Définition

Introduction

McDonnell Douglas F/A-18C Hornet
Vue de l'avion
Constructeur	McDonnell Douglas
Rôle	Avion multirôle
Premier vol	18 novembre 1978
Mise en service	7 janvier 1983
Date de retrait	Toujours en service
Coût unitaire	35 millions de dollars
Nombre construit	Plus de 1 500
Équipage
1
Motorisation
Moteur	General Electric F404-GE-402
Nombre	2
Type	Turboréacteurs à double flux
Poussée unitaire	79 kN
Dimensions
Envergure	11,43 m
Longueur	17,07 m
Hauteur	4,66 m
Surface alaire	37,16 m²
Masses
À vide	11 200 kg
Avec armement	16 850 kg
Maximale	23 400 kg
Performances
Vitesse maximale	2 203 km/h (Mach 1,8)
Plafond	15 240 m
Vitesse ascensionnelle	15 000 m/min
Rayon d'action	535 km
Armement
Interne	1 canon rotatif M61A1/A2 Vulcan de 20 mm
Externe	6 215 kg de charge (armement air-sol, air-air ou antinavires)
Avionique
Commande de vol électrique, affichage tête haute, HOTAS, radar AN/APG-65 ou APG-79, radar thermique à balayage frontal (FLIR)
modifier

Le McDonnell Douglas F/A-18 Hornet est un avion de combat multirôle américain, initialement destiné à être embarqué à bord de porte-avions. Mis en service au début des années 1980, il a pour l'instant été construit à plus de 1 500 exemplaires et exporté vers une petite dizaine de pays utilisateurs.

Depuis 1987, il est utilisé par la patrouille acrobatique des Blue Angels de l'US Navy.

Conception

Du Cobra au Hornet

YF-17

Le F/A-18 Hornet a pour ancêtre le P-530, un prototype destiné à être le successeur du célèbre F-5 Freedom Fighter de Northrop. Le P-530 reçu rapidement le surnom de "Cobra", et fut à l’origine conçu pour être un chasseur multirôle relativement léger et d’un prix raisonnable, capable d’effectuer des missions d’attaque au sol aussi bien que d'assurer la supériorité aérienne.

En janvier 1971, un appel d'offres est lancé dans le cadre du projet Light Weight Fighter visant à doter l'USAF d'un chasseur léger de 9 tonnes dans le cadre d’un démonstrateur technologiques. Ce programme (LWF) ne devait être qu’une évaluation d’un chasseur léger sans commande de la part du Pentagone. Cinq concurrents se présentent : Boeing, General Dynamics, Ling-Temco-Vought, Lockheed et Northrop, avec son P-530 devenu entretemps le P-600. Le 13 avril 1972, deux projet sont retenus : General Dynamics avec le YF-16 et Northrop LWF avec le YF-17. Un prototype de chaque avion est commandé pour évaluation. En 1974, dans le cadre d’un projet OTAN, la Belgique, le Danemark, la Norvège, et les Pays-Bas étaient à la recherche d’un chasseur léger devant remplacer les F-104. Le gagnant de la compétition LWF avait de fortes chances de remporter le marché OTAN (1973). Les concurrents étaient le YF-16 et YF-17 auxquels sont venus s’ajouter, le Mirage F-1E et le Saab JA-37. Des lors, avec une commande potentielle de plus de 800 appareils de combat, l’USAF modifia la fiche programme LWF et lança le Programme ACF (Air Combat Fighter) devant compléter le McDonnell Douglas F-15 Eagle. Le YF-16 fut choisi par l’OTAN et, le 13 janvier 1975, l'USAF annonça que le YF-16 avait le programme ACF.

De son côté, l'US Navy recherchait à la fois un successeur à ses A-7 Corsair II et F-4, mais aussi un complément voire un possible remplaçant au tout nouveau F-14 Tomcat qui n'était pas sans poser des problèmes. Des demandes de propositions furent envoyées à six constructeurs (dont General Dynamics, Northrop et McDonnell Douglas), mais le Congrès imposa en 1975 de choisir entre le YF-16 et le YF-17. En collaboration avec Vought, General Dynamics proposa une version aéronavale du YF-16. Northrop s'associa de son côté avec McDonnell Douglas pour une version adaptée du YF-17. Le YF-16 avait été retenu par l'USAF à cause de son meilleur rayon d'action et de l'utilisation du moteur F-100, le même que celui des F-15. Mais la formule biréacteur du YF-17 convenait d'avantage à l'US Navy et ce projet fut retenu en 1976.

Ne retenant que la configuration générale du YF-17, le futur Hornet est en fait un avion complétement différent qui pèse près de 5 tonnes plus lourd. Au départ, il était prévu qu'il soit produit en deux versions : le F-18 optimisé pour le combat aérien et le A-18 pour les attaques au sol. Il est très rapidement devenu évident qu’un même avion pourrait accomplir les deux tâches, il fut donc renommé F/A-18.

F/A-18 au décollage avec la postcombustion

La première génération

Le F/A-18A fit son premier vol le 18 novembre 1978, piloté par le pilote d'essais en chef de McDonnell Douglas Jack Krings. Ce vol fut effectué à partir de l'usine de fabrication d'avions de McDonnell à Saint Louis. Les tests des premiers appareils construits (9 monoplaces et 2 biplaces) furent effectués au Naval Air Test Center, dans le Maryland. Ce fut le programme le plus problématique et le plus coûteux qu'ait jamais entrepris la Navy, en partie à cause de l'inflation de la fin des années 1970, qui causa d'inévitables surcoûts et de périodiques tollés du Congrès réclamant l'annulation du programme dans son intégralité. Toutefois la conception du F/A-18 "Hornet" surmontera toutes les difficultés et le premier escadron opérationnel fut le VMFA-314 de l'US Marine Corps, basé à la base aérienne El Toro en Californie, en janvier 1983. De son côté, l'US Navy déclara le VFA-113 opérationnel en mars de la même année.

380 F/A-18A et B furent construits, en comptant les neufs avions RDT&E (études, recherches, essais et évaluation) qui furent utilisés lors du programme de tests. Ils furent suivis en 1987 par les F/A-18C et D dotés d'une avionique modernisée et capable de tirer le missile AIM-120 AMRAAM, puis de capacités nocturnes améliorées. A partir de 1991, les Hornet ont reçu un réacteur F404 amélioré offrant 20 % de puissance supplémentaire.

Le dernier des 1 479 F/A-18 de 1^re génération A/B/C/D a été livré en septembre 2000. Leurs performances ont été décevantes pour l'US Navy : autonomie très limitée en charge, problème de vibrations au niveau de la voilure, etc. Ce constat a entraîné la construction d'une nouvelle version (en fait, d'un nouvel avion étant donné la taille fortement accrue de l'appareil), le F/A-18 E/F "Super Hornet" (voir ci-dessous)

La seconde génération

Au début des années 1990, suite à l'abandon du A-12 Avenger II et à l'adaptation du F-22 Raptor à l'emploi depuis un porte-avions, McDonnell Douglas proposa en remplacement un projet baptisé "Hornet 2000". Bien que reprenant la formule éprouvée du F/A-18 Hornet, il s'agissait en fait d'un avion entièrement nouveau avec :

• une structure agrandie pour augmenter la capacité en carburant interne de 33 % ;
• une structure et un train d'atterrissage renforcés pour permettre d'augmenter la masse maximale au décollage et à l'atterrissage ;
• deux pylônes supplémentaires pour l'emport de charges ;
• de nouveaux réacteurs General Electric F414 offrant 20 % de puissance supplémentaire.

Re-désigné F/A-18E Super Hornet (F/A-18F pour la version biplace), le prototype de cette version a volé pour la 1^re fois le 29 novembre 1995. Elle est facilement reconnaissable à ses entrées d'air rectangulaires, et non arrondies comme sur les Hornet de première génération. Son avionique est commune à 90 % avec celle du F/A-18C Hornet, même si le poste de pilotage a été partiellement modifié. Dans la seconde tranche de production (le block 2), l'US Navy a prévu une refonte complète du poste de pilotage et de l'avionique de ses Super Hornet, comme le radar (APG-73) qui, bien que modernisé, accusait tout de même près de 20 ans d'existence. Le Super Hornet commence à emporter le nouveau radar APG-79 à antenne active depuis 2007, et les F/A-18 E et F livrés après 2004 en seront dotés en rétrofit; les machines livrées avant cette date n'ayant pas un radôme suffisamment volumineux pour recevoir ce nouveau radar.

Un F/A-18E Super Hornet

Prototype du futur F/A-18G Growler

Le Super Hornet a commencé à entrer en service dans l'US Navy en 1999, pour remplacer le F-14 Tomcat. C'est l'un des rares programmes d'armement contemporains à avoir respecté les délais et le budget prévus. Environ 450 exemplaires étaient initialement prévus, mais ce nombre a été réduit à environ 210 avions. La Royal Australian Air Force a commandé 24 exemplaires en 2007 pour environ 6 milliards de dollars australiens (3,1 milliards de dollars US), qu'elle recevra à partir de 2010. Une version spécialisée pour la guerre électronique, le F/A-18G "Growler", doit remplacer dans quelques années le vénérable EA-6B "Prowler".

Moteurs

Test d’un réacteur F-404-GE-402 de F/A-18 à bord d’un porte-avions

Les moteurs proposés pour le F/A-18 "Hornet" étaient les turboréacteurs à double flux avec postcombustion GE YJ-101 expérimentaux, que la Navy redésigna en tant que F-404. Les moteurs F-404 installés sur le Hornet ont à peu près la même poussée que le General Electric J79 des F-4 mais sont deux fois moins lourds, un tiers plus courts, ont 40 % de pièces en moins, sont quatre fois plus fiables, ne produisent pas de fumée et ont une meilleure plage de fonctionnement. Le F/A-18 "Hornet" peut atteindre un angle d'attaque de plus de 90°, avec un angle de glissade de 45°. Le J79 fut l'un des meilleurs moteurs de son époque, mais le nouveau F-404 montra combien la technologie avait progressé.

Le F/A-18 "Hornet" possède aussi un système d'auto-démarrage grâce à une unité d'alimentation auxiliaire (APU) qui entraîne le démarreur de la turbine du AMAD (Airframe Mounted Accessory Drive) et transfère le flux d'air dans les moteurs pour le démarrage. Le circuit de carburant possède deux réservoirs indépendants auto-étanches et deux conduites de carburant à l'intérieur de ceux-ci, auto-étanches elles aussi. Les fluides hydrauliques du F/A-18 Hornet sont ininflammables et circulent dans deux systèmes totalement isolés, chacun d'eux possédant deux parties indépendantes. Le système permet un arrêt automatique de n'importe quelle partie défaillante.

Afin de faire face à la prise de poids des modèles E et F, la Navy a demandé le développement d'un nouveau moteur, le F414, afin de permettre au Super Hornet de retrouver la vitesse et la maniabilité qui caractérisait les Hornet. Ce nouveau réacteur commence à être mis en place sur les chasseurs de la marine américaine et sera livré de série à l'armée australienne.

Technologies embarquées

HUD d’un F/A-18C du VFA-151

Le cœur du F/A-18 "Hornet" est son cockpit : la possibilité d'emporter une grande diversité d'armes pourrait perdre son impact si le pilote n'était pas capable de les utiliser efficacement. Les technologies numériques permettent de fournir au pilote plus d'informations que dans les deux cockpits du F-4 et celui du A-7 réunis. Tout comme d'autres chasseurs de sa génération, la première source d'information est le HUD (Head Up Display ou collimateur tête haute). Le HUD affiche la vitesse du vent, l'altitude, la vitesse ascensionnelle, l'angle d'attaque, la direction, la vitesse en Mach, les G, une variété d'informations sur les armes embarquées.

Les systèmes de l'avion sont contrôlés grâce aux informations affichées sur trois écrans à tube cathodique, géré à l'aide de vingt boutons poussoirs entourant chacun de ceux-ci. Les avantages d'avoir toutes les informations nécessaires dans le champ de vision immédiat du pilote sont une réduction de la fatigue et une susceptibilité réduite aux vertiges.

Toutes les fonctions de combat air-air et air-sol peuvent être gérées grâce au manche à balai qui porte aussi la manette des gaz (Hands On Throttle And Stick ou HOTAS, devenu depuis un standard dans la conception des avions modernes). La capacité qu'a le pilote d'utiliser ces commandes sans regarder à l'intérieur du cockpit est une avancée considérable, qui permet d'augmenter considérablement la dextérité au combat.

Le cœur du système d'armement du F/A-18 "Hornet" est le radar Doppler multimode Hughes AN/APG-65, remplacé en 1992 par le AN/APG-73. Il fonctionne dans plusieurs modes, incluant l'acquisition au viseur, l'acquisition verticale, et l'acquisition au collimateur durant les manœuvres de combat aérien (ACM ou Air Combat Maneuvering). Ces modes permettent l'acquisition automatique de cibles mouvantes sur une distance de 500 pieds (150 mètres) jusqu'à 5 miles nautiques (9 km). Un autre mode est la visée au canon, qui est un mode de poursuite à courte portée. Les hautes fréquences de répétition des impulsions (PRF) radar Doppler le rendent très efficace lors de la détection à longue portée de cibles mouvantes, indiquant leur vitesse et leur azimut.

Cockpit d'un FA 18 C suisse.

La recherche avec télémétrie (RWS ou Range While Search) utilise les hautes et moyennes fréquences de répétition des impulsions pour détecter toutes sortes de cibles, et le poursuite-balayage simultané (TWS ou Track While Scan) permet de suivre jusqu'à dix cibles et d'en afficher huit. Avec le missile air-air avancé à portée moyenne AIM-120 AMRAAM, le F/A-18 "Hornet" est capable d'attaquer simultanément autant de cibles qu'il a de missiles à tirer. La fonction d'évaluation des raids (Raid Assessment) du radar permet au pilote d'élargir la région centrée sur une seule cible donnant des informations plus détaillées sur le voisinage direct de la cible, ce qui permet au radar de distinguer des cibles très rapprochées.

Lors d'attaques au sol, le radar APG-65, qui possède de nombreux modes dont la cartographie du sol à longue portée, permet d'améliorer la localisation et l'identification des cibles et la gestion des systèmes d'armes et de navigation. Une carte graphique haute résolution combinée avec des modes additionnels du radar, permettent au pilote de détecter et suivre des cibles fixes, mouvantes ou navales et d'utiliser le radar thermique à balayage frontal (FLIR). Un système d'évitement d'obstacles est disponible pour les missions de pénétration à basse altitude de nuit ou par mauvais temps. Un mode de recherche maritime permet de supprimer les échos des vagues en échantillonnant l'état de la mer et en définissant un seuil au dessus des vagues. La désignation des cibles fournit une acquisition automatique dans ce mode; la désignation peut aussi être fournie par le système de poursuite automatique et de marquage laser ou par le radar thermique à balayage frontal.

Ces capacités sont fournies grâce à un processeur totalement programmable, qui effectue 7,2 millions d'opérations à la seconde. L'APG-65 est très fiable, s'étant qualifié en passant avec succès le seuil de 106 heures entre chaque défaillance en moyenne (MTBF), standard défini par les procédures de test de l'armée. Il est composé de plusieurs ensembles remplaçables en atelier, aucune maintenance systématique n'est requise, et le fait est qu'aucun outil spécial de maintenance n'est nécessaire, rendant les réparations plus rapides et plus simples pour les techniciens.

Canon rotatif à six tubes de 20mm M61A1

Bien qu'étant capable de transporter jusqu'à 6 200 kg de matériel militaire, le F/A-18A fut conçu avec seulement une seule arme interne, un canon Vulcan à six tube de 20 mm, placé là où il est le plus précis et le plus fiable, en plein milieu de la ligne médiane sur le nez de l'avion à côté du radar. Le canon Vulcan est capable de tirer jusqu'à 6 000 coups par minute. Cette cadence de tir cause des vibrations, génère beaucoup de chaleur, du gaz et de la fumée, tout ce qui est préjudiciable pour la fiabilité des opérations du radar. Le compartiment radar pouvait être scellé hermétiquement pour empêcher des gaz et la fumée de pénétrer à l'intérieur, le refroidissement pouvait être augmenté, mais se débarrasser des vibrations fut plus compliqué. Cela nécessita l'identification des fréquences de vibration de l'arme, depuis la construction de cloisons dans le but de diminuer leurs effets sur le radar.