Mikoyan-Gourevitch MiG-21 - Définition

Introduction

Mikoyan-Gourevitch MiG-21 bis
Vue de l'avion
Constructeur	Mikoyan-Gourevitch
Rôle	Avion de chasse
Premier vol	1955
Mise en service	1960
Date de retrait	Toujours en service
Nombre construit	* 11 000
Équipage
1
Motorisation
Moteur	Tumanski R-25-300
Nombre	1
Type	turboréacteur avec postcombustion
Poussée unitaire	40,3 kN à sec et 69,65 kN avec PC
Dimensions
Envergure	7,15 m
Longueur	14,40 m
Hauteur	4,12 m
Surface alaire	23 m²
Masses
À vide	5 843 kg
Avec armement	8 726 kg
Maximale	10 400 kg
Performances
Vitesse maximale	2 175 km/h (Mach 2,05)
Plafond	17 500 m
Vitesse ascensionnelle	17 500 m/min
Rayon d'action	1 505 km
Armement
Interne	Un canon bitube GSh-23L de 23 × 115 mm avec 200 coups.
Externe	1 500 kg sur cinq points d'ancrage extérieurs
Avionique
1 radar RP-21
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Le Mikoyan-Gourevitch MiG-21 est un avion de combat soviétique connu aussi sous le code OTAN Fishbed. Avec plus de 11 000 exemplaires construits, il est l'avion à réaction le plus produit de tous les temps. Sa production commença en 1959 et continue encore actuellement (2006).

Très performant et agile, le MiG-21 est cependant peu pourvu en aides électroniques au combat et à la navigation, ce qui en fait un "avion de pilote" dont les résultats au combat dépendent donc grandement des compétences de ce dernier. Malgré ses faiblesses, il est très populaire car son coût relativement bas a permis à de nombreuses armées de l'air de disposer d'un premier chasseur supersonique.

Conception

En URSS

Les tâtonnements des débuts

La conception du MiG-21 commença en octobre 1953, à la suite à une demande du NII VVS (l'institut scientifique de la force aérienne soviétique) d'étudier un nouvel intercepteur à court rayon d'action doté de très hautes performances dont le besoin était ressenti par les enseignements tirés de la guerre de Corée. Une des missions que ce nouvel appareil devait pouvoir remplir était l'interception du nouveau bombardier américain supersonique le Convair B-58, capable de voler à Mach 2. Les deux bureaux en concurrence, MiG et Soukhoï (le programme d'étude de l'OKB Soukhoï donnera naissance aux Su-7 et Su-9), étaient guidés dans leur choix par une recommandation du TsAGI, l'institut central d'études aéro- et hydrodynamiques, qui suggérait soit une aile en flèche de 57 à 60° soit une aile delta de 50 à 55°. Les essais ne permettaient pas de trancher entre les deux formules. En revanche, ils avaient prouvé que, pour que la traînée soit minimale, l'aile devait être montée à peu près au milieu du fuselage.

Côté moteur, le bureau de Mikoyan était très attaché à ceux du bureau d'études dirigé par A. A. Mikouline, auquel succéda en 1956, S. K. Toumanski. Le précédent MiG-19 avait employé par exemple leur RD-9 et on décida d'utiliser pour le nouvel avion le tout nouveau RD-11 que Toumanski mettait au point depuis 1954. Le RD-11 devait atteindre 5100 kg de poussée avec la postcombustion, à comparer avec les 3250 kg du RD-9, ce qui était suffisant pour envisager un monoréacteur. L'OKB Mikoyan lança alors une série d'avions préfixés E (pour Experimentalnii, экспериментальный) pour tester les formules possibles, les premiers étant motorisés par des RD-9E. Le RD-11 (renommé entre temps R-11 suite au changement de chef de bureau d'étude) ne sera en effet prêt qu'en 1956.

Un premier prototype, le E-2 avec une configuration d'aile en flèche, aurait volé le 14 février 1954 (certaines sources annoncent 1955 et l'ingénieur V. Kondratiev parle de 1953). Il fut suivi par trois E-50, propulsés eux aussi par un Mikouline RD-9 mais assistés par un moteur fusée Doutchkine ZhRD S-155 employant le kérosène du réacteur et de l'acide nitrique comme comburant et dont la chambre de combustion était située à la base de la dérive. Le premier vola en juin 1955 avec le pilote Moukhine mais, quelque temps après, par suite d'une extinction du réacteur à l'atterrissage, le pilote fut blessé et l'avion détruit. Les essais continuèrent avec le deuxième E-50, piloté par V. P. Vazine. Ce dernier, le 17 juin 1957, réussit à atteindre Mach 2,33 et une altitude soutenue de 25 600 mètres, ce qui lui valut la récompense de Héros de l'Union soviétique. En 1958, le troisième E-50 fut transformé en E-60, par la modification de l'entrée d'air et de l'arrière du fuselage, ainsi que par le montage d'un R-11F-300 de 5750 kg de poussée. Il vola alors à 2640 km/h.

En 1956, le R-11 étant enfin disponible, il fut monté dans le nouveau E-2A qui, comme ces prédécesseurs, possédait une aile en flèche rappelant celle des MiG-19 et deux quilles inclinées à 45° sous le moteur. En revanche, deux énormes cloisons à demi-envergure des ailes ramenaient le flux d'air vers le réacteur, et il introduisait aussi une verrière originale formée d'une seule pièce basculant vers l'avant. Il vola pour la première fois le 22 mars 1956 piloté par Grigorii Sedov et, par la suite, il réussit à atteindre une vitesse maximum de 1900 km/h soit Mach 1,79.

Le 16 juin vola le premier modèle équipé d'une aile delta, le E-4/1, toujours équipé d'un RD-9. Même si les performances attendues n'étaient pas très élevées, il fut cependant décevant avec une vitesse de pointe inférieure à celle d'un MiG-19 de série. Le second prototype E-4/2 fut alors consacré à des essais pour déterminer les causes de cette déception. Après plusieurs changements sur les cloisons d'ailes, en autres, on s'aperçut qu'en fait le problème de traînée venait de l'arrière du fuselage (les E-2 étaient donc aussi affectés par le problème). Aux alentours de septembre 1958, l'un des E-4 fut remotorisé par un R-11S de 5100 kilogrammes de poussée, sous le nom de E-5 et approcha Mach 2. Il se révélait légèrement supérieur au E-2A en manœuvrabilité, taux de montée et capacité en carburant et, même si la différence était relativement peu importante, l'OKB Mikoyan et le NII VVS, décidèrent alors de privilégier la formule avec ailes delta.

La première série

En 1957, Mikoyan OKB avait préparé le successeur du E-5, le E-6 : cette fois il ne s'agissait plus d'un démonstrateur, mais d'un véritable prototype d'avion de chasse. Il était motorisé avec un R-11S et doté d'ailes delta avec une flèche de 57°, avec une seule quille ventrale au centre du fuselage et une aile légèrement abaissée. Le premier prototype commença ses essais le 20 mai 1958 avec beaucoup de succès, atteignant Mach 2,05 à l'altitude de 12 000 mètres. Mais, le 28 mai, le pilote d'essai Nefedov se tua après avoir perdu le contrôle de l'appareil, les commandes de vol ayant été endommagées par une panne moteur. L'ingénieur Rostislav A. Belyakov suggéra alors de doubler tous les circuits de commandes. Le deuxième E-6 qui vola, juste après l'accident, avait perdu les six cloisons d'aile des E-4 et 5 remplacées par deux cloisons très fines situées à la séparation des ailerons et des volets. En décembre, le troisième E-6 fut achevé. Parallèlement, la production de trente MiG-21F fut alors lancée à l'usine de Gorki et ils furent livrés aux VVS pour évaluation.

Le troisième E-6 fut alors optimisé en machine de record sous le nom de E-66. Piloté par Mossolov, il établit un record du monde de vitesse sur des circuits de 15 et 25 km avec une moyenne de 2388 Km/h, le 31 octobre 1959 (le premier record de vitesse de l'URSS). Le 16 septembre 1960 fut établi un nouveau record avec 2148 Km/h sur 100 km. Le E-66 établit aussi un record d'altitude avec l'appoint d'un moteur fusée U-2, atteignant 34714 mètres le 28 avril 1961. Par la suite, un autre avion fut utilisé comme machine de compétition : le E-166, propulsé par le futur réacteur du Mikoyan-Gourevitch MiG-25. Cet avion établit un record du monde de vitesse avec 2681 km/h en 1961, puis un d'altitude avec 22670 m en 1962.

MiG-21F-13 Fishbed C

Entre temps, le E-6T, avait été conçu : c'était le prototype de la véritable première série, le MiG-21F-13 qui se caractérisait par l'emport possible de deux missiles air-air à guidage infrarouge K-13. Ce nouveau missile était en fait une copie du AIM-9B dont un exemplaire avait été capturé par un chasseur chinois dans lequel il s'était fiché sans exploser. Deux pylônes furent donc ajoutés sous l'intérieur des ailes et, pour limiter le poids de l'armement, un des deux canons de 30 mm fut supprimé. Pour accroître la stabilité, la dérive vit sa corde augmentée. L'équipement comprenait aussi un radio-altimètre et un radiocompas, un collimateur gyroscopique qui était couplé avec un radar télémétrique dans le cône de l'entrée d'air, un système d'identification ami-ennemi SRO-2, un pilote automatique, un siège éjectable et (à partir du 115^e exemplaire) un détecteur d'alerte.

À l'été 1960, l'usine GAZ-31 de Tbilissi commença elle aussi à produire l'avion. Elle se spécialisa par la suite dans la production des modèles biplaces d'entraînement dont le prototype E-6U vola en 1961. Sur cette version, les deux membres de l'équipage disposaient de verrières ouvrant latéralement et de deux sièges éjectables KM-1, plus sûrs. Ce biplace n'a pas d'armement fixe et ses réservoirs ont une capacité plus faible avec 2 400 litres. En 1962, la GAZ-30 de Moscou lança aussi le modèle sur ses chaînes de montage, produisant généralement les versions destinées à l'exportation.

Les versions PF

Dès le début de la production, pour remédier au manque de capacités tout temps, l'équipe de l'OKB Mikoyan travailla à installer un radar dans l'avion, sur le prototype E-7. L'avion devait être produit en série sous la dénomination de type 76 ou MiG-21P (perekhvatchik - intercepteur) mais, le moteur R-11F2-300 avec 5950 kg de poussée étant entre-temps disponible et adaptable, la production démarra directement avec le MiG-21PF (F pour Forsirovanni, boosté). L'équipe s'inspira des travaux réalisés sur les SM-12PM dérivés du MiG-19 : le cône central de l'entrée d'air fut divisé en deux parties, l'une fixe contenant le radar, l'autre capable d'une translation pour régler le flux d'air destiné au réacteur. Pour dégager la place nécessaire, l'entrée d'air fut agrandie, son diamètre passant de 69 à 91 centimètres. Auparavant, le cône avait trois positions réglées manuellement par le pilote, une en dessous de Mach 1,5, une entre Mach 1,5 et 1,9 et une au-dessus. Travaillant sur la différence de pression, un nouveau système réglait automatiquement l'avance du cône pour fournir la meilleure alimentation au moteur. Le radar monté dans celui-ci fut le RP-21 (Code OTAN : "Spin Span") dont l'antenne gyrostabilisée était capable de détecter un chasseur à 20 km et d'accrocher une cible à 10 km (dans la pratique plutôt 13 et 7 km) pour diriger les missiles à guidage radar R-2US (Code OTAN : "AA-2 Atoll"). Le système était cependant très limité, en particulier il était quasiment impossible de détecter une cible volant plus bas et le secteur de balayage ne couvrait que 60° horizontalement et 20° verticalement, si bien que les pilotes se servaient majoritairement des informations fournies par les stations radar au sol. L'équipe de Mikoyan poussa le raffinement aérodynamique en éliminant la couche d'air limite autour du cône en l'aspirant par dépression entre la partie fixe et la partie mobile, et en la rejetant par deux petites trappes au-dessus et au-dessous du nez.

La partie arrière du fuselage fut aussi retravaillée : une arête dorsale relia l'arrière de la canopée à la dérive, on y logea les deux radios (UKV et RS1U) ce qui permit d'augmenter la capacité en carburant interne à 2 850 litres en augmentant le nombre et la taille des réservoir de fuselage. Dans la pratique, ces réservoirs ne purent jamais être remplis complètement car ils entraînaient une instabilité à basse vitesse en déplaçant le centre de gravité vers l'arrière de l'avion, et généralement seuls un peu plus de 2 000 litres de carburant y prenaient place. Pour diminuer la masse, on décida aussi de se passer de canon interne, ce qui permit aussi d'améliorer les aérofreins en remplaçant le grand ventral à l'avant par deux petits à l'ancien emplacement des canons. Cette décision fut critiquable avec le recul, car elle laissa l'avion avec un armement constitué uniquement de missiles peu fiables. Comme les États-Unis, l'URSS avait confiance dans ces nouvelles armes mais, en pratique, le Sidewinder et sa copie le K-13 se révèleront d'un usage difficile et peu efficace au combat. Le canon fit sa réapparition très vite sur le MiG-21, sous la forme du pod GP-9 avec son GSh-23L de 23 mm alimenté à 200 coups, en particulier grâce aux demandes des pilotes indiens qui firent l'expérience de l'inefficacité des missiles dès 1965. Une autre amélioration apportée dès le début de la production fut l'emploi de pneus à basse pression, donc plus gros. Pour les rentrer dans leur logement, la roue était pivotée à 87° lors de la rentrée du train principal et venait se loger ainsi dans le fuselage. Cependant deux petites bosses durent être pratiquées dans le revêtement du fuselage au-dessus des ailes.

Le MiG-21PF arriva dans les régiments des VVS dans le courant de l'année 1963. Son successeur le remplaça sur les chaînes de montage dès la fin de l'année. Le type 77 adoptait un nouveau parachute de freinage de forme cruciforme dont le logement était déplacé à la base de la dérive, ce qui permettait l'emploi du pod canon GP-9. Le montage du GP-9 sur le pylône ventral eut aussi comme conséquence heureuse de rendre les pylônes d'aile aptes à l'emport de carburant, ce qui doubla la capacité externe en carburant. Le type 77 était décliné en deux versions, le MiG-21PF-2 et le MiG-21PFV qui en plus embarquait le nouveau radar R2L, une identification ami-ennemi SRO-2M et un détecteur de menaces Sirena.

Le modèle fut ensuite amélioré par le déplacement du parachute de freinage et l'utilisation de l'air de la turbine du réacteur pour souffler sur l'intrados des volets, ce qui permettait de diminuer sa vitesse et donc la longueur de ses atterrissages, donnant naissance à la version PFS. La version PFM qui suivit introduisait le siège éjectable amélioré KM-1 et une nouvelle verrière s'ouvrant par le côté et non par l'avant. Par la suite, l'emport d'un pod canon GP-9 qui contenait un canon GSh-23 avec 250 obus fut rendu possible sur le pylône ventral pour ce modèle. Cela nécessita aussi de retravailler son système de réglage du cône en fonction de la vitesse.

Les versions multirôles

Les MiG-21 de la troisième génération émergèrent à la fin des années 1960 avec le MiG-21S. Le but de cette version était d'accroître les capacités multirôles de l'avion, en augmentant sa capacité en carburant et l'armement embarquable avec quatre pylônes sous les ailes. Il fut rapidement suivi par le SM doté d'un canon interne le GSh-23 avec 250 obus. Le SMT qui suivit en 1972, avait une capacité interne en carburant augmentée par l'agrandissement de l'arête dorsale (qui contenait 600 litres supplémentaires). Ce ne fut cependant pas une réussite, l'avion ayant pas mal de problème de stabilité à la suite de cet ajout.

En tirant les conséquences de tous les engagements auxquels avait participé le MiG-21, l'OKBMikoyan-Gourevitch redessina entièrement l'avion sous le nom de MiG-21bis en 1972. La structure fut allégée, l'avion remotorisé par un R-25-300 de 7100 kilogrammes de poussée, et l'avionique fut améliorée par des emprunts à celle du Mikoyan-Gourevitch MiG-23. La production de ce modèle semble avoir duré jusqu'en 1985 à l'usine de Gorki. Deux variantes furent réalisées avec ou sans l'emport d'un système d'atterrissage sans visibilité (ILS).

En Tchécoslovaquie

Considéré au début des années 1960 comme un bon élément du Pacte de Varsovie, la Tchécoslovaquie fut autorisée très tôt à produire le MiG-21F13. Dès la fin de 1961, la Sté Aero commença à assembler des avions à partir de pièces venant d'URSS. Par la suite, ils furent produits localement jusqu'en 1972. 194 avions furent assemblés, dont 26 vendus à l'Égypte au début des années 1970 et 8 à la Syrie en 1973. Par la suite Aero abandonna la production pour se consacrer à celle du Aero L-29.

En Inde

À la suite d'une attaque chinoise sur leur frontière nord, au début des années 1960, l'Inde négocia en août 1962 des licences pour produire à la fois l'avion, son réacteur R-11 et ses missiles R-3. La date de 1965 ne pouvant être tenue par l'industrie indienne, elle acheta aussi des MiG-21FL directement à l'URSS. À la fin de 1966 les premiers FL de production locale sortirent des chaînes de Nasik. En 1973, la licence pour le modèle MiG-21M fut acquise et la production continua alors sur ce modèle jusqu'en 1981. Parallèlement en 1977, la licence du MiG-21bis fut aussi achetée et il fut, lui, produit jusqu'en 1984. En 2000, un programme fut lancé pour moderniser 125 MiG-21bis au standard MiG-21-93 de l'usine SOKOL (ex GAZ-21). Après deux exemplaires réalisés en Russie, le premier avion reconstruit en Inde vola le 31 août 2001.