Avion EPOS

Les travaux sur le projet SPIRAL ont permit d'améliorer les connaissances dans les domaines:

• de l'aérodynamique expérimentale, la mise au point de soufflerie - TsAGI;
• de la transmission de chaleur, des maquettes grandeur nature - institut de navigation-scientifique de M.Gromova;
• la conception et la création de systèmes de navigation - institut de Moscou d'électromécanique et d'automatique;
• de l'élaboration du système de radionavigation et de l'atterrissage - centre de recherche de radio-équipement de l'Union (ВНИИРА);
• des systèmes de gestion de trajectoire - РПКБ;
• de l'imagerie d'information - bureau d'étude spécial de LIA, M.Gromova;
• des altimètres - УПКБ;
• des moteurs à air - ТМКБ de l'Union.

Il faut se rappeler qu'en URSS le lobby de la cosmonautique (Ministère Général des Industrie Mécaniques - MOM) était le plus puissant dans le pays et concurrençait celui de l'aéronautique (Ministère de l'Industrie Aéronautique - МАП), et il est surprenant de voir la quantité de travail abattu par le projet SPIRAL (qui n'était pas directement rattaché à l'industrie cosmonautique).

Pour les test en conditions réelles des données aérodynamiques, de la gestion dans l'air, des systèmes de bord, l'étude des caractéristiques de la stabilité et de la dirigibilité à différentes étapes du vol (y compris à de hautes altitudes et des vitesse hypersonique et supersonique), les estimations des plages de chaleur, et les tests des matériaux athermiques, ainsi que les essais des systèmes d'atterrissages, l'avion analogue orbital devait être lancé de l'avion porteur TU-95. Avant la cloture du projet l'avion orbital avait été construit en 3 exemplaires. L'avion pour les vitesse subsonique de nom de code "105.11", l'avion pour les vitesses supersoniques "105.12", et hypersoniques "105.13". Pour tester les avions dans le vol spatial, les maquettes BOR (Avion Orbital sans Pilote) ont été construites.

De nombreuses études menées dans les souffleries de TsAGI, sur des maquettes de l'EPOS, en simulant différentes étapes du vol, ont permit de définir avec un haut degré de qualité les caractéristiques techniques de l'avion orbital. En parallèle des études menées sur l'avion orbital, les maquettes BOR (échelles 1:3 et 1:2) étaient utilisées pour les vols orbitaux par la filiale de Doubneskov à OKB-155 créée par S.S.Judanov. P.Vladychin et A.A.Kondratov.

En 1968 le collectif OKB A.I. Mikoyan, avec la collaboration des spécialistes de la filiale OKB de Doubneskov réalisent le cahier des charges pour l'élaboration de l'avion analogue orbital "105.11", qui est remit à l'usine de Doubneskov pour la mise en production (Blohin J.D., Reshetnikov D.A., Saenko V.I. etc.).

Pour éviter la confusion nous noterons que selon l'avant projet le terme EPOS désignait l'avion-analogue "50.11" avec 2 moteurs de fusée et lancé par l'avion porteur TU-95 devant atteindre une altitude de 120 km et une vitesse de M=6-8.

Sur la période de 1968-1971 l'usine de Doubneskov a fabriqué:

• les pièces de l'avion (l'avant du fuselage, les ailes, les élevons, l'empennage vertical et le gouvernail de direction) pour les essais.
• un modèle pour les essais statiques.
• un modèle complet pour le vol, l'avion-analogue "105.11".

La partie avant et la cabine de pilotage était utilisé comme système de secours en cas d'avarie. Après le transfert de ces pièces à TsAGI, sous la direction de Rema Vassiliévitch Studneva, était créer le premier simulateur du pays, le MK-10, avec 2 degrés de liberté pour le pilotage manuel. C'est Gavrilovitch Fastovets qui était attaché au développement du système de pilotage et qui devint par la suite le premier pilote à faire décoller l'EPOS.

La principal difficulté pendant la production de l'EPOS était la réalisation de poutrelle rigides. Chaque poutrelles était soumise à quelques dizaines de points de contraintes dans 4 à 7 directions. Selon la documentation ces poutrelles devaient être fabriquées dans un nouvel acier le ВКЛ-3 par moulage sur la coquille.

Puisque l'avion-analogue "105.11" à reçu au cours des travaux ultérieurs le nom d'EPOS (ne pas confondre avec l'EPOS orbital - "50" !), nous utiliserons le terme EPOS dans la suite du document pour spécifier cet appareil.

L'avion-analogue "105.11" (numéro de série N7510511101) a des ailes à angle variable (-5° à 95° par rapport à la verticale). A cause de l'apparence caractéristique de l'appareil il se vit affublé du nom "lapote" (chaussure en bois de mauvaise qualité). Le moteur qui l'équipe est un TRD RD-36K de P.A.Kolesova (aussi utilisé dans l'aviation marine à titre de moteur sur les avions d'assaut Yack-38). Ce moteur était situé sous l'empennage vertical pour ne pas déformer le "corps portant" de l'avion.

L'EPOS était équipé de 4 train d'atterrissage de type ski. Cependant pour facilité le décollage de l'analogue "105.11" les trains de devant étaient équipés de roues (non orientables), seulement leurs blocage indépendant était possible. Ce système était fabriqué à Gorki par l'usine d'aviation.

L'orientation de l'appareil se faisait en bloquant l'une ou l'autre des roues de manière indépendante (ces trains ne pouvait pas rentrés car le logement était prévu pour des "couvercles glisseurs" et non des roues). Mais la modélisation du système avec des roues à l'avant et des skis à l'arrière, a montré que pour les plages de vitesse d'utilisation l'appareil peut se renverser. La solution pour pallier ce problème est de déplacer le centre de gravité vers l'arrière (en rehaussant les trains d'atterrissage de devant) pour augmenter la pression sur les skis. Une autre solution consistait à diminuer la surface des skis pour augmenter artificiellement la pression. Mais cette solution a posé des problèmes, les skis étant trop petit il se sont enfoncés dans le sol et se sont arrachés.

Essais de l'EPOS

Les essais de l'analogue étaient fait sur la base OKB A.I.Mikoyan intégré au polygon de recherche d'état des armées de l'air (ГНИИ, force aériennes) à Ahtubinske dans le domaine D'Astrakhan. L'avion était piloté par le pilote de test Aviard Gavrilovitch Fastovets qui était déjà familier avec celui-ci car il avait travaillé sur le tableau de bord MK-10 à TsAGI. D'autres spécialistes aériens sont venu se rattacher au projet, l'ingénieur général du SPIRAL était Vadim Orlov, puis Vladislav Chernobrivtsev.

Les essais sur l'analogue se faisaient en 2 étapes, la première avait pour but:

• La définition des caractéristiques de la stabilité de vol et de la manoeuvrabilité de l'avion sur la piste avec les skis.
• La définition des caractéristiques de décollage et d'atterrissage.
• La définition des charges à l'atterrissage et des le comportement des éléments de fixation du chassis.
• L'estimation de la capacité de travail du groupe moteur, des appareils de bord et des équipements.
• La définition des caractéristiques de vol de l'avion à faible altitude (500 m).

Pour ces tests on faisait une augmentation constante de la vitesse puis une faible envolé à la fin. Les essais étaient faits sur une piste de 5 km de long et 500 m de large. La surface était plane mais le sol n'était pas homogène. Il n'y avait pas de moyen de mesure précis, des cônes peints étaient disposés tous les 200 m de part et d'autre de la piste. En outre la piste d'atterrissage se trouvait à 25-30 km de là.

Le premier vol a eu lieu le 2 décembre 1975. Au cours de ce vol l'avion atteignit la vitesse de 254 km/h.

La préparation au vol se faisait comme suit: l'empennage vertical de l'avion était enlevé et il était positionné dans un camion. Le convois composé de nombreuses voiture se dirigeait alors vers la piste de décollage à faible vitesse. Là l'empennage vertical était assemblé, puis divers tests étaient conduit sur les systèmes de bord et le moteur, après la validation de cette phase le pilote (A.Fastovets) prenait place dans la cabine, la préparation d'un essai prenait pratiquement une journée.

Les pilotes doutaient de la stabilité de l'appareil (à cause des ski) sur terre, et pour cela il leur était demandé de positionner les élevons pour charger au maximum les skis et ainsi augmenter la stabilité. D'autre part il y avait des craintes que les skis s'enfoncent dans le sol comme des charrues, mais cela ne s'est pas produit. La trace des skis dans le sol restait de petite profondeur. Au fur et à mesure que la vitesse augmentait la direction de l'appareil n'était plus réalisé par les roues (freinage de l'une ou l'autre) mais par le gouvernail de direction, jusqu'à atteindre la vitesse de décollage.

Mais plus la vitesse augmentait et plus l'avion était difficile à piloter, il se déplaçait des fois de 150 à 180m de la ligne centrale de la piste. Les recommandations insistantes des dirigeants au pilote pour maintenir le cap ne donnait rien. Les différents rapports sur ce problème ont commencés à arriver à Moscou et provoquèrent la nervosité du chef du bureau d'études.

Le 20 juillet 1976 à eu lieu le premier décollage de l'avion. La longueur de la piste ne permettait à l'appareil de ne voler que quelques secondes 10-15s. Ensuite l'appareil atterrissait en ligne droite. Au cour du premier vol l'avion a montré des caractéristiques satisfaisantes et a atteint 355 km/h et une hauteur de 12 m. Le vol s'est passé sans problème contrairement à la simulation à TsAGI où il y avait un problème avec le contrôleur d'altitude.

Au total la première étape de test a compris 23 travaux, dont les courses de monté en vitesse (lente et rapide, proche du décollage), le vol dans la limite de la piste de décollage (1-2 km de distance et 12m d'altitude) et le premier vol long le 11/10/1976 (atterrissage sur une autre piste située à 20 km du décollage, dont le plan de vol se situe sur le schéma de gauche). Les essais de course rapide et de décollage étaient réalisés par Igor Volk et Valery Menitsky (les 2 on reçu plus tard le titre de Héros de l'Union Soviétique et pilote de test de l'URSS), Vassily Urjadov (héros de l'URSS et pilote de test de l'URSS) et Alexandre Fedotov (à cette époque ancien chef-pilote de la société de Mikoyan).

Légende de la photo:
Avion expérimental orbital (EPOS, numéro de produit "105.11") - l'analogue atmosphérique de l'avion orbital selon le programme du système aérospatial "SPIRAL" après le vol fructueux d'une piste à l'autre. En haut à droite - l'autographe du pilote-expérimentateur Aviard Fastovets. Photo des archives personnelles de S. A.Trufakina.

L'analyse des résultats de la première étape de l'avion analogue "105.11" avec le moteur RD-36-35K n'a pas montré de faiblesse au niveau des skis et a validé la stabilité et la dirigibilité de l'appareil dans les gammes de vitesses données. Ces tests on permit de valider la phase de décollage (la montée en charge sur les structure pendant l'envol) et d'atterrissage, ces données n'ayant pas excédé 50% des prévisions.

Le premier vol

Un an plus tard les pilotes se sont préparés aux tests de vol indépendants de l'EPOS. L'avion "105.11" démarrait en l'air fixé sous le bombardier lourd stratégique TU-95KM. Le choix de ce modèle en tant qu'avion porteur n'était pas anodin car les TU-95K ("BK") étaient déjà équipé de fixations pour transporter des bombes. La modification de l'avion (dont on pouvait construire 48 voitures à l'usine N18 МАП) se distinguait du modèle de base TU-95MA par le système de fixation de l'avion dans la soute et son système de largage.

Par la suite la partie principale du TU-95K était équipé du système de maintient et du système de radio-navigation après quoi il reçu la désignation TU-95KM. Cette avion convenait parfaitement pour le transport de l'EPOS, car il avait la posibilité d'utiliser les fixations БД-205, la charge utile étant à l'extérieur sous la soute. Comme l'envergure des ailes était supérieur à la largeur de la soute, l'avion était suspendu, demi-encastré, sous la soute, la cabine était dehors et laissait au pilote la possibilité de voir le vol.

Pour la 2em étape les roues de l'avion analogue ont été remplacées par les plaques glissantes définitives. Mis à part ces modifications l'avion était similaire par rapports à celui des tests de la première étape.
Les tests effectués lors de la 2em étape avaient pour but:

• La définition des paramètres de trajectoire dans un vol atmosphérique.
• La définition des caractéristiques de vol, de stabilité, de dirigibilité dans les différentes vitesses.
• L'estimation des caractéristiques d'atterrissage.
• L'estimation de la solidité des éléments et du chassis de l'avion.
• L'estimation des capacités de fonctionnement du moteur.

La deuxième étape a commencé en juillet 1977. Les premières tentatives de vols on montrés l'impossibilité de l'avion d'atterrire sur une piste sèche (à cause des forces de frictions), les expérimentateurs on trouvé une solution original mais un peu étrange à ce problème, appliquer des pastèques sur la piste d'atterrissage pour diminuer les frottements.

L'avion porteur ne larguait pas forcément l'avion-analogue en vol, des fois le pilote de l'EPOS restait dans la cabine du "105.11", mais à l'atterrissage de l'avion porteur il se déplaçait dans la cabine de pilote du TU-95KM. Pour le premier vol de l'avion porteur avec l'analogue il ne se trouvait à bord que l'équipage du premier. Dans les 3 vols ultérieurs les pilotes Aviard Fastovets et Vasily Urjadov se trouvaient dans la soute du TU-95KM.

Dans les vols suivants les pilotes Fastovets, Urjadov, Ostapenko et Fedotov prirent places dans la cabine de l'analogue pour tester le moteur, les systèmes pneumatiques, les liaisons intérieures/extérieures et le système de télémesure. Au total 14 vols sans décrochement ont été faits. Dans un des vols le moteur eut des problèmes de fonctionnement, mais ce fut réglé en diminuant la poussée graduellement. Une communication radio est ensuite rajouté entre les pilotes de l'avion porteur et le pilote de l'analogue.

Après la validation des vols commun, il était décidé de passer à l'étape la plus difficile, le lâché de l'avion EPOS pour un vol et un atterrissage autonome. Le 27 octobre 1977 le TU-95KM piloté par l'équipe habituelle, dirigée par l'assistant chef du service des essais de l'aviation de bombardement, le lieutenant colonel Alexandre Obelovym (par la suite commandant général de l'aviation), l'avion s'élève à une altitude 5500 m, à la verticale de la piste d'atterrissage de l'aérodrome, et vol à 420 km/h. L'analogue est piloté par Aviard Fastovets.

Pendant les premières secondes de vol, l'avion chutait à 50-70 m/s. En cas de panne moteur immédiate le pilote devait effectuer un virage à gauche de 90° pour atterrire sur la piste ВПП "Грошев" étant un carré de 5 km de coté. Les manoeuvres de vols ont été effectuées avec succès et l'avion s'est posé à la vitesse de 360 km/h.

Par la suite pendant les années 1977-78 5 autres vols on eu lieu. 3 d'entre eux étaient accomplis par Aviard Fastovets, un par Pierre Ostapenko (héros de l'URSS et pilote de test de l'URSS), et le dernier par Vassily Urjadov. Tous ces vols ont été fait à partir du TU-95KM à une hauteur de 5500 m dans les vitesses 420-460 km/h. Tous ces tests on permit de connaître le comportement de l'appareil en vol subsonique:

• La vitesse maximal et minimal de vol est 550-290 km/h.
• L'accélération maximal et minimal longitudinal est ny= 4.0-0.3.
• L'inclinaison maximale est de 78°.

Les vols d'essais ont confirmés la conformité des données calculées, les caractéristiques techniques d'atterrissage et l'efficacité des commandes de vol.

"...Les caractéristiques de l'avion, dont la stabilité et la dirigibilité sont satisfaisantes. Les essais ont permit de vérifier la sécurité de l'appareil et des équipements de bord. Les limites de surcharges des trains d'atterrissage n'excèdent pas 70% des prévisions pour les trains arrières et 54% pour les avants.".

Quatre des vols du TU-95KM étaient dirigés par le commandant de l'escadrille de test le colonel Anatoly Petrovitch Kucherenko. Cette expérience a joué un rôle favorable dans sa carrière, car 14 ans plus tard il a été choisit pour piloter l'avion VMT-T "Atlante" dont le but était de transporter des pièces de grosses dimension du lanceur Energia, ainsi que la navette Bourane à Baïkonour.

Le 13 septembre 1978 à l'atterrissage se produisit une avarie sur l'analogue "105.11". Il était piloté par le colonel Vasily Urjadov et accompagné par un MIG-23 piloté par Aviard Fastovets. Cette atterrissage se faisait a contre jour et sous la brume ce qui ne facilitait pas la manoeuvre. Peu de temps avant le vol la piste a été élargie (les fanions ont été déplacés), mais les équipes n'ont pas eu le temps de préparer la piste et il restait des mottes de terre. Malgré le fait que le pilote était expérimenté les conditions de vols étaient si mauvaises que pendant l'atterrissage l'avion a tapé le train contre une pierre. L'avion a put s'immobiliser mais le choc a fissuré le chassis de l'avion.

Lozino-Lozinski se rendit à l'entreprise qui avait fabriqué l'avion pour faire réparer le chassis, ce que promis le directeur, mais comme il n'y avait plus de fond pour le projet SPIRAL la réparation n'eut pas lieu.

C'était le dernier vol de l'EPOS. On peut voir sur les photos suivantes l'analogue "105.11" remis au musée des forces aériennes (académie Supérieur Aérienne d'Iury Alekseevicha Gagarina) dans la banlieue de Moscou.

Conformément au plan initial НИОКР, un modèle pour les vitesses subsoniques était construit, le "105.12" (numéro N7510511201). La documentation au sujet de cet appareil à été faite en 1974 par le groupe de travail Dubnenskof de la filiale OKB Mikoyan. Cependant la production était réservée à la société Tushino (TMZ, Moscou). En 1976 le modèle était presque fini, mais n'a pas été réclamé. Le "105.12" était équipé d'ailes orientables de 45° à -5°. La fusée 5Я24, premier étage de la fusée C-25, est utilisé sur l'avion, fixé à l'arrière entre le fuselage et le bouclier thermique. Le lâché de l'avion analogue devait avoir lieu à 11 km d'altitude et à une vitesse de M=0.8.

A une altitude de 11km et une vitesse de M=0.8 l'avion est largué. Puis le pilote effectue un vol plané en abaissant les ailes à 12° pour cabrer l'appareil et à la hauteur de 10.3 km et la vitesse de M=0.65 actionne le moteur de fusée 5Я24. Le moteur pousse l'avion jusqu'à 15.5 km et lui confère une vitesse de M=1.69, l'inclinaison de l'appareil est de 26°, puis il continue sur sa trajectoire parabolique et atteint l'altitude de 16.5 km à M=1. A ce point l'avion se trouve pratiquement au dessus de l'aérodrome puis commence la descente, à 6 km il actionne le turbo-réacteur РД36-35К (420 km/h), en cas de panne de celui-ci le pilote peut tourner à droite pour atterrire immédiatement, sinon il continue sa boucle.

Pour le modèle "105.13" supersonique (numéro N7510511301) seulement le fuselage (dont le bouclier thermique était en cours de test) était fabriqué.

La fin du projet EPOS

Après la mort d'A.A.Grechko, ministre de la défense de l'URSS, en avril 1976, le poste à été donné à D.F.Ustinov. Son opinion sur les systèmes de combat spatiaux était vieille, il était par ailleurs à l'initiative du développement du système Bourane-Energia, comme pour SPIRAL, la suite du projet EPOS était déjà scellée.

Dans une lettre au Comité Central du Parti Communiste de l'Union Soviétique, de février 1976, Iury Dmitrievich Blohin tente de convaincre le ministère de garder le projet EPOS ouvert, sous prétexte que déjà beaucoup d'argent ait été versé (75 millions de roubles), que les américains travaillent eux aussi sur un avion à corp glissant (le X-24 de McDonnell Douglas) et que par de simples modifications il serait possible d'agrandir l'avion pour augmenter le nombre de places et ainsi le transformer en navette spatiale. D'autres personnes tel que Vladislav Mikhaïlovitch Chernobrivtsev et l'ingénieur général de ГНИКИ des forces aériennes allaient dans ce sens. Mais, hélas, le parti communiste n'a pas écouté le point de vu des spécialistes.

Il était assez facile de fermer le projet SPIRAL car la décision du gouvernement de lancer le projet n'était pas signé (à cause de A.A.Grechko), malgré l'appui des forces armées et du ministère de la défense. C'est pourquoi tous les travaux étaient fait selon les ordres du Ministère de l'aéronautique.

De plus, l'absence de soutient du gouvernement à ce projet à amené la société OKB Mikoyan à partir de 1970-71 à réduire ses activités sur ce projet, il en fut de même pour NPO Molniya.

Photos de la rénovation de l'EPOS la galerie (année 2008).

Les pilotes de test de l'avion-analogue "105.11" (EPOS)

	Guerman Titov (Cosmonaute n°2) (1935 - 2000)
Aviard Fastovets (1937 - 1991)	Alexandre Fedotov (1932 – 1984)	Valery Menitsky (1944 - 2008)
Pierre Ostapenko (1929 - 2012)	Vassily Urjadov	Igor Volk (1937)