Pourquoi les avions de chasse ne peuvent-ils pas tourner à des vitesses rapides ?

En 2025, la bataille pour la domination du ciel se concentre en grande partie sur la vitesse brute et la puissance de feu des avions de combat, comme c’est le cas depuis les débuts des avions sur le champ de bataille. Aujourd’hui, la furtivité est devenue un facteur plus décisif que de nombreuses mesures conventionnelles de performances, notamment la vitesse et la maniabilité. Cependant, les lourdes pertes subies par les aviateurs américains dans le ciel du Vietnam ont définitivement consolidé l’intérêt de concevoir des chasseurs pour le combat aérien agile.

La question est donc la suivante : pourquoi un avion à réaction de grande puissance doté d’une poussée immense et d’une grande envergure ne peut-il pas simplement tourner à ses vitesses les plus élevées ? La réponse est double : physique et tactique. Lorsqu'un F-22 Raptor brûle à une vitesse supersonique en postcombustion et que le pilote lance le jet dans un virage serré, soit les ailes vont s'arracher, soit, si cela ne se produit pas, le jet fera un virage très large, c'est le moins qu'on puisse dire.

Les cellules sont limitées au nombre de forces G auxquelles elles peuvent résister, tout comme le sont les équipages qui les pilotent. L'ancien pilote de chasse de l'Air Force, Hasard Lee, a donné une explication claire et concise sur YouTube sur la façon dont la plupart des avions de combat sont limités à une portée comprise entre7,5 et 9 G. La façon dont les avions de combat modernes effectuent des virages aussi serrés que possible aux vitesses les plus élevées possibles repose sur une combinaison de technologies avancées et de techniques d’entraînement.

Manœuvres de combat aérien

Les manœuvres de combat aérien (ACM), ou combat aérien, sont un équilibre entre vitesse, altitude et rayon de virage pour prendre l'avantage sur un chasseur ennemi. Depuis les premiers avions survolant le « No Man's Land » pendant la Première Guerre mondiale, les combats aériens étaient souvent décidés par l'agilité des avions des camps opposés. Les progrès en matière d’armement, de vitesse, d’altitude et de capteurs de ciblage ont modifié de nombreux aspects du combat aérien, mais cet aspect fondamental reste un élément central de la tactique.

Les aviateurs américains qui ont combattu au Vietnam ont subi de lourdes pertes contre les MiG-21 nord-vietnamiens et d’autres chasseurs en raison du choix fait par les politiciens, les ingénieurs et les hauts gradés de s’éloigner des tactiques de combat aérien. Les pilotes deMcDonnell Douglas F-4 Fantômesdans l'USAF, la Marine et les Marines ont appris à utiliser leurs performances supérieures et leurs missiles pour combattre sans armes et éviter de rencontrer l'ennemi lors d'une rencontre rapprochée. Une fois la guerre terminée, la « Fighter Mafia » de l’USAF a reculé et a exigé que le prochain chasseur léger soit conçu pour gagner n’importe quel combat tournant, ce qui a donné le F-16 Fighting Falcon.

Le F-16 est depuis devenu l’un des avions de combat les plus produits en série et les plus performants de l’histoire, avec plus de 4 500 exemplaires fabriqués et près de 30 forces aériennes opérationnelles dans le monde. Malgré tout, le Viper, comme on appelle aussi le F-16, effectue ses manœuvres à des vitesses subsoniques et souvent proches de la vitesse de décrochage lorsque les combats aériens deviennent particulièrement difficiles. La raison simple remonte aux limites physiques de l’homme et de la machine. Lorsqu’un avion tourne fortement à grande vitesse, les forces sont immenses. Pousser trop loin peut provoquer une perte de connaissance du pilote, des dommages structurels à l'avion ou une situation aérodynamiquement instable qui conduit à un crash ou donne à l'ennemi une chance de prendre l'avantage.

La manœuvre Hic

La « manœuvre hic » est une manœuvre de contrainte anti-G (AGSM) utilisée par les pilotes de chasse pour éviter la perte de conscience (G-LOC) lors de virages à G élevé. La manœuvre hic peut être décrite comme : une inspiration rapide et forte, suivie d’une brève retenue de la respiration, et enfin d’une expiration tout aussi rapide et puissante. La technique est utilisée pour surmonter les effets de la gravité lors de manœuvres à G élevé qui drainent le sang du cerveau. L’action est caractérisée par le son distinctif « hic » dont elle tire son nom.

La manœuvre du hic a été inventée au début des années 1940, pendant la Seconde Guerre mondiale, par la célèbre clinique Mayo. Les recherches menées par cette équipe pour améliorer les performances des pilotes de chasse permettraient également d'obtenir le"G-suit"qui est porté par les pilotes pour améliorer leur résilience contre les forces G. Également lancée dans les années 1940, la combinaison G est dotée de poches à air qui mettent sous pression autour du bas du corps pour forcer le retour du sang dans le cerveau du pilote.

La combinaison de l'exécution correcte de la manœuvre hic et du port d'une combinaison anti-G peut améliorer considérablement la capacité d'un pilote à fonctionner sous la pression de forces G élevées. Ils fixent toujours la limite supérieure à 9 G, alors que la plupart des avions à réaction peuvent résister à 12 G et qu'un missile peut tourner sous 40 à 50 G. La personne moyenne ne peut généralement supporter que quelques G sans la formation spécialisée reçue par les pilotes de chasse.

En équilibre sur le fil du rasoir

Afin de déjouer leur adversaire en duel, les pilotes de chasse gèrent l'énergie potentielle et cinétique de leur avion. Ceci est accompli par un vol agressif pour maintenir l'adversaire hors d'équilibre et forcer les erreurs, ainsi que par des manœuvres intelligentes comme échanger de l'altitude contre de la vitesse lors d'une plongée.

L'énergie potentielle est l'énergie de la hauteur dans les combats aériens, tandis que l'énergie cinétique est l'énergie du mouvement (vitesse). En plongeant pour échanger de l'altitude contre de la vitesse (énergie cinétique) ou en montant pour échanger de la vitesse contre de l'altitude (énergie potentielle), les pilotes convertissent continuellement ces deux types d'énergie. L’« état énergétique » combiné détermine la capacité de déplacement d’un avion, et un pilote qui contrôle efficacement son énergie peut obtenir un avantage significatif.

L'énergie cinétique, obtenue en plongeant ou en utilisant la puissance du moteur, est l'énergie de la vitesse d'un avion nécessaire aux mouvements. Un pilote peut exécuter des pirouettes à haute énergie pour empêcher un adversaire de tirer ou maintenir une vitesse élevée pour accélérer hors de circonstances dangereuses pendant le combat.

L'énergie potentielle est la force de gravité multipliée par l'altitude d'un avion. En plongeant ou en grimpant, les pilotes peuvent transformer l'énergie potentielle en énergie cinétique, ce qui les ralentit mais augmente leur altitude. Les pilotes à basse altitude doivent utiliser leur vitesse pour monter avant d'inverser la situation, tandis que les pilotes à haute altitude ont une plus grande énergie potentielle à convertir en plongée pour la vitesse.

En utilisant son énergie à bon escient, un pilote peut conserver un avantage en termes de performances, en mettant en place une meilleure solution de tir et en forçant l'adversaire à réagir à ses mouvements. Les pilotes exploitent le fait que lors d’une descente, l’énergie potentielle peut se transformer en énergie cinétique et vice versa. Ils emploient des tactiques telles que les « Yo-Yos » pour obtenir un avantage à court terme et les « combats énergétiques » pour préserver et capitaliser sur un avantage énergétique.

Dans un combat aérien, il est important de rester au-dessus de l'ennemi car un pilote peut grimper pour récupérer de l'énergie, puis replonger sur l'adversaire d'en haut, lui faisant perdre de l'énergie pour le suivre. Étant donné que certains avions fonctionnent mieux à des altitudes particulières, les pilotes doivent également comprendre les capacités du champ de bataille à différentes altitudes.

Vectorisation de poussée

Certains des chasseurs les plus avancés au monde sont dotés d'une forme unique de technologie d'amélioration des virages où la tuyère du moteur à réaction se déplace de concert avec les gouvernes pour rediriger la poussée. C'est ce qu'on appelle la « vecteur de poussée », et l'échappement incliné du moteur est plus efficace pour tourner qu'une tuyère fixe, qui sort directement dans un vecteur de poussée droit.

Cela augmente la vitesse à laquelle le jet peut effectuer des virages serrés, mais l'objectif principal est d'augmenter la maniabilité pour tourner dans un rayon plus petit et obtenir un verrouillage des armes. Le système de guidage de poussée du F-22 augmente les surfaces de contrôle telles que les gouvernes de profondeur, les gouvernails et les ailerons. Les tuyères de l'avion peuvent se déplacer de haut en bas jusqu'à 20 degrés. L'ordinateur de commande de vol contrôle les buses en fonction des mouvements du manche du pilote, automatisant ainsi complètement le système.

Le F-22, grand, lourd et rapide, peut exécuter des manœuvres à alpha élevé (quasi décrochage) et post-décrochage que les avions traditionnels ne peuvent pas effectuer grâce à ce système. L'agilité accrue permet à l'avion de déjouer plus facilement ses adversaires et même d'éviter les missiles. En fin de compte, le F-22 est toujours limité par les forces G, comme tous les autres chasseurs, mais ce qu'il peut faire avant d'atteindre cette limite dépasse de loin pratiquement tous les autres avions à réaction sur Terre.

Le champ de bataille fusionné par capteurs

La technologie furtive et les armes avancées ont rendu les engagements aériens beaucoup plus complexes. La portée et la létalité toujours croissantes des armes, combinées à des contre-mesures passives et actives tout aussi avancées, ont rendu la technologie plus influente que jamais dans la guerre aérienne. Pour autant, les meilleurs systèmes et les performances les plus élevées ne signifient pas qu’un combat aérien soit entièrement évitable, comme les leçons douloureuses et sanglantes du Vietnam l’ont montré aux dirigeants militaires américains dans les années 1960 et 1970.

Certains nouveaux missiles en développement, comme l'AIM-260 et les armes hypersoniques, sont conçus pour des engagements supersoniques à des distances extrêmement longues, au-delà de la portée visuelle (BVR) ; peu d’armes dans les armureries actuelles peuvent être utilisées à de telles vitesses. Le missile américain le plus utilisé pour ces engagements est leOBJECTIF-120missile air-air avancé à moyenne portée (AMRAAM), mais il n'est pas efficace à courte portée.

La majorité des lancements d’avions de combat se feront à une vitesse subsonique, car ils transportent une charge utile limitée à chaque décollage et un mélange d’armements à longue et courte portée. Les F-22, F-16 et F-35 sont tous deux dotés de canons intégrés et peuvent transporter l'AIM-120 et l'AIM-9 Sidewinder, permettant des combats aériens rapprochés et à longue portée.

Lecture suggérée :Le super typhon Leon (Kong-Rey) fait rage vers Taiwan, entraînant des vitesses de vent de 150 MPH

Dépasser les limites de la physique grâce à la technologie et aux compétences est la nature de la lutte pour la domination aérienne. À mesure que l’avenir amènera des avions sans pilote de plus en plus performants, les tactiques changeront et évolueront. L’absence de limitations physiologiques humaines va révolutionner les manœuvres utilisées par les forces aériennes du monde entier.