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Le quadriréacteur Junkers JU 287 V1 [149]

En 1943, pour doter le Reich d’un bombardier à réaction performant, les ingénieurs de Junkers commencèrent par étudier une voilure à flèche positive. La voilure à flèche positive offre un excellent rendement pour les performances extrêmes mais pose malheureusement de gros problème à basses vitesses. En effet, lorsqu'un avion doté d’une flèche positive vole à faible vitesse, l’extrémité des ailes à tendance à décrocher en premier, causant une perte de contrôle latéral au moment où on en a le plus besoin. Ce défaut rend l’approche et l’atterrissage très difficile en dessous d’un certaine vitesse critique, car l’appareil, très instable, répond mal aux commandes et risque à tout moment de décrocher. Ceci explique l'actuelle floraison, sur les voilures de ce type, de toute une gamme d'astuces aérodynamiques. Sans ces artifices, l'efficacité des ailerons se détériore lorsque l’avion évolue à faible vitesse car les filets d'air ont tendance à s'écouler transversalement le long de l'aile, la combinaison de l'écoulement latéral et du décrochage marginal ayant pour effet de dénier à cette section de l'aile toute valeur comme surface portante et de gouverne. Pour résoudre ce problème, l'équipe de Junkers groupée autour de l’ingénieur Hans Wocke proposa de doter le Ju 287 d’une aile à flèche négative, en inversant simplement l’orientation des ailes vers l’arrière. Cette étrange configuration (aussi appelée à flèche inversée) rend l’avion moins instable à basse vitesse et donc plus facile à diriger. Le bout d'aile est alors la dernière section à décrocher et le contrôle latéral de l’avion demeure ainsi efficace jusqu'au bout, même à très basse vitesse.

Premiers essais

La solution de l’aile en flèche négative paraissait la solution, mais les ingénieurs buttèrent rapidement sur un nouveau problème : le mauvais côté de la voilure à flèche négative est en effet son comportement très « élastique ». Quand un appareil vole dans les airs, ses ailes sont sujettes à des torsions exercées par les variations des forces aérodynamiques causées par les changements brusques du vent relatif ou les manoeuvres de l'appareil. Si l'aile est à flèche négative, le bord d'attaque à tendance à se soulever davantage que le bord de fuite, et le vent relatif accentue encore cette tendance en faisant pression sous l'intrados, ce qui augmente la torsion. Quand ce phénomène d’aéroélasticité se produit, l'aile subit un effort de torsion croissant, jusqu'à être littéralement arrachée du fuselage… Les ingénieurs de Junkers cherchèrent un moyen de neutraliser cet effet de torsion. Les essais en soufflerie montrèrent que la solution la plus efficace était de suspendre sous les ailes des masses suffisamment lourdes pour contrebalancer l’élasticité de l’aile, empêchant ainsi la torsion. Sur le Ju 287, ces masses sont tout simplement constituées par les nacelles des turboréacteurs, suspendues en des points judicieusement choisis de la voilure. Plusieurs modèles furent testés en soufflerie pour déterminer la forme à donner à la voilure et la meilleure position à adopter pour les nacelles des moteurs. Parmi les différentes configurations testées, les meilleurs résultats furent obtenus avec l’Entwicklungsflugzeug 122 (ou EF-122), une maquette à voilure haute en flèche inversée, équipée de deux nacelles moteurs suspendues sous les ailes (une autre version de l’EF-122 avait été préalablement testé avec deux nacelles fixées sur les ailes, mais les résultats furent insatisfaisants).

Naissance du Ju 287

Une fois les résultats en soufflerie connus, le Reichsluftfahrtministerium (RLM) donna l'ordre de construire une version expérimentale du futur bombardier sur la base de l’étude du EF-122, pour tester les caractéristiques de la voilure à flèche négative et valider ainsi le concept. Cet appareil reçut la désignation Ju 287. Les travaux de construction commencèrent à Dessau au début de 1943, sous la direction du Pr Hertel. Le projet prévoyait la construction de 6 prototypes (baptisés V pour « Versuch ») :

Ju 287 V1	premier prototype
Ju 287 V2	second prototype, identique au V1
Ju 287 V3	Fuselage de Ju-288, avec deux nacelles de trois moteurs BMW 003 A1 sous les ailes
Ju 287 V4	identique au V3
Ju 287 V5	identique au V3, avec une tourelle de mitrailleuse à l’arrière du fuselage
Ju 287 V6	identique au V5

Le premier prototype construit, désigné Ju 287 V1, devait servir de banc d'essai volant pour mesurer le comportement de la voilure qu'autorisaient les limites de sa plage de performances. Pour gagner du temps, il fut décidé d'utiliser des parties d'appareils déjà existant pour réaliser ce premier exemplaire. Le Ju 287 V1 était donc composé d'un assemblage hétéroclite : le fuselage provenait d’un bombardier Heinkel He 177A-3, l’empennage d'un Junkers Ju 188G-2 et le train d'atterrissage principal d'un Ju 352N ; quant à la paire de roue de nez, elle avait été récupérée sur un B-24 Liberator capturé. Seule l'aile était entièrement nouvelle et signée Junkers. Elle avait une flèche négative de -19,9° au niveau du longeron et de -23,5° au niveau du bord de fuite, avec une envergure de 20,10 m pour une surface alaire de 58,30 m2. Les volets pouvaient s'abaisser jusqu'à 40 degrés.

L'appareil était motorisé par quatre turboréacteurs Jumo 109-004B « ORKAN » de 900 kg chacun (deux montés du chaque coté du fuselage avant et deux autres fixés sous les ailes dans des nacelles). En fait, au départ le Ju 287 V2 ne comportait que deux turboréacteurs Jumo 004B-1 suspendus dans des nacelles sous les ailes, mais le bombardier expérimental s’avéra trop lourd et nécessitait davantage de puissance pour décoller. Aussi, une seconde paire de réacteurs fut donc montée sur les flancs du fuselage avant. La puissance installée étant toujours trop faible pour arracher le quadrimoteur du sol, deux moteurs-fusées d'appoint Walter HWK 501 de 500 kgp furent ajoutés en pod sous chacun des turboréacteurs de la voilure. Ces moteurs-fusées n’étaient utilisés qu’au décollage et étaient largués dès que l’appareil avait quitté le sol (voir galerie de photos).

Premiers essais en vol

Quand le prototype Ju-287 V1 fut achevé, il fut transporté sur la base de Leipzig-Brandis, car les pistes de Dessau étaient trop courtes pour le décollage d’un quadriréacteur aussi lourd.

Le premier vol du Ju 287 V1 eut lieu le 16 août 1944, soit un peu plus d’un an après celui de l'Arado Ar-234 (premier bombardier à réaction à voler au monde). Le pilote était Siegfried Holzbaur. Ce premier essai en vol s’effectua sans problème et le Ju 287 V1 ne montra aucune défaillance, validant ainsi le concept de la flèche négative. Non seulement l’appareil se comportait très bien en vol normal mais il était aussi très stable aux basses vitesses, particulièrement à l’atterrissage. Il n'y avait pas à compenser les volets et l’avion demeurait maniable tout en restant stable sur sa trajectoire. Au cours des essais suivants, le Ju 287 V1 atteignit la vitesse de 650 km/h en piqué. Il confirma également que le problème du phénomène de torsion sur l'aile à flèche négative était moins présent avec la réduction des forces ascensionnelles en virages serrés et en sorties de vrille. Après 17 vols à Brandis, le prototype fut convoyé à Rechlin pour y poursuivre les essais.

Cependant, malgré une vitesse calculée de Mach 0,85, le Ju-287 V1 plafonnait à Mach 0,70. Avec les données recueillies à Rechlin, il fut calculé qu’avec des réacteurs un peu plus puissants, le Ju-287, dans sa forme définitive, atteindrait sans problème Mach 0,92. Des parachutes furent également installés sur le quadriréacteur pour réduire la vitesse à l'atterrissage car l’appareil avait tendance à « essuyer » toute la piste... Les essais prouvèrent que l'idée de placer les moteurs sous les ailes pour neutraliser l’élasticité de la voilure inversée offrait un bon équilibre de poids.

Un avenir prometteur mais interrompu par l'Histoire

Tandis que se déroulaient les premiers essais à basse vitesse du V1, un second prototype (Ju 287 V2) fut mis en chantier. On le destinait aux essais à haute vitesse de la voilure négative qui constituaient la seconde étape du développement. C’est alors que le RLM décida brutalement l’arrêt du programme du Ju-287, conformément à un ordre du Führer ordonnant de stopper immédiatement la production et le développement de tous les bombardiers existants ou en projet. Cet ordre était motivé par la volonté de concentrer tous les efforts de l’industrie sur la production des chasseurs, pour tenter in extremis de retourner la situation. La voilure du Ju 287 V2 était similaire à celle du V1 mais le fuselage était en revanche complètement différent et offrait une certaine ressemblance avec celui du Ju 388. Le prototype V2 était équipé d'un train rétractable. Initialement, l'appareil devait être motorisé par quatre turboréacteurs Heinkel-Hirth 011A de 1300 kg de poussée chacun, montés par deux sous chaque aile. Comme ces moteurs n'étaient pas encore disponibles, Junkers décida de les remplacer par six BMW 003A-1 de 800 kg de poussée chacun.

Deux configurations d'emport de ces 6 moteurs furent testées: l'une consistait à grouper les moteurs par trois et à les intégrer dans deux nacelles triangulaires suspendues sous chaque aile ; l’autre ne comprenait que deux moteurs groupés sous chaque aile, les deux derniers étant placés de chaque côté du fuselage avant, comme sur le Ju 287 V1. La première configuration fut testée sur le V2 alors que la seconde fut essayée sur le V3 et le Ju 287A-0 de présérie.

Le troisième et le quatrième prototypes prévus (Ju 287 V3 et V4) étaient supposés servir de modèle définitif pour la configuration du bombardier de série. Quant aux V5 et V6, ils étaient similaires au V3 mais devaient recevoir une tourelles arrière avec deux mitrailleuses MG 131 télécommandées par un viseur périscopiquedepuis le cockpit.

Les Alliés occidentaux ne découvrirent l’existence du Ju 287 qu’en janvier 1945, lorsque le Ju 287 V1 fut photographié par un Mosquito de reconnaissance de la RAF sur la base de Rechlin. Cette découverte provoqua immédiatement le bombardement de Rechlin et la destruction du premier prototype. Celui-ci fut par la suite réparé par les Soviétiques qui obligèrent l’équipe de Junkers à achever la construction du deuxième et du troisième appareil expérimental, de façon à poursuivre le programme de développement du bombardier à flèche inversée, d’abord à l’usine allemande de Dessau, puis en Union soviétique. Mais ceci est une autre histoire…

Caractéristiques et performances

Identification	Ju 287 V1	Ju 287 V3
Equipage	4	4
Longueur	18,06 m	19,70 m
Envergure	20,11 m	19,40 m
Hauteur	4,70 m	6.00 m
Surface alaire	?	59,10 m²
Poids à vide	11 990 kg	12 510 kg
Poids au décollage	18 000 kg env.	20 000 kg env.
Turboréacteurs	4 x Jumo 109-004B ORKAN	6 x BMW 003 A1
Poussée	4 x 900 kgp	6 x 800 kgp
Vitesse à 7000 m	560 km/h	865 km/h
Plafond	10 800 m	11 000 m
Rayon d'action	?	1583 km (V3)
Armement	-	2 x MG131 de 13mm en tourelle arrière