France, juin 2016, le Douglas A-26B-45-DL Invader s/n 44-34172 arrive en provenance d’Avignon dans trois camions semi-remorque sur le petit terrain en herbe de Corbas au sud de Lyon à seulement quelques kilomètres de chez-moi. Cet avion puissant aux lignes modernes m’a toujours impressionné. Il représente à mes yeux ce qui se faisait de mieux en tant qu’avion de combat bimoteur à piston sorti tout droit de la seconde Guerre mondiale. En tant que grand passionné d’aviation militaire, il fallait que j’en sois, que je rencontre les membres de cette association des Ailes Anciennes de Corbas, ceux qui s’étaient mis en tête de restaurer la bête pour la remettre en vol. Ils m’ont accueilli dans leur hangar au plus près de cette machine que je vois reprendre vie de jour en jour. Un travail dont je n’aurais jamais soupçonné la qualité ni la précision. Depuis je n’ai de cesse de perfectionner ma connaissance de l’avion, son histoire, son incroyable carrière militaire et clandestine, ses développements civils, ses survivants, etc … Voici l’histoire du Douglas A-26 Invader, de sa genèse au tout début des années 40 aux dernières restaurations en cours.
LA GENESE
Le Douglas A-26 Invader trouve son origine dans la nécessité pour l’USAAF (US Army Air Force) d’opérer un avion d’attaque multirôle capable de remplacer les différents bombardiers légers et moyens en service aux Etats-Unis au début de la Seconde Guerre mondiale. Le résultat, développé sur fond propre par l’avionneur américain Douglas Aviation Company, fut un avion de la taille du Martin B-26 Marauder, avec la puissance de feu et la capacité d’emport du North American B-25 Mitchell et l’agilité du Douglas A-20 Havoc. L’Invader fut perçu, à juste titre, comme le successeur naturel du A-20 avec de meilleures performances, un armement offensif et défensif supérieur et le même type de nez hybride. En fait le A-26 fut bien supérieur aux attentes en allant bien au-delà du cahier des charges formulé par l’USAAF pour ce type d’avion de combat. Il sera un des seuls avions américains entièrement dessiné, développé et produit intégralement en quantité pendant la Seconde Guerre mondiale. Sa longévité et sa polyvalence sera exceptionnelle et sa carrière se prolongera sous tous les cieux bien au-delà du conflit mondial.
Douglas A-20 Havoc de 1939
Martin B-26 Marauder de 1940
La Douglas Aviation Company fut fondée en 1921 par Donald Wills Douglas Junior à Santa Monica dans la banlieue est de Los Angeles en Californie. Dans sa branche aéronautique militaire, la firme élabora au début des années 20 des bombardiers torpilleurs pour l’US Navy puis se diversifia à la fin de la décennie vers des avions amphibies ce qui lui imposa d’étendre ses activités sur l’immense site de Clover Field. En 1925, près de 100 avions sortaient annuellement des ateliers et Douglas ne fit que grandir au fur et à mesure des succès commerciaux avec une grande variété de modèles parmi lesquels le DC-3 de 1936, fut le plus spectaculaire. La Seconde Guerre mondiale arriva et l’incroyable effort de guerre fit de Douglas la cinquième firme industrielle américaine, produisant environ 20 000 appareils pour l’USAAF et l’US Navy entre 1942 et 1945 avec160 000 employés sur les sites Californiens de Los Angeles (Santa Monica, El Segundo, Long Beach, et Torrance) mais aussi dans l’Oklahoma (Tulsa et Midwest City) et Chicago dans l’Illinois. Durant cette période, la société développe, met au point et produit des avions décisifs sur le front Pacifique comme le front Européen: C-47 Skytrain (évolution militaire du DC-3), SBD Dauntless, A-20 Havoc et finalement A-26 Invader. Douglas rejoint rapidement le consortium BVD (Boeing-Vega-Douglas) qui produit sous licence le bombardier quadrimoteur B-17 Flying Fortress. Les avions Douglas ont la réputation d’une extraordinaire longévité signe de robustesse et d’adaptabilité. Le meilleur exemple est le mythique avion de transport DC-3/C-47 Skytrain/Dakota dont certains sont encore en service commercial ou militaire plus de 80 ans après leur sortie d’usine. Parmi les ingénieurs de talent de la Douglas aviation Company d’entre deux guerres, on trouve des grands noms de l’aviation comme Jack Northrop qui deviendra concurrent direct des avions Douglas et notamment du A-26 (avec le puissant chasseur de nuit P-61 Black Widow). Ed H. Heinemann quant à lui porte sur ses épaules l’ensemble des succès des avions de combat de la firme Douglas de la Seconde Guerre Mondiale et encore bien d’autres après-guerre.
Edward Henry Heinemann (1908-1991) est né à Saginaw dans le Michigan. Arrivé encore enfant à Los Angeles en Californie, cet ingénieur autodidacte rejoint Douglas Aircraft comme dessinateur dès 1926 avant d’être licencié la première année. Après avoir travaillé pour International Aircraft, Moreland Aircraft et surtout Northrop, où il développera auprès du «sorcier» Jack Northrop sa créativité et son goût pour l’innovation malgré sa revendication d’un certain «conservatisme». Il revient chez Douglas par la grande porte au moment du rachat de Northrop et devient ingénieur en chef en 1936. Son approche du design aéronautique est relativement simple : prendre le moteur fiable le plus puissant du moment et concevoir l’avion autour, des innovations mais pas de gadgets inutiles ! Pendant sa longue et brillante carrière chez Douglas qui s’étendit jusqu’en 1960, Heinemann développa plus de vingt avions parmi lesquels des avions de combats majeurs comme les SBD Dauntless, A-20 Havoc, A-26 Invader, A-1 Skyraider, A-4 Skyhawk, A-3 Skywarrior, etc…
Logo de la Douglas Aviation Company
Edward H.Heinemann, designer du A-26
Le «Blitzkrieg» (guerre éclair) de mai-juin 1940, coupa brutalement la Douglas Aircraft Company de ses marchés lucratifs en Europe continentale. Le constructeur chercha alors à compenser ses pertes en augmentant sa présence sur le marché américain, notamment en tirant partie du défi lancé par Franklin D.Rossevelt à l’industrie aéronautique américaine en mai 1940. Le président américain avait demandé au Congrès d’approuver sa requête de porter la production aéronautique à 50 000 appareils militaires par an ! Dans ce but, Arthur E.Raymond, ingénieur en chef (engineering vice president) de Douglas, demanda à la Material Division de l’USAAF quel était le projet prioritaire parmi les quatre en cours d’étude préliminaire chez Douglas à Santa Monica et El Segundo : un avion de transport, un bombardier moyen, un bombardier en piqué et un avion d’attaque bimoteur. Le 5 novembre 1940, le Major Franck O.Caroll, chef du Air Corps Experimental Engineering Section basé à Wright Field dans l’Ohio, avait posté un courrier à destination de la Douglas Company pour lister les insuffisances du bombardier moyen d’attaque Douglas A-20 Havoc aux vus des premiers retours d’expérience de son utilisation dans les combats sur le théâtre européen. Malgré aucune commande officielle, l’officier supérieur donne dans sa lettre plusieurs pistes pour concevoir le successeur du Havoc :
- interchangeabilité de l’équipage en vol.
- armement défensif plus conséquent. (mitrailleuses M-2 calibre 50/12,7mm souhaitées)
- résistance structurelle supérieure pour faire face aux grands facteurs de charges induits par les attaques en piqué et à basse altitude. (plus de 6 G souhaités)
- distance de décollage et atterrissage réduite pour les terrains de campagne sommairement préparés.
- augmentation de la vitesse, en particulier à moyenne altitude.
C’est le bureau d’étude d’«Ed» Heinemann, concepteur du A-20 en 1938, et de son équipe d’ingénieurs designers Ted R.Smith et Robert Donovan, qui hérite naturellement du dossier à la fin 1940 non sans avoir consulté personnellement sur place à Wright Field les aviateurs militaires de l’USAAF sur leurs besoins. Ces derniers évoquent en plus la névessité d’un canon de 75mm impossible à monter dans le fuselage trop court du Havoc ainsi qu’une version de chasse nocturne. Une chance unique pour Heinemann de corriger les défauts de son précédent design se présente à lui. Surtout quand on sait que le Douglas A-20 Havoc (USAAC) alias DB-7 (export) alias Boston (RAF) fût déjà un excellent appareil plutôt apprécié par l’état-major autant que par ses équipages , produit à 7478 exemplaires ! La barre est haute mais aisément franchissable par Heinemann qui se lance à corps perdu dans l’aventure alors que le A-20 est en cours de production à l’usine Douglas de El Segundo, en bordure de Mines Field (aujourd’hui Los Angeles International Airport LAX). Il est à noter que Heinemann avait commencé à réfléchir sur un nouvel appareil dès le premier semestre 1940, reprenant la formule aérodynamique du A-20 en un peu plus grand et plus lourd.
Le nouveau projet développé sur les fonds propres du constructeur, sans commande précise de l’USAAF, laisse aux ingénieurs une grande liberté dans le design sans avoir à se soumettre à des directives officielles imposées par l’administration. Il en résultera un design inhabituel pour un bombardier d’attaque conçu au début des année 40. Le nouveau projet baptisé «Model 538» sera donc un avion d’attaque au sol / bombardier moyen, triplace, bimoteur à aile médiane, train tricycle, constitué autour du tout nouveau moteur Pratt & Whitney R-2800 «Double Wasp». Seul un cahier des charges «officieux» est pris en compte et Heinemann sait depuis le début qu’il pourra très largement le remplir en particulier avec l’aide du nouvel alliage aluminium 75S et son considérable gain de poids. Le NACA (National Advisory Commitee for Aeronautics) sera partie prenante dans le design de l’appareil. Parmi les nombreux concepts innovants, un fuselage semi-monocoque, entièrement métallique avec une forme particulière dite «carrécle», soit de face globalement carrée avec les angles arrondis, pensé pour une production et une maintenance simplifiée tout en constituant un bon compromis aérodynamique. La taille et la section de fuselage pour le meilleur compromis est définie selon les recommandations du NACA début 1941 par le biais de l’ingénieur en chef Elton W.Miller, attaché au développement du Model 538. La structure métallique est composée de cloisons et cadres recouverts de panneaux en Alclad avec des renforts en alliage aluminium. Des couloirs bien protégés mais accessibles courent sur les flancs du fuselage pour le passage des faisceaux électriques, canalisations hydrauliques, conduits de chauffage et ventilation. De large panneaux en dural et du blindage protégeaient les membres d’équipages et les organes sensibles du fuselage.
L’aile retient un profil à écoulement laminaire étudié aérodynamiquement en soufflerie comme celle du chasseur P-51 Mustang. Pour le A-26, le profil choisit sera le NACA 65-215. Les profils dits «laminaires» sont des profils à bord d’attaque plus fin et à épaisseur maximale reculée plus en arrière de la corde par rapports aux profils classiques. La traînée s’en trouve alors considérablement réduite mais l’écoulement laminaire n’est avantageux que dans une certaine plage de portance et d’angles d’attaque. En dehors de celle-ci, la traînée est plus élevée que celle d’un profil classique. La répartition de la pression sur l’aile à flux laminaire est bien plus importante. Cependant, en vol aux grandes incidences près du décrochage, le point de transition (décrochage) avance plus rapidement que sur une aile classique. Un autre problème très important est la contamination de la surface qui perturbera le flux et le rendra turbulent, comme la pluie ou des débris d’insectes qui provoqueront également la perte de petites régions d’écoulement d’air. Ce profil demande donc plus de soin de l’état de surface de l’aile et plus de précision à la fabrication. La valeur importante du rayon d’action souhaité pour le A-26 impose une faible traînée à grande vitesse, et en particulier un écoulement à laminarité étendue sur le profil d’aile qui atteint son épaisseur maximale (18,33 » soit 45,72 cm) non plus au tiers de la corde, mais vers la moitié. Ceci augmente le volume intérieur utile et permet de loger plus facilement l’armement et le carburant directement dans l’aile. Ce profil d’aile a moins de portance qu’un profil classique et nécessite donc le montage de grands volets pour les basses vitesses. Le choix d’un profil est une étape importante de la conception aérodynamique car il influe sur la forme et la taille des ailes, des stabilisateurs et les dimensions de l’aéronef tout entier. Cependant, les avantages sont largement supérieurs aux contraintes avec des performances qui feront du A-26 un bimoteur aussi rapide que les meilleurs chasseurs monomoteurs de l’époque. Le profil d’aile laminaire est mis au point par l’ingénieur en aérodynamique A.M.O. Smith, spécialiste de la mécanique des fluides et en particulier de la CFD computationnelle (Computational Fluid Dynamics) qui utilise l’analyse numérique des données de structure pour résoudre les problèmes de flux aérodynamiques. Avec deux grands longerons monoblocs cantilever reliés par de raidisseurs, nécessitant un laminage particulier de l’aluminium, l’aile était couverte par des panneaux raidisseurs très rigides renforçant la structure et permettant une capacité d’emport supplémentaire en intrados tout en constituant un excellent blindage. Elle était équipée de nouveaux volets électriques à double fente très performants et bien différents des volets basculants à simple fentes dits «Fowler». L’étude en soufflerie permis une efficacité accrue de 30% par rapport à ceux du A-20. Ces volets étaient constitués d’une structure en alliage aluminium revêtus d’Alclad et permettaient un gain de 10% de la vitesse d’approche par rapport aux Fowler avec une charge alaire supérieure (60lbs/ft² soit 250kg/m²) ainsi qu’une distance de décollage réduite. Brevetés par Douglas, ils rattrapaient en partie la plus faible portance aux basses vitesses due au profil laminaire.
Volet à double fente
Aile à profil laminaire
La coopération entre Douglas et le NACA débouchera sur des tests en soufflerie avec une maquette de l’appareil au 1/8 construite au Caltech de Passadena (California Institute of Technology). Elle sera testée fin 1941 dans la toute nouvelle soufflerie HST (High Speed Tunnel) du NACA de 16 ft (4,88 m) de diamètre, située au Langley Research Center de Hampton en Virginie. On y étudiera flux laminaire, volets, stabilité longitudinale, décrochage, refroidissement, nacelles moteur en taille réelle, etc … Différentes ailes seront testées dans la soufflerie LTT (Low Turbulence Tunnel) de Langley. Les longs fuseaux moteurs monocoques sont aussi en alliage aluminium sans les structures tubulaires soudées habituelles. Là encore, le NACA intervient pour en suggérer les formes et dimensions idéales en accord avec le docteur M.U.Clauser, représentant de Douglas auprès du NACA. L’ingénieur E.N.Jacobs sera spécialement attaché au design des fuseaux moteurs imaginant même des moteurs intégrés au fuselage avec des axes de transmissions vers des hélices déportées afin de minimiser la traînée. Le concept sera d’ailleurs appliqué en 1944 sur le prototype XB-42 Mixmaster capable de voler en palier à 450 mph (724 km/h). Pour l’anecdote, Douglas fabriqua une maquette au 1/3 de la nacelle moteur, avec une hélice actionnée électriquement, pour essai dans la soufflerie du Caltech mais le refroidissement du moteur à gros débit d’eau courante provoqua la protestation de la Ville de Passadena. Heinemann calma la situation en proposant des essais répartis entre le jour et la nuit. Il persuada même le docteur Carl Lewis du NACA de faire fabriquer sa propre soufflerie Douglas de 10 ft (3,08 m) de diamètre à Langley ! Cette débauche d’ingénierie, de moyens et d’études en soufflerie participa certainement aux qualités remarquables de l’écoulement d’air sur le A-26. Pour son Model 538, Douglas en restera finalement à la formule plus classique et éprouvée des nacelles moteur attachées aux ailes. Des demi-coquilles protègent câbles et canalisations et permettent un accès simplifié aux deux couronnes de cylindres du R-2800 «Double Wasp». Plusieurs petits panneaux et trappes en facilitent la maintenance. Les moteurs sont fixés à l’avant du bâti sur six supports en acier et sont théoriquement remplaçables dans l’heure, ce qui constitue un avantage appréciable en temps de guerre. Pour un refroidissement optimal, les études en soufflerie du NACA permirent de concevoir une entrée d’air sur le bord d’attaque qui canalisait et dirigeait l’air au plus près des cylindres par un système de conduits et chicanes savamment étudié. Ces entrées d’air très aérodynamiques faisaient peu de traînée et étaient d’une efficacité inédite. Heinemann attribuait ce succès à sa coopération productive avec le NACA et en tira une grande fierté. Les conduits étaient facilement démontables en deux parties (supérieures et inférieures) pour maintenance et inspection. De grandes parties du fuselage et quelques parties des ailes et des nacelles moteur étaient revêtues de plaques en dural 3/8 » (10 mm) et 5/16 » (8 mm). Des plaques de blindage standard sont positionnées dans le fuselage au niveau de certaines cloisons du fuselage et sous les nacelles moteurs pour protéger les parties sensibles des tirs adverses.
Moteur Pratt & Whitney R-2800 «Double Wasp»
Le R-2800 était un moteur radial à piston avec 18 cylindres refroidis par air répartis en deux étoiles de 9 pour une cylindrée de 46 litres, un diamètre de 1,34m et d’un poids de 1073 kg. Sa conception était avant-gardiste au niveau des ailettes de refroidissement plus fines et plus rapprochées, usinées simultanément à l’aide de scies de fraisage à guidage automatique, directement sur les cylindres en alliage léger forgé . Elles suivaient le contour de la culasse selon une technologie mise au point par l’ingénieur britannique Roy Fedden. Plutôt que coulées dans la masse et forgées à l’ancienne, elles favorisaient le refroidissement, un enjeu majeur des moteurs radiaux de cette époque. Le R-2800 tourna pour la première fois au banc d’essai en 1937, le moteur de série n’a pas changé dans sa conception et développait au départ de 1800 à 2000cv à 2400 tours/min avec un carburateur à injection Stromberg mais il était évolutif en puissance et fut testé jusqu’à 3600cv dans ses ultimes versions. Le «Double Wasp» («double-guèpe» en français) fut développé au départ pour le fameux chasseur Vought F4U Corsair de l’US Navy qui dépassait 640km/h en palier dès octobre 1940. Il propulsa aussi un des précurseurs du A-26, le bombardier moyen Martin B-26 Marauder et d’autres avions militaires de grande qualité comme le chasseur embarqué Grumman F6F Hellcat, le chasseur d’attaque Republic P-47 Thunderbolt et le chasseur de nuit lourd Northrop P-61 Black Widow, entre autres. Il fut amélioré tout au long de la Seconde Guerre mondiale notamment avec l’adjonction d’une injection d’eau générant une surpuissance ponctuelle de secours appréciable dans certaines phases délicates du vol. Le Pratt & Whitney R-2800 est considéré comme l’un des meilleurs moteurs à piston jamais conçus et se distingue par sa vaste utilisation lors du second conflit mondial et au-delà. Il entraînait sur le A-26 une hélice tripale Hamilton Standard à vitesse constante 23E50-6359 dont la variation du pas se faisait à l’aide d’un mécanisme hydraulique complexe mais très performant dit «hydromatic». Le système fonctionnait par trois forces : variation libre du pas d’hélice par le vent relatif, renfort de cette force par un piston hydraulique dans le moyeu d’hélice, compensation hydraulique envoyée à l’arrière du piston et régulée en cabine par la commande de pas.
Hélice à pas variable «hydromatic»
Le Model 538 ayant retenu l’attention des militaires, Heinemann et l’équipe dirigée par Robert Donovan accélèrent leurs travaux pour permettre à Douglas de soumettre une offre le 28 janvier 1941 pour la construction de deux prototypes. La version de base XA-26 est le triplace de bombardement et d’attaque attendu avec nez vitré. Le second désigné XA-26A sera un biplace de chasse nocturne équipé d’un radar d’interception dans un radôme à la place du nez vitré et de canons de 20 mm. La firme californienne s’engageait à mettre en vol le premier prototype 12 mois après, puis le second prototypes accompagné deux cellules d’essai non motorisées et toute la documentation nécessaire. Au cours du mois d’avril, une maquette d’aménagement en bois à taille réelle est présentée aux militaires américains qui, très impressionnés, ne tardent pas à établir fin mai un contrat. On peut noter que le projet fut présenté au préalable le 9 avril à une délégation de la Royal Air Force britannique. Dans l’ensemble, ces présentations donnèrent satisfaction malgré la nécessité de modifications minimes dans le poste de pilotage et le report de l’inspection des moteurs (groupes motopropulseurs) qui ne put se faire que quelques semaines plus tard. Le développement du nouvel appareil est officiellement lancé. Le montant du précontrat initial est de 2 518 792 $ (environ 38 millions d’euros actuels). Il implique la construction de deux prototypes XA-26 et XA-26A à l’usine Douglas de El Segundo près de Los Angeles. L’Experimental Engineering Section de l’USAAF trouva à redire sur le prix nettement plus élevé par rapport à d’autres projets alors en développement chez d’autres constructeurs (principalement Boeing XB-29 Super Fortress et Northrop P-61 Black Widow). Mais cet écart fut justifié par le fait que les deux prototypes étaient différents au niveau du fuselage et surtout des équipements, alors que les prototypes des autres firmes étaient presque identiques entre eux. La Material Division de l’USAAF en profite néanmoins pour négocier une réduction de 12,4% du montant total, débouchant sur le contrat final W-535-AC-17946 du 2 juin 1941 d’un montant de 2 208 389 $. Une semaine plus tard, un troisième prototype dénommé XA-26B, avec un énorme canon de 75mm dans le nez, fut commandé pour la somme de 541 773 $. Lorsque les XA-26 furent contractés, il était prévu que le premier volerait en janvier 1942 mais les livraisons tardives de certains équipements comme les jambes du train principal (réceptionnées en juin), les moteurs R-2800-27, les hélices, les générateurs, les tourelles et les réservoirs auto-obturants, repoussèrent à plusieurs reprises l’assemblage final. Ce retard était dû au rationnement et à l’effort de guerre à son maximum après l’entrée en guerre des Etats Unis le 7 décembre 1941 à la suite de l’attaque japonaise sur le complexe aéronaval de Pearl Harbor. Beaucoup des sous-ensembles étaient en effet fournis à Douglas par le biais du gouvernement, en provenance d’autres firmes, et non en sous-traitance comme on pourrait le penser (Government Furnished Equipment). Cela permettait de faire baisser un peu la facture finale. Néanmoins, il était espéré que l’attention apportée à la conception d’un appareil facile à produire en grande série et l’utilisation intensive de maquettes en soufflerie permettraient de passer rapidement des prototypes à la mise en service. Mais ça n’allait pas être le cas … (à suivre)
Sources : USAAF/USAF, NACA/NASA, Douglas Aviation Company, Frederick A.Johnsen, René J.Francillon, David Doyle, Jim Mesko, napoleon130.tripode.com, legendsintheirowntime.com, L’Avionnaire.
