Quelle invention emblématique du 20e siècle désigne G-BOAG, G-BOAC, F-BVFC et le tragique F-BTSC ?
Concorde
Aérospatiale/BAC Concorde est un avion de ligne supersonique à turboréacteur qui a été exploité jusqu'en 2003. Il avait une vitesse maximale supérieure à deux fois la vitesse du son à Mach 2,04 (1 354 mph à l'altitude de croisière), avec une capacité de 92 à 128 passagers. Volé pour la première fois en 1969, le Concorde est entré en service en 1976 et a continué à voler pendant les 27 années suivantes. C'est l'un des deux seuls transports supersoniques à avoir été exploité commercialement ; l’autre est le Tupolev Tu-144 de construction soviétique, qui a fonctionné pendant une période beaucoup plus courte. Le Concorde a été développé et fabriqué conjointement par Aérospatiale et la British Aircraft Corporation (BAC) dans le cadre d'un traité anglo-français. Le nom du Concorde, qui signifie harmonie ou union, reflète la coopération sur le projet entre le Royaume-Uni et la France. Au Royaume-Uni, tout ou partie de ce type est connu simplement sous le nom de « Concorde », sans article défini. Vingt avions ont été construits, dont six prototypes et avions de développement. Air France (AF) et British Airways (BA) ont reçu chacune sept avions. La recherche et le développement n'ont pas généré de bénéfices et les deux compagnies aériennes alors publiques ont acheté l'avion à un prix très réduit. Entre autres destinations, Concorde a effectué des vols transatlantiques réguliers depuis l'aéroport d'Heathrow de Londres et l'aéroport Charles de Gaulle de Paris vers l'aéroport international John F. Kennedy de New York, l'aéroport international de Washington Dulles et l'aéroport international Grantley Adams de la Barbade ; il a parcouru ces routes en moins de la moitié du temps des autres avions de ligne. Au fil du temps, l’avion est devenu rentable lorsqu’il a trouvé une clientèle prête à payer pour des vols sur ce qui a été, pendant la majeure partie de sa carrière, l’avion de ligne commercial le plus rapide au monde. L'avion a été considéré comme une icône de l'aviation et une merveille d'ingénierie, tout en étant également critiqué pour son manque de rentabilité et son manque de marché crédible. Le Concorde a été retiré du service en 2003 après le seul accident du type en 2000, ainsi qu'après un ralentissement général de l'industrie de l'aviation commerciale, les attentats du 11 septembre 2001 et la décision d'Airbus, successeur de l'Aérospatiale et de BAC, de mettre fin au support de maintenance. . Les origines du projet Concorde remontent au début des années 1950, lorsqu'Arnold Hall, directeur du Royal Aircraft establishment (RAE), demanda à Morien Morgan de former un comité chargé d'étudier le concept de transport supersonique (SST). Le groupe s'est réuni pour la première fois en février 1954 et a remis son premier rapport en avril 1955. Küchemann a présenté l'idée lors d'une réunion à laquelle Morgan était également présent. Le pilote d'essai Eric Brown se souvient de la réaction de Morgan à la présentation, affirmant qu'il l'avait immédiatement saisie comme la solution au problème du SST. Brown considère ce moment comme la véritable naissance du projet Concorde.Eric Brown, [https://books.google.com/books?id Reflétant le traité entre les gouvernements britannique et français qui a conduit à la construction du Concorde, le nom Concorde vient du mot français concorde, qui a un équivalent anglais, concorde. Les deux mots signifient accord, harmonie ou union. Le nom a été officiellement changé en Concord par Harold Macmillan en réponse à une insulte perçue par Charles de Gaulle. Lors du déploiement français à Toulouse fin 1967, le ministre britannique de la Technologie, Tony Benn, a annoncé qu'il modifierait l'orthographe pour redevenir Concorde. Cela a créé un tollé nationaliste qui s'est calmé lorsque Benn a déclaré que le suffixe « e » représentait « l'Excellence, l'Angleterre, l'Europe et l'Entente (Cordiale) ». Dans ses mémoires, il raconte l'histoire d'une lettre d'un Écossais en colère affirmant : « [Vous] parlez du « E » pour l'Angleterre, mais une partie est fabriquée en Écosse. » Compte tenu de la contribution de l'Écosse en fournissant le cône avant de l'avion, Benn a répondu : "[I]c était aussi 'E' pour 'Écosse' (le nom français de l'Écosse) - et j'aurais pu ajouter 'e' pour extravagance et 'e'. " pour l'escalade également !" Le Concorde a également acquis une nomenclature inhabituelle pour un avion. Dans l'usage courant au Royaume-Uni, le type est connu sous le nom de Concorde sans article, plutôt que Concorde ou Concorde. Une publicité de deux pages complètes, faisant la promotion du Concorde, a été publiée dans le numéro du 29 mai 1967 d'Aviation Week & Space Technology. La publicité prévoyait un marché de 350 avions d'ici 1980 et se vantait de l'avance du Concorde sur le projet SST américain. Le consortium a obtenu des commandes (c'est-à-dire des options sans engagement) pour plus de 100 exemplaires de la version long-courrier auprès des principales compagnies aériennes de l'époque : Pan Am, BOAC et Air France étaient les clients de lancement, avec six Concorde chacun. Les autres compagnies aériennes figurant dans le carnet de commandes comprenaient Panair do Brasil, Continental Airlines, Japan Airlines, Lufthansa, American Airlines, United Airlines, Air India, Air Canada, Braniff, Singapore Airlines, Iran Air, Olympic Airways, Qantas, CAAC, Middle East Airlines, et TWA. Au moment du premier vol, la liste des options contenait 74 options provenant de 16 compagnies aériennes : La construction de deux prototypes débute en février 1965 : 001, construit par Aérospatiale à Toulouse, et 002, par BAC à Filton, Bristol. Le Concorde 001 effectue son premier vol d'essai depuis Toulouse le 2 mars 1969, piloté par André Turcat, et devient supersonique pour la première fois le 1er octobre. Le premier Concorde construit au Royaume-Uni a volé de Filton à la RAF Fairford le 9 avril 1969, piloté par Brian Trubshaw. Les deux prototypes ont été présentés au public pour la première fois les 7 et 8 juin 1969 au Salon du Bourget. Au fur et à mesure que le programme de vol avançait, 001 entreprit une tournée de vente et de démonstration le 4 septembre 1971, qui fut également la première traversée transatlantique du Concorde. Le Concorde 002 emboîte le pas le 2 juin 1972 avec une tournée au Moyen et en Extrême-Orient. Le Concorde 002 a effectué sa première visite aux États-Unis en 1973, atterrissant au nouvel aéroport régional de Dallas/Fort Worth pour marquer l'ouverture de cet aéroport. Alors que le Concorde avait initialement suscité un grand intérêt de la part des clients, le projet a été frappé par de nombreuses annulations de commandes. L'accident du Tupolev Tu-144 soviétique concurrent au salon aéronautique de Paris Le Bourget avait choqué les acheteurs potentiels, et l'inquiétude du public face aux problèmes environnementaux présentés par un avion supersonique – le bang supersonique, le bruit au décollage et la pollution – avait produit un changement dans l'opinion publique. avis des SST. En 1976, quatre pays restaient des acheteurs potentiels : la Grande-Bretagne, la France, la Chine et l’Iran. Seules Air France et British Airways (successeur de la BOAC) ont repris leurs commandes, les deux gouvernements prenant une part sur les bénéfices réalisés. Les États-Unis ont annulé le Boeing 2707, leur programme de transport supersonique rival, en 1971. Des observateurs ont suggéré que l'opposition au Concorde pour des raisons de pollution sonore avait été encouragée par le gouvernement américain, car il n'avait pas son propre concurrent. Les États-Unis, l’Inde et la Malaisie ont tous exclu les vols supersoniques du Concorde en raison de problèmes de bruit, bien que certaines de ces restrictions aient été assouplies par la suite. Le professeur Douglas Ross a qualifié les restrictions imposées aux opérations du Concorde par l'administration du président Jimmy Carter d'acte de protectionnisme de la part des constructeurs aéronautiques américains. Le Concorde a volé à une altitude de 68 000 pieds (20 700 m) lors d'un vol d'essai en juin 1973. Le Concorde a connu d'autres difficultés considérables qui ont conduit à de piètres résultats commerciaux. Les coûts avaient grimpé au cours du développement jusqu'à atteindre plus de six fois les prévisions initiales, pour atteindre un coût unitaire de 23 millions de livres sterling en 1977. Les événements mondiaux avaient également freiné les perspectives de ventes du Concorde. La crise pétrolière de 1973 a amené de nombreuses compagnies aériennes à réfléchir à deux fois avant d'acheter des avions à forte consommation de carburant. les taux; et de nouveaux avions gros-porteurs, tels que le Boeing 747, ont récemment rendu les avions subsoniques nettement plus efficaces et constituent une option à faible risque pour les compagnies aériennes. En transportant une pleine charge, le Concorde a atteint 15,8 passagers-miles par gallon de carburant, tandis que le Boeing 707 a atteint 33,3 pm/g, le Boeing 747 46,4 pm/g et le McDonnell Douglas DC-10 53,6 pm/g. Une tendance émergente dans l'industrie en faveur de billets d'avion moins chers a également amené des compagnies aériennes telles que Qantas à remettre en question l'adéquation du Concorde au marché. Le Concorde est un avion à ailes delta ogivales doté de quatre moteurs Olympus basés sur ceux utilisés dans le bombardier stratégique Avro Vulcan de la RAF. C'est l'un des rares avions commerciaux à utiliser une conception sans queue (le Tupolev Tu-144 en est un autre). Le Concorde a été le premier avion de ligne à disposer d'un système de commandes de vol (dans ce cas, analogique) électrique ; le système avionique utilisé par le Concorde était unique car il s'agissait du premier avion commercial à utiliser des circuits hybrides. Le principal concepteur du projet était Pierre Satre, avec Sir Archibald Russell comme adjoint. Concorde a été le pionnier des technologies suivantes : * Pas de groupe auxiliaire de puissance, car le Concorde ne visiterait que les grands aéroports où des chariots de démarrage au sol sont disponibles. Le Concorde devait parcourir de longues distances pour être économiquement viable ; cela nécessitait une grande efficacité. Les turboréacteurs à double flux ont été rejetés en raison de leur section transversale plus grande produisant une traînée excessive. Les turboréacteurs se sont révélés être le meilleur choix de moteurs. Le moteur utilisé était le Rolls-Royce/Snecma Olympus 593 à double bobine, un développement du moteur Bristol utilisé pour la première fois pour le bombardier Avro Vulcan, et développé en une variante supersonique à postcombustion pour le bombardier d'attaque BAC TSR-2. Le moteur proposé par Rolls-Royce pour l'avion au moment de la conception initiale du Concorde était le RB.169. L'avion utilisait des réchauffeurs (postcombustion) au décollage et pour passer par le régime transsonique supérieur et à des vitesses supersoniques, entre Mach 0,95 et Mach 1,7. Les post-combustions étaient éteintes à tout autre moment. En raison de l'inefficacité des moteurs à réaction à basse vitesse, le Concorde a brûlé deux tonnes de carburant (près de 2 % de la charge maximale de carburant) en roulant vers la piste. Le carburant utilisé est le Jet A-1. En raison de la poussée élevée produite même avec les moteurs au ralenti, seuls les deux moteurs extérieurs fonctionnaient après l'atterrissage pour faciliter le roulage et réduire l'usure des plaquettes de frein. Avec de faibles poids après l'atterrissage, l'avion ne resterait pas immobile avec les quatre moteurs au ralenti, ce qui nécessiterait les freins. à appliquer en continu pour empêcher l’avion de bouger. La conception de l'admission des moteurs du Concorde était particulièrement critique. Les admissions devaient fournir de faibles niveaux de distorsion (pour éviter les surtensions du moteur) et un rendement élevé pour toutes les températures ambiantes susceptibles d'être respectées en croisière. Ils devaient fournir des performances subsoniques adéquates pour la croisière de déroutement et une faible distorsion du moteur au décollage. Ils devaient également fournir un chemin alternatif pour l'excès d'air d'admission pendant l'étranglement ou l'arrêt du moteur. Les caractéristiques d'admission variables requises pour répondre à toutes ces exigences comprenaient des rampes avant et arrière, une porte de décharge, une entrée auxiliaire et une rampe de purge vers la buse d'échappement. Une panne moteur provoque des problèmes sur les avions subsoniques conventionnels ; non seulement l'avion perd de la poussée de ce côté, mais le moteur crée une traînée, provoquant un lacet et une inclinaison de l'avion dans la direction du moteur en panne. Si cela était arrivé au Concorde à des vitesses supersoniques, cela aurait théoriquement pu provoquer une panne catastrophique de la cellule. Bien que les simulations informatiques prévoyaient des problèmes considérables, en pratique, le Concorde pouvait arrêter les deux moteurs du même côté de l'avion à Mach 2 sans les difficultés prévues. Lors d'une panne moteur, l'admission d'air requise est pratiquement nulle. Ainsi, sur le Concorde, la panne moteur a été contrée par l'ouverture de la porte de déversement auxiliaire et l'extension complète des rampes, qui ont dévié l'air vers le bas au-delà du moteur, gagnant en portance et minimisant la traînée. . Les pilotes du Concorde étaient régulièrement formés pour gérer une double panne moteur. Les unités de contrôle d'admission d'air (AICU) du Concorde utilisaient un processeur numérique pour fournir la précision nécessaire au contrôle de l'admission. Il s'agissait de la première utilisation au monde d'un processeur numérique permettant de contrôler pleinement un système essentiel dans un avion de ligne. Il a été développé par la division Electronics and Space Systems (ESS) de la British Aircraft Corporation après qu'il est devenu évident que les AICU analogiques installées sur le prototype d'avion et développées par Ultra Electronics se sont révélées insuffisamment précises pour les tâches à accomplir. Le système de contrôle moteur à poussée électrique du Concorde a également été développé par Ultra Electronics. La compression de l'air sur les surfaces extérieures a provoqué un échauffement de la cabine pendant le vol. Chaque surface, comme les fenêtres et les panneaux, était chaude au toucher à la fin du vol. Outre les moteurs, la partie la plus chaude de la structure de tout avion supersonique, en raison de l’échauffement aérodynamique, est le nez. Les ingénieurs ont utilisé du Hiduminium R.R. 58, un alliage d'aluminium, dans tout l'avion en raison de sa familiarité, de son coût et de sa facilité de construction. La température la plus élevée que l'aluminium pouvait supporter au cours de la durée de vie de l'avion était de 127 °C, ce qui limitait la vitesse de pointe à Mach 2,02. Le Concorde a subi deux cycles de chauffage et de refroidissement au cours d'un vol, d'abord en se refroidissant à mesure qu'il prenait de l'altitude, puis en se réchauffant après être devenu supersonique. L’inverse s’est produit lors de la descente et du ralentissement. Cela a dû être pris en compte dans la modélisation métallurgique et en fatigue. Un banc d'essai a été construit pour chauffer à plusieurs reprises une section grandeur nature de l'aile, puis la refroidir, et périodiquement des échantillons de métal ont été prélevés pour des tests. La cellule du Concorde a été conçue pour une durée de vie de 45 000 heures de vol. En raison de la compression de l'air devant l'avion alors qu'il voyageait à une vitesse supersonique, le fuselage s'est réchauffé et s'est dilaté jusqu'à 300 mm (presque 1 pi). La manifestation la plus évidente de ceci était un espace qui s'est ouvert dans le poste de pilotage entre la console du mécanicien navigant et la cloison. Sur certains avions qui effectuaient un vol supersonique à la retraite, les ingénieurs navigants plaçaient leurs capuchons dans cet espace élargi, coinçant le capuchon lorsqu'il rétrécissait à nouveau. Pour garder la cabine fraîche, le Concorde utilisait le carburant comme dissipateur thermique pour la chaleur de la climatisation. La même méthode a également refroidi le système hydraulique. Pendant le vol supersonique, les surfaces à l'avant du cockpit devenaient chauffées et une visière était utilisée pour empêcher une grande partie de cette chaleur d'atteindre directement le cockpit. Le Concorde avait des restrictions en matière de livrée ; la majorité de la surface a dû être recouverte d'une peinture blanche hautement réfléchissante pour éviter la surchauffe de la structure en aluminium due aux effets thermiques du vol supersonique à Mach 2. La finition blanche a réduit la température de la peau de 6 à 11 degrés Celsius. En 1996, Air France a brièvement peint le F-BTSD dans une livrée à dominante bleue, à l'exception des ailes, dans le cadre d'un accord promotionnel avec Pepsi. Dans ce schéma de peinture, il était conseillé à Air France de rester à Mach 2 pendant 20 minutes maximum à la fois, mais il n'y avait aucune restriction à des vitesses inférieures à Mach 1,7. Le F-BTSD a été utilisé car il n'était pas prévu pour des vols longs nécessitant des opérations prolongées à Mach 2. Pour voler sans escale à travers l’océan Atlantique, le Concorde avait besoin de la plus grande portée supersonique de tous les avions. Ceci a été réalisé grâce à une combinaison de moteurs très efficaces à des vitesses supersoniques, un fuselage élancé avec un rapport de finesse élevé et une forme d'aile complexe pour un rapport portance/traînée élevé. Cela nécessitait également de transporter seulement une charge utile modeste et une capacité de carburant élevée, et l'avion était réglé avec précision pour éviter une traînée inutile. Néanmoins, peu de temps après le début du vol du Concorde, un modèle Concorde « B » a été conçu avec une capacité de carburant légèrement plus grande et des ailes légèrement plus grandes avec des lattes de bord d'attaque pour améliorer les performances aérodynamiques à toutes les vitesses, dans le but d'élargir la gamme pour atteindre des marchés dans de nouvelles régions. . Il comportait des moteurs plus puissants avec une insonorisation et sans la post-combustion bruyante et gourmande en carburant. On a supposé qu'il était raisonnablement possible de créer un moteur avec un gain d'efficacité allant jusqu'à 25 % par rapport au Rolls-Royce/Snecma Olympus 593. Cela aurait donné une autonomie supplémentaire de 500 milles et une charge utile plus importante, rendant ainsi possibles de nouvelles routes commerciales. Celui-ci a été annulé en partie à cause des mauvaises ventes du Concorde, mais aussi de la hausse des coûts de l'aviation.
Aérospatiale/BAC Concorde est un avion de ligne supersonique à turboréacteur qui a été exploité jusqu'en 2003. Il avait une vitesse maximale supérieure à deux fois la vitesse du son à Mach 2,04 (1 354 mph à l'altitude de croisière), avec une capacité de 92 à 128 passagers. Volé pour la première fois en 1969, le Concorde est entré en service en 1976 et a continué à voler pendant les 27 années suivantes. C'est l'un des deux seuls transports supersoniques à avoir été exploité commercialement ; l’autre est le Tupolev Tu-144 de construction soviétique, qui a fonctionné pendant une période beaucoup plus courte.
Le Concorde a été développé et fabriqué conjointement par Aérospatiale et la British Aircraft Corporation (BAC) dans le cadre d'un traité anglo-français. Le nom du Concorde, qui signifie harmonie ou union, reflète la coopération sur le projet entre le Royaume-Uni et la France. Au Royaume-Uni, tout ou partie de ce type est connu simplement sous le nom de « Concorde », sans article défini. Vingt avions ont été construits, dont six prototypes et avions de développement. Air France (AF) et British Airways (BA) ont reçu chacune sept avions. La recherche et le développement n'ont pas généré de bénéfices et les deux compagnies aériennes alors publiques ont acheté l'avion à un prix très réduit.
Entre autres destinations, Concorde a effectué des vols transatlantiques réguliers depuis l'aéroport d'Heathrow de Londres et l'aéroport Charles de Gaulle de Paris vers l'aéroport international John F. Kennedy de New York, l'aéroport international de Washington Dulles et l'aéroport international Grantley Adams de la Barbade ; il a parcouru ces routes en moins de la moitié du temps des autres avions de ligne. Au fil du temps, l’avion est devenu rentable lorsqu’il a trouvé une clientèle prête à payer pour des vols sur ce qui a été, pendant la majeure partie de sa carrière, l’avion de ligne commercial le plus rapide au monde. L'avion a été considéré comme une icône de l'aviation et une merveille d'ingénierie, tout en étant également critiqué pour son manque de rentabilité et son manque de marché crédible.
Le Concorde a été retiré du service en 2003 après le seul accident du type en 2000, ainsi qu'après un ralentissement général de l'industrie de l'aviation commerciale, les attentats du 11 septembre 2001 et la décision d'Airbus, successeur de l'Aérospatiale et de BAC, de mettre fin au support de maintenance. .
Développement
Premières études
Les origines du projet Concorde remontent au début des années 1950, lorsqu'Arnold Hall, directeur du Royal Aircraft establishment (RAE), demanda à Morien Morgan de former un comité chargé d'étudier le concept de transport supersonique (SST). Le groupe s'est réuni pour la première fois en février 1954 et a remis son premier rapport en avril 1955.
À l'époque, on savait que la traînée aux vitesses supersoniques était fortement liée à l'envergure de l'aile. En particulier, les travaux de R. T. Jones au NACA l'ont démontré en profondeur. Cela a conduit à l’utilisation d’ailes rectangulaires très courtes et très fines, comme celles que l’on voit sur les gouvernes de nombreux missiles, ou dans des avions comme le Lockheed F-104 Starfighter ou l’Avro 730 étudiés par l’équipe. L'équipe a décrit une configuration de base qui ressemblait à un Avro 730 agrandi.
Cette même courte portée produisait très peu de portance à basse vitesse, ce qui entraînait des décollages extrêmement longs et des vitesses d'atterrissage effrayantes. Dans une conception SST, cela aurait nécessité une énorme puissance moteur pour décoller des pistes existantes, et pour fournir le carburant nécessaire, il en résulterait « des avions horriblement gros ». Sur cette base, le groupe a considéré le concept d'un SST irréalisable et a plutôt suggéré de poursuivre les études de bas niveau sur l'aérodynamique supersonique.
Deltas minces
Peu de temps après, Johanna Weber et Dietrich Küchemann du RAE ont publié une série de rapports sur une nouvelle forme de plan d'aile, connue au Royaume-Uni sous le nom de concept de « delta élancé ». L'équipe, dont Eric Maskell, a travaillé sur le fait que les ailes delta peuvent produire de puissants vortex sur leurs surfaces supérieures à des angles d'attaque élevés. Le vortex réduira la pression de l’air et entraînera une augmentation considérable de la portance. Cet effet avait été remarqué auparavant, notamment par Chuck Yeager dans le Convair XF-92, mais ses qualités n'avaient pas été pleinement appréciées. Weber a suggéré qu'il ne s'agissait pas d'une simple curiosité et que l'effet pourrait être délibérément utilisé pour améliorer les performances à basse vitesse.
Les articles de Küchemann et Weber ont changé la nature même de la conception supersonique presque du jour au lendemain. Bien que le delta ait déjà été utilisé sur des avions avant ce point, ces conceptions utilisaient des formes en plan qui n'étaient pas très différentes d'une aile en flèche de même envergure. Considérons en particulier l'Electric Lightning anglais, dont l'aile peut être considérée comme un rectangle très en flèche, ou un delta avec une encoche découpée dans la racine. Weber a noté que la portance du vortex était augmentée par la longueur de l'aile sur laquelle il devait opérer, ce qui suggérait que l'effet serait maximisé en étendant l'aile le long du fuselage aussi loin que possible. Une telle configuration aurait toujours de bonnes performances supersoniques inhérentes à la courte portée, tout en offrant également des vitesses de décollage et d'atterrissage raisonnables grâce à la génération de vortex. Le seul inconvénient d'une telle conception est que l'avion devrait décoller et atterrir très "nez haut" pour générer la portance vortex requise, ce qui a conduit à des questions sur les qualités de maniabilité à basse vitesse d'une telle conception. Il lui faudrait également un train d'atterrissage long pour produire les angles requis tout en restant sur la piste.
Küchemann a présenté l'idée lors d'une réunion à laquelle Morgan était également présent. Le pilote d'essai Eric Brown se souvient de la réaction de Morgan à la présentation, affirmant qu'il l'avait immédiatement saisie comme la solution au problème du SST. Brown considère ce moment comme la véritable naissance du projet Concorde.Eric Brown, [https://books.google.com/books?id
MMEK1jwD03AC&pg=PT121 "Wings On My Sleeve"], Hachette UK, 2008, fin du chapitre 12
Comité consultatif sur le transport supersonique
Le 1er octobre 1956, le ministère de l'Approvisionnement demanda à Morgan de former un nouveau groupe d'étude, le Supersonic Transport Advisory Committee (STAC), dans le but explicite de développer une conception pratique du SST et de trouver des partenaires industriels pour la construire. Lors de la toute première réunion, le 5 novembre 1956, la décision fut prise de financer le développement d'un avion sur banc d'essai pour examiner les performances à basse vitesse du delta élancé, un contrat qui aboutit finalement à la production du Handley Page HP.115. Cet avion démontrerait finalement un contrôle sûr à des vitesses aussi basses que 69 mph, soit environ ⅓ de celle du F-104 Starfighter.
Le STAC a déclaré qu'un SST aurait des performances économiques similaires à celles des types subsoniques existants. Même s’ils consommeraient plus de carburant en croisière, ils seraient capables d’effectuer plus de sorties sur une période de temps donnée, ce qui signifierait qu’il faudrait moins d’avions pour desservir une route particulière. Cela resterait économiquement avantageux tant que le carburant ne représenterait qu’un faible pourcentage des coûts d’exploitation, comme c’était le cas à l’époque. Le STAC a suggéré que deux modèles étaient naturellement tombés en panne, un modèle transatlantique volant à environ Mach 2 et une version à plus courte portée volant peut-être à Mach 1,2. Morgan a suggéré qu'un SST transatlantique de 150 passagers coûterait entre 75 et 90 millions de livres sterling pour être développé jusqu'à la production et être mis en service en 1970. La version plus petite de 100 passagers à courte distance coûterait peut-être entre 50 et 80 millions de livres sterling et serait prête. pour le service en 1968. Pour respecter ce calendrier, le développement devrait commencer en 1960, avec des contrats de production attribués en 1962. Morgan a fortement suggéré que les États-Unis étaient déjà impliqués dans un projet similaire et que si le Royaume-Uni ne répondait pas, il serait exclu d'un marché d'avions de ligne qui, selon lui, serait dominé par les avions SST.
En 1959, un contrat d'étude fut attribué à Hawker Siddeley et Bristol pour des conceptions préliminaires basées sur le concept delta élancé, qui se développèrent sous le nom de HSA.1000 et Bristol 198. Armstrong Whitworth répondit également avec une conception interne, le M-Wing, pour le catégorie à plus courte portée et vitesse inférieure. Même à cette époque précoce, le groupe STAC et le gouvernement recherchaient des partenaires pour développer les conceptions. En septembre 1959, Hawker contacte Lockheed, et après la création de British Aircraft Corporation en 1960, l'ancienne équipe de Bristol entame immédiatement des discussions avec Boeing, General Dynamics, Douglas Aircraft et Sud Aviation.
Plan en doucine sélectionné
Küchemann et d'autres du RAE ont continué leur travail sur le delta élancé, en considérant trois formes de base : le delta classique à bord droit, le « delta gothique » qui a été arrondi vers l'extérieur pour apparaître comme un arc gothique, et « l'aile ogivale » qui a été arrondie en forme de doucine. Chacune de ces formes de plan avait ses propres avantages et inconvénients en termes d'aérodynamisme. Au fur et à mesure qu'ils travaillaient avec ces formes, une préoccupation pratique est devenue si importante qu'elle a obligé à choisir l'un de ces modèles.
Généralement, on souhaite que le centre de pression de l'aile (CP, ou « point de portance ») soit proche du centre de gravité de l'avion (CG, ou « point d'équilibre ») pour réduire la quantité de force de contrôle nécessaire pour lancer l'avion. À mesure que la configuration de l'avion change au cours de la phase de conception, il est courant que le CG se déplace vers l'avant ou vers l'arrière. Avec une conception d'aile normale, ce problème peut être résolu en déplaçant légèrement l'aile vers l'avant ou vers l'arrière pour en tenir compte. Ou, plus rarement, en la "pliant" pour la remettre en position. Les exemples incluent le Douglas DC-3 et le Messerschmitt Me 262. Avec une aile delta sur la majeure partie de la longueur du fuselage, ce n'était plus facile ; déplacer l'aile la laisserait devant le nez ou derrière la queue. En étudiant les différentes configurations en termes de modifications du centre de gravité, à la fois lors de la conception et des modifications dues à la consommation de carburant pendant le vol, la forme du plan en ogée est immédiatement apparue.
Tandis que la forme du plan de l'aile évoluait, le concept de base du SST évoluait également. Le Type 198 original de Bristol était un petit modèle avec une aile delta élancée presque pure, mais a évolué vers le plus grand Type 223 avec une aile ogivale et des canards également.
Partenariat avec Sud
À cette époque, des préoccupations politiques et économiques similaires en France avaient conduit à leurs propres plans SST. À la fin des années 1950, le gouvernement a demandé des conceptions aux sociétés gouvernementales Sud et Nord, ainsi qu'à Dassault. Cela a apparemment eu lieu en 1957, selon la déclaration peu claire de Conway sur « l'année suivante » qui fait apparemment référence à la première réunion du STAC. à la fin de 1956. Les trois modèles retournèrent basés sur le delta élancé de Küchemann et Weber ; Nord a suggéré un modèle propulsé par un statoréacteur volant à Mach 3, les deux autres étaient des modèles Mach 2 propulsés par réaction qui étaient similaires les uns aux autres. Parmi les trois, la Super-Caravelle de Sud Aviation a remporté le concours de design avec un modèle de moyenne portée délibérément dimensionné pour éviter la concurrence avec les modèles transatlantiques américains dont ils pensaient qu'ils étaient déjà sur la planche à dessin.
Dès la conception terminée, en avril 1960, Pierre Satre, directeur technique de l'entreprise, est envoyé à Bristol pour discuter d'un partenariat. Bristol a été surpris de constater que l'équipe Sud avait conçu un avion très similaire après avoir examiné le problème du SST et être parvenue aux mêmes conclusions que les équipes de Bristol et du STAC en termes d'économie. Il a été révélé plus tard que le rapport original du STAC, intitulé « For UK Eyes Only », avait été secrètement transmis aux Français pour gagner les faveurs politiques. Sud a apporté des modifications mineures au document et l'a présenté comme son propre travail.
Sans surprise, les deux équipes ont trouvé de nombreux points sur lesquels s’entendre. Les Français n'avaient pas de gros réacteurs modernes et avaient déjà conclu qu'ils achèteraient de toute façon un modèle britannique (comme ils l'avaient fait pour la Caravelle subsonique précédente). Comme aucune des deux sociétés n'avait d'expérience dans l'utilisation de métaux à haute température pour les cellules d'avion, une vitesse maximale d'environ Mach 2 a été sélectionnée pour permettre l'utilisation de l'aluminium : au-dessus de cette vitesse, la friction avec l'air réchauffe tellement le métal que l'aluminium commence à se ramollir. Cette vitesse inférieure accélérerait également le développement et permettrait à leur conception de voler avant les Américains. Finalement, toutes les personnes impliquées ont convenu que l'aile en forme de doucine de Küchemann était la bonne.
Les seuls désaccords concernaient la taille et la portée. L'équipe britannique se concentrait toujours sur un modèle pouvant accueillir 150 passagers desservant les routes transatlantiques, alors que les Français les évitaient délibérément. Cependant, cela ne s’est pas révélé être l’obstacle qu’on aurait pu croire ; des composants communs pourraient être utilisés dans les deux conceptions, la version à plus courte portée utilisant un fuselage clipsé et quatre moteurs, la version plus longue avec un fuselage étiré et six moteurs, ne laissant que l'aile à repenser en profondeur. Les équipes ont continué à se rencontrer jusqu'en 1961, et à cette époque, il était clair que les deux avions seraient considérablement plus similaires malgré des distances et des dispositions de sièges différentes. Une conception unique a émergé, différant principalement par la charge de carburant. Des moteurs Bristol Siddeley Olympus plus puissants, en cours de développement pour le TSR-2, permettaient à l'un ou l'autre modèle d'être propulsé par seulement quatre moteurs.
Réponse du Cabinet, traité
Pendant que les équipes de développement se réunissaient, le ministre français des Travaux publics et des Transports, Robert Buron, rencontrait le ministre britannique de l'Aviation, Peter Thorneycroft, et Thorneycroft a rapidement révélé au cabinet que les Français étaient beaucoup plus sérieux au sujet d'un partenariat que n'importe quelle entreprise américaine. Les différentes entreprises américaines ne s'étaient pas montrées intéressées par une telle entreprise, probablement en raison de la conviction que le gouvernement financerait le développement et désapprouverait tout partenariat avec une entreprise européenne, et du risque de « céder » le leadership technologique américain à un partenaire européen. .
Lorsque les plans du STAC ont été présentés au cabinet britannique, ils ont suscité une réaction très négative. Les considérations économiques ont été considérées comme très discutables, d'autant plus qu'elles étaient basées sur des coûts de développement, désormais estimés à 150 millions de livres sterling, qui ont été dépassés à plusieurs reprises dans l'industrie. Le ministère du Trésor, en particulier, a présenté un point de vue très négatif, suggérant que le projet n'aurait en aucun cas des retombées financières positives pour le gouvernement, surtout à la lumière du fait que « le passé de l'industrie en matière d'estimations trop optimistes (y compris l'histoire récente du TSR.2) suggère qu'il serait prudent de considérer que le [coût] de 150 millions de livres sterling s'avère beaucoup trop faible."
Cette préoccupation a conduit à un examen indépendant du projet par le Comité sur la recherche et le développement scientifiques civils, qui s'est réuni sur le sujet entre juillet et septembre 1962. Le Comité a finalement rejeté les arguments économiques, y compris les considérations de soutien à l'industrie avancées par Thorneycroft. Leur rapport d'octobre indiquait qu'il était peu probable qu'il y ait un résultat économique positif direct, mais que le projet devait quand même être envisagé pour la simple raison que tous les autres devenaient supersoniques et qu'ils craignaient d'être exclus des marchés futurs. À l’inverse, il semblait que le projet n’aurait probablement pas d’impact significatif sur d’autres efforts de recherche plus importants.
Après de nombreux débats, la décision d’aller de l’avant est finalement tombée sur un improbable opportunisme politique. À l'époque, le Royaume-Uni faisait pression pour être admis au Marché commun européen, qui était contrôlé par Charles de Gaulle qui estimait que les relations spéciales du Royaume-Uni avec les États-Unis les rendaient inacceptables dans un groupe paneuropéen. Le Cabinet a estimé que la signature d’un accord avec Sud ouvrirait la voie à l’entrée dans le Marché commun, et c’est devenu la principale raison décisive pour aller de l’avant avec l’accord. C’est cette conviction qui avait conduit les documents originaux du STAC à être divulgués aux Français. Cependant, De Gaulle a évoqué l'origine européenne du design et a continué à bloquer l'entrée du Royaume-Uni dans le Marché commun.
Le projet de développement a été négocié comme un traité international entre les deux pays plutôt que comme un accord commercial entre entreprises et comprenait une clause, initialement demandée par le Royaume-Uni, imposant de lourdes pénalités en cas d'annulation. Un projet de traité est signé le 29 novembre 1962.
Appellation
Reflétant le traité entre les gouvernements britannique et français qui a conduit à la construction du Concorde, le nom Concorde vient du mot français concorde, qui a un équivalent anglais, concorde. Les deux mots signifient accord, harmonie ou union. Le nom a été officiellement changé en Concord par Harold Macmillan en réponse à une insulte perçue par Charles de Gaulle. Lors du déploiement français à Toulouse fin 1967, le ministre britannique de la Technologie, Tony Benn, a annoncé qu'il modifierait l'orthographe pour redevenir Concorde. Cela a créé un tollé nationaliste qui s'est calmé lorsque Benn a déclaré que le suffixe « e » représentait « l'Excellence, l'Angleterre, l'Europe et l'Entente (Cordiale) ». Dans ses mémoires, il raconte l'histoire d'une lettre d'un Écossais en colère affirmant : « [Vous] parlez du « E » pour l'Angleterre, mais une partie est fabriquée en Écosse. » Compte tenu de la contribution de l'Écosse en fournissant le cône avant de l'avion, Benn a répondu : "[I]c était aussi 'E' pour 'Écosse' (le nom français de l'Écosse) - et j'aurais pu ajouter 'e' pour extravagance et 'e'. " pour l'escalade également !"
Le Concorde a également acquis une nomenclature inhabituelle pour un avion. Dans l'usage courant au Royaume-Uni, le type est connu sous le nom de Concorde sans article, plutôt que Concorde ou Concorde.
Efforts de vente
Dans un premier temps, le nouveau consortium avait l'intention de produire une version à longue portée et une version à courte portée. Cependant, les clients potentiels n'ont montré aucun intérêt pour la version à courte portée et celle-ci a été abandonnée.
Une publicité de deux pages complètes, faisant la promotion du Concorde, a été publiée dans le numéro du 29 mai 1967 d'Aviation Week & Space Technology. La publicité prévoyait un marché de 350 avions d'ici 1980 et se vantait de l'avance du Concorde sur le projet SST américain.
Le consortium a obtenu des commandes (c'est-à-dire des options sans engagement) pour plus de 100 exemplaires de la version long-courrier auprès des principales compagnies aériennes de l'époque : Pan Am, BOAC et Air France étaient les clients de lancement, avec six Concorde chacun. Les autres compagnies aériennes figurant dans le carnet de commandes comprenaient Panair do Brasil, Continental Airlines, Japan Airlines, Lufthansa, American Airlines, United Airlines, Air India, Air Canada, Braniff, Singapore Airlines, Iran Air, Olympic Airways, Qantas, CAAC, Middle East Airlines, et TWA. Au moment du premier vol, la liste des options contenait 74 options provenant de 16 compagnies aériennes :
Essai
Le travail de conception s'est appuyé sur un programme de recherche antérieur étudiant les caractéristiques de vol des ailes delta à faible rapport. Un Fairey Delta 2 supersonique a été modifié et - comme le BAC 221 - a été utilisé pour les essais en vol du domaine de vol à grande vitesse, le Handley Page HP.115 a également fourni des informations précieuses sur les performances à basse vitesse.
La construction de deux prototypes débute en février 1965 : 001, construit par Aérospatiale à Toulouse, et 002, par BAC à Filton, Bristol. Le Concorde 001 effectue son premier vol d'essai depuis Toulouse le 2 mars 1969, piloté par André Turcat, et devient supersonique pour la première fois le 1er octobre. Le premier Concorde construit au Royaume-Uni a volé de Filton à la RAF Fairford le 9 avril 1969, piloté par Brian Trubshaw. Les deux prototypes ont été présentés au public pour la première fois les 7 et 8 juin 1969 au Salon du Bourget. Au fur et à mesure que le programme de vol avançait, 001 entreprit une tournée de vente et de démonstration le 4 septembre 1971, qui fut également la première traversée transatlantique du Concorde. Le Concorde 002 emboîte le pas le 2 juin 1972 avec une tournée au Moyen et en Extrême-Orient. Le Concorde 002 a effectué sa première visite aux États-Unis en 1973, atterrissant au nouvel aéroport régional de Dallas/Fort Worth pour marquer l'ouverture de cet aéroport.
Alors que le Concorde avait initialement suscité un grand intérêt de la part des clients, le projet a été frappé par de nombreuses annulations de commandes. L'accident du Tupolev Tu-144 soviétique concurrent au salon aéronautique de Paris Le Bourget avait choqué les acheteurs potentiels, et l'inquiétude du public face aux problèmes environnementaux présentés par un avion supersonique – le bang supersonique, le bruit au décollage et la pollution – avait produit un changement dans l'opinion publique. avis des SST. En 1976, quatre pays restaient des acheteurs potentiels : la Grande-Bretagne, la France, la Chine et l’Iran. Seules Air France et British Airways (successeur de la BOAC) ont repris leurs commandes, les deux gouvernements prenant une part sur les bénéfices réalisés.
Les États-Unis ont annulé le Boeing 2707, leur programme de transport supersonique rival, en 1971. Des observateurs ont suggéré que l'opposition au Concorde pour des raisons de pollution sonore avait été encouragée par le gouvernement américain, car il n'avait pas son propre concurrent. Les États-Unis, l’Inde et la Malaisie ont tous exclu les vols supersoniques du Concorde en raison de problèmes de bruit, bien que certaines de ces restrictions aient été assouplies par la suite. Le professeur Douglas Ross a qualifié les restrictions imposées aux opérations du Concorde par l'administration du président Jimmy Carter d'acte de protectionnisme de la part des constructeurs aéronautiques américains. Le Concorde a volé à une altitude de 68 000 pieds (20 700 m) lors d'un vol d'essai en juin 1973.
Le Concorde a connu d'autres difficultés considérables qui ont conduit à de piètres résultats commerciaux. Les coûts avaient grimpé au cours du développement jusqu'à atteindre plus de six fois les prévisions initiales, pour atteindre un coût unitaire de 23 millions de livres sterling en 1977. Les événements mondiaux avaient également freiné les perspectives de ventes du Concorde. La crise pétrolière de 1973 a amené de nombreuses compagnies aériennes à réfléchir à deux fois avant d'acheter des avions à forte consommation de carburant. les taux; et de nouveaux avions gros-porteurs, tels que le Boeing 747, ont récemment rendu les avions subsoniques nettement plus efficaces et constituent une option à faible risque pour les compagnies aériennes. En transportant une pleine charge, le Concorde a atteint 15,8 passagers-miles par gallon de carburant, tandis que le Boeing 707 a atteint 33,3 pm/g, le Boeing 747 46,4 pm/g et le McDonnell Douglas DC-10 53,6 pm/g. Une tendance émergente dans l'industrie en faveur de billets d'avion moins chers a également amené des compagnies aériennes telles que Qantas à remettre en question l'adéquation du Concorde au marché.
Conception
Caractéristiques générales
Le Concorde est un avion à ailes delta ogivales doté de quatre moteurs Olympus basés sur ceux utilisés dans le bombardier stratégique Avro Vulcan de la RAF. C'est l'un des rares avions commerciaux à utiliser une conception sans queue (le Tupolev Tu-144 en est un autre). Le Concorde a été le premier avion de ligne à disposer d'un système de commandes de vol (dans ce cas, analogique) électrique ; le système avionique utilisé par le Concorde était unique car il s'agissait du premier avion commercial à utiliser des circuits hybrides. Le principal concepteur du projet était Pierre Satre, avec Sir Archibald Russell comme adjoint.
Concorde a été le pionnier des technologies suivantes :
Pour une vitesse élevée et une optimisation du vol :
* Ailes en forme de double delta (ogée/ogivale)
* Système de rampe d'admission d'air moteur variable contrôlé par des ordinateurs numériques
* Capacité de super-croisière
* Moteurs à poussée électrique, prédécesseurs des moteurs actuels contrôlés par FADEC
* Section à nez tombant pour une meilleure visibilité à l'atterrissage
Pour un gain de poids et des performances améliorées :
* Vitesse de croisière de Mach 2,04 (~ 2 179 km/h) pour une consommation de carburant optimale (traînée supersonique minimale bien que les turboréacteurs soient plus efficaces à vitesse plus élevée) La consommation de carburant à Mach 2,0 et à une altitude de 60 000 pieds (18 000 m) était de 4 800 gallons par heure. (22 000 L/heure).
* Construction principalement en aluminium pour un faible poids et une fabrication conventionnelle (des vitesses plus élevées auraient exclu l'aluminium)
* Pilote automatique à régime complet et automanette permettant un contrôle « sans intervention » de l'avion de la montée à l'atterrissage
* Systèmes de commandes de vol analogiques entièrement commandés électriquement
* Système hydraulique haute pression de 28 MPa (4 000 lbf/in²) pour des composants hydrauliques plus légers, systèmes indépendants triplés ("Bleu", "Vert" et "Jaune") pour la redondance, avec une turbine à air dynamique (RAT) de secours stockée dans le carénage du cric elevon intérieur du port fournissant "Vert" et "Jaune" en secours.
* Calculateur de données aérodynamiques complexe (ADC) pour le suivi et la transmission automatisés de mesures aérodynamiques (pression totale, pression statique, angle d'attaque, dérapage).
* Système de freinage analogique entièrement commandé électriquement
* Compensation de tangage en déplaçant le carburant autour du fuselage pour le contrôle du centre de gravité (CofG) à l'approche de Mach 1 et plus sans pénalité de traînée.
* Pièces fabriquées à l'aide de « fraisage de sculpture », réduisant le nombre de pièces tout en économisant du poids et en ajoutant de la résistance.
* Pas de groupe auxiliaire de puissance, car le Concorde ne visiterait que les grands aéroports où des chariots de démarrage au sol sont disponibles.
Centrale électrique
Le Concorde devait parcourir de longues distances pour être économiquement viable ; cela nécessitait une grande efficacité. Les turboréacteurs à double flux ont été rejetés en raison de leur section transversale plus grande produisant une traînée excessive. Les turboréacteurs se sont révélés être le meilleur choix de moteurs. Le moteur utilisé était le Rolls-Royce/Snecma Olympus 593 à double bobine, un développement du moteur Bristol utilisé pour la première fois pour le bombardier Avro Vulcan, et développé en une variante supersonique à postcombustion pour le bombardier d'attaque BAC TSR-2. Le moteur proposé par Rolls-Royce pour l'avion au moment de la conception initiale du Concorde était le RB.169.
L'avion utilisait des réchauffeurs (postcombustion) au décollage et pour passer par le régime transsonique supérieur et à des vitesses supersoniques, entre Mach 0,95 et Mach 1,7. Les post-combustions étaient éteintes à tout autre moment. En raison de l'inefficacité des moteurs à réaction à basse vitesse, le Concorde a brûlé deux tonnes de carburant (près de 2 % de la charge maximale de carburant) en roulant vers la piste. Le carburant utilisé est le Jet A-1. En raison de la poussée élevée produite même avec les moteurs au ralenti, seuls les deux moteurs extérieurs fonctionnaient après l'atterrissage pour faciliter le roulage et réduire l'usure des plaquettes de frein. Avec de faibles poids après l'atterrissage, l'avion ne resterait pas immobile avec les quatre moteurs au ralenti, ce qui nécessiterait les freins. à appliquer en continu pour empêcher l’avion de bouger.
La conception de l'admission des moteurs du Concorde était particulièrement critique. Les admissions devaient fournir de faibles niveaux de distorsion (pour éviter les surtensions du moteur) et un rendement élevé pour toutes les températures ambiantes susceptibles d'être respectées en croisière. Ils devaient fournir des performances subsoniques adéquates pour la croisière de déroutement et une faible distorsion du moteur au décollage. Ils devaient également fournir un chemin alternatif pour l'excès d'air d'admission pendant l'étranglement ou l'arrêt du moteur. Les caractéristiques d'admission variables requises pour répondre à toutes ces exigences comprenaient des rampes avant et arrière, une porte de décharge, une entrée auxiliaire et une rampe de purge vers la buse d'échappement.
En plus de fournir de l'air au moteur, l'admission fournissait également de l'air via la rampe de purge jusqu'à la tuyère de propulsion. La conception de l'éjecteur de buse (ou aérodynamique), avec une zone de sortie variable et un flux secondaire provenant de l'admission, a contribué à une bonne efficacité d'expansion du décollage à la croisière.
Une panne moteur provoque des problèmes sur les avions subsoniques conventionnels ; non seulement l'avion perd de la poussée de ce côté, mais le moteur crée une traînée, provoquant un lacet et une inclinaison de l'avion dans la direction du moteur en panne. Si cela était arrivé au Concorde à des vitesses supersoniques, cela aurait théoriquement pu provoquer une panne catastrophique de la cellule. Bien que les simulations informatiques prévoyaient des problèmes considérables, en pratique, le Concorde pouvait arrêter les deux moteurs du même côté de l'avion à Mach 2 sans les difficultés prévues. Lors d'une panne moteur, l'admission d'air requise est pratiquement nulle. Ainsi, sur le Concorde, la panne moteur a été contrée par l'ouverture de la porte de déversement auxiliaire et l'extension complète des rampes, qui ont dévié l'air vers le bas au-delà du moteur, gagnant en portance et minimisant la traînée. . Les pilotes du Concorde étaient régulièrement formés pour gérer une double panne moteur.
Les unités de contrôle d'admission d'air (AICU) du Concorde utilisaient un processeur numérique pour fournir la précision nécessaire au contrôle de l'admission. Il s'agissait de la première utilisation au monde d'un processeur numérique permettant de contrôler pleinement un système essentiel dans un avion de ligne. Il a été développé par la division Electronics and Space Systems (ESS) de la British Aircraft Corporation après qu'il est devenu évident que les AICU analogiques installées sur le prototype d'avion et développées par Ultra Electronics se sont révélées insuffisamment précises pour les tâches à accomplir.
Le système de contrôle moteur à poussée électrique du Concorde a également été développé par Ultra Electronics.
Problèmes de chauffage
La compression de l'air sur les surfaces extérieures a provoqué un échauffement de la cabine pendant le vol. Chaque surface, comme les fenêtres et les panneaux, était chaude au toucher à la fin du vol. Outre les moteurs, la partie la plus chaude de la structure de tout avion supersonique, en raison de l’échauffement aérodynamique, est le nez. Les ingénieurs ont utilisé du Hiduminium R.R. 58, un alliage d'aluminium, dans tout l'avion en raison de sa familiarité, de son coût et de sa facilité de construction. La température la plus élevée que l'aluminium pouvait supporter au cours de la durée de vie de l'avion était de 127 °C, ce qui limitait la vitesse de pointe à Mach 2,02. Le Concorde a subi deux cycles de chauffage et de refroidissement au cours d'un vol, d'abord en se refroidissant à mesure qu'il prenait de l'altitude, puis en se réchauffant après être devenu supersonique. L’inverse s’est produit lors de la descente et du ralentissement. Cela a dû être pris en compte dans la modélisation métallurgique et en fatigue. Un banc d'essai a été construit pour chauffer à plusieurs reprises une section grandeur nature de l'aile, puis la refroidir, et périodiquement des échantillons de métal ont été prélevés pour des tests. La cellule du Concorde a été conçue pour une durée de vie de 45 000 heures de vol.
En raison de la compression de l'air devant l'avion alors qu'il voyageait à une vitesse supersonique, le fuselage s'est réchauffé et s'est dilaté jusqu'à 300 mm (presque 1 pi). La manifestation la plus évidente de ceci était un espace qui s'est ouvert dans le poste de pilotage entre la console du mécanicien navigant et la cloison. Sur certains avions qui effectuaient un vol supersonique à la retraite, les ingénieurs navigants plaçaient leurs capuchons dans cet espace élargi, coinçant le capuchon lorsqu'il rétrécissait à nouveau. Pour garder la cabine fraîche, le Concorde utilisait le carburant comme dissipateur thermique pour la chaleur de la climatisation. La même méthode a également refroidi le système hydraulique. Pendant le vol supersonique, les surfaces à l'avant du cockpit devenaient chauffées et une visière était utilisée pour empêcher une grande partie de cette chaleur d'atteindre directement le cockpit.
Le Concorde avait des restrictions en matière de livrée ; la majorité de la surface a dû être recouverte d'une peinture blanche hautement réfléchissante pour éviter la surchauffe de la structure en aluminium due aux effets thermiques du vol supersonique à Mach 2. La finition blanche a réduit la température de la peau de 6 à 11 degrés Celsius. En 1996, Air France a brièvement peint le F-BTSD dans une livrée à dominante bleue, à l'exception des ailes, dans le cadre d'un accord promotionnel avec Pepsi. Dans ce schéma de peinture, il était conseillé à Air France de rester à Mach 2 pendant 20 minutes maximum à la fois, mais il n'y avait aucune restriction à des vitesses inférieures à Mach 1,7. Le F-BTSD a été utilisé car il n'était pas prévu pour des vols longs nécessitant des opérations prolongées à Mach 2.
Problèmes structurels
En raison de sa vitesse élevée, des forces importantes ont été appliquées à l'avion lors des inclinaisons et des virages, provoquant une torsion et une distorsion de la structure de l'avion. De plus, il y avait des inquiétudes quant au maintien d'un contrôle précis à des vitesses supersoniques. Ces deux problèmes ont été résolus par des changements de rapport actifs entre les élevons intérieurs et extérieurs, variant à différentes vitesses, y compris supersonique. Seuls les élevons les plus internes, attachés à la zone la plus rigide des ailes, étaient actifs à grande vitesse. De plus, le fuselage étroit signifiait que l'avion fléchissait. Cela était visible du point de vue des passagers arrière.
Lorsqu'un avion dépasse la vitesse critique de cette cellule particulière, le centre de pression se déplace vers l'arrière. Cela provoque une force de piqué sur l'avion si le centre de masse reste là où il était. Les ingénieurs ont conçu les ailes d'une manière spécifique pour réduire ce décalage, mais il y avait quand même un décalage d'environ 2 mètres. Cela aurait pu être contré par l'utilisation de commandes de trim, mais à des vitesses aussi élevées, cela aurait considérablement augmenté la traînée. Au lieu de cela, la répartition du carburant le long de l'avion a été modifiée pendant l'accélération et la décélération pour déplacer le centre de masse, agissant ainsi comme une commande de compensation auxiliaire.
Gamme
Pour voler sans escale à travers l’océan Atlantique, le Concorde avait besoin de la plus grande portée supersonique de tous les avions. Ceci a été réalisé grâce à une combinaison de moteurs très efficaces à des vitesses supersoniques, un fuselage élancé avec un rapport de finesse élevé et une forme d'aile complexe pour un rapport portance/traînée élevé. Cela nécessitait également de transporter seulement une charge utile modeste et une capacité de carburant élevée, et l'avion était réglé avec précision pour éviter une traînée inutile.
Néanmoins, peu de temps après le début du vol du Concorde, un modèle Concorde « B » a été conçu avec une capacité de carburant légèrement plus grande et des ailes légèrement plus grandes avec des lattes de bord d'attaque pour améliorer les performances aérodynamiques à toutes les vitesses, dans le but d'élargir la gamme pour atteindre des marchés dans de nouvelles régions. . Il comportait des moteurs plus puissants avec une insonorisation et sans la post-combustion bruyante et gourmande en carburant. On a supposé qu'il était raisonnablement possible de créer un moteur avec un gain d'efficacité allant jusqu'à 25 % par rapport au Rolls-Royce/Snecma Olympus 593. Cela aurait donné une autonomie supplémentaire de 500 milles et une charge utile plus importante, rendant ainsi possibles de nouvelles routes commerciales. Celui-ci a été annulé en partie à cause des mauvaises ventes du Concorde, mais aussi de la hausse des coûts de l'aviation.