Poste de pilotage

Le pont d'envol d'un porte-avions est la surface à partir de laquelle ses avions décollent et atterrissent, essentiellement un aérodrome miniature en mer. Sur les navires de guerre plus petits qui n'ont pas l'aviation comme mission principale, la zone d'atterrissage des hélicoptères et autres aéronefs VTOL est également appelée pont d'envol. Le terme officiel de la marine américaine pour ces navires est « navires à capacité aérienne ».

Les ponts d'envol sont utilisés sur les navires depuis 1910, le pilote américain Eugene Ely étant le premier à décoller d'un navire de guerre. Constitués à l'origine de rampes en bois construites sur le gaillard d'avant des navires capitaux , un certain nombre de croiseurs de bataille , dont les classes britanniques HMS Furious et Courageous , les USS Lexington et Saratoga américains , ainsi que les Akagi et cuirassé japonais Kaga , ont été convertis en porte-avions pendant l' entre-deux-guerres . Le premier porte-avions à disposer d'un pont d'envol complet, semblable à la configuration des navires modernes, était le paquebot converti HMS Argus qui est entré en service en 1918. Le pont d'envol blindé était une autre innovation lancée par la Royal Navy dans les années 1930. Les premiers dispositifs d'atterrissage reposaient sur la faible vitesse et la vitesse d'atterrissage des avions de l'époque, étant simplement « attrapés » par une équipe de matelots dans une configuration assez dangereuse, mais ceux-ci sont devenus impraticables à mesure que des avions plus lourds avec des vitesses d'atterrissage plus élevées sont apparus ; Ainsi, un agencement de câbles d'arrêt et de crochets de queue est rapidement devenu l'approche privilégiée.

Durant la guerre froide , de nombreuses innovations furent introduites dans le pont d'envol. Le pont d'envol incliné, inventé par Dennis Campbell de la Royal Navy, était une caractéristique de conception importante qui simplifiait considérablement la récupération des avions et les mouvements sur le pont, permettant aux opérations d'atterrissage et de lancement d'être effectuées simultanément plutôt qu'interchangeablement ; il gérait également mieux les vitesses d'atterrissage plus élevées des avions à réaction . En 1952, le HMS Triumph devint le premier porte-avions à tester le pont d'envol incliné. Une autre avancée fut le tremplin de saut à ski , qui installait une rampe inclinée sur le pont d'envol près de la fin de la course de décollage de l'avion ; le changement réduisit considérablement la distance requise et devint particulièrement utile pour l'utilisation d'avions STOVL . En outre, divers concepts infructueux pour remplacer ou compléter le pont d'envol conventionnel ont émergé au fil des ans, du pont d'envol flexible au porte-avions sous-marin et aux hydravions de chasse .

Les premiers ponts d'envol étaient des rampes en bois inclinées construites au-dessus du gaillard d'avant des navires de guerre. Eugene Ely a effectué le premier décollage d'un avion à voilure fixe depuis un navire de guerre depuis l'USS Birmingham le 14 novembre 1910.

Deux mois plus tard, le 18 janvier 1911, Ely fit atterrir son avion propulseur Curtiss sur une plate-forme de Pennsylvanie ancrée dans la baie de San Francisco en utilisant le premier système de crochet de queue, conçu et construit par l'artiste de cirque et aviateur Hugh Robinson. Ely a déclaré à un journaliste : « C'était assez facile. Je pense que le tour pourrait être réussi neuf fois sur dix. » Le 9 mai 1912, le commandant Charles Samson devint le premier homme à décoller d'un navire en route lorsqu'il pilota son Short S.27 au large du HMS Hibernia , qui naviguait à 10,5 nœuds (12,1 mph ; 19,4 km/h).

La vitesse de décollage des premiers avions étant très faible, il était possible pour un avion de faire un décollage très court lorsque le navire de lancement était face au vent. Plus tard, des « plates-formes de décollage » amovibles sont apparues sur les tourelles à canon des cuirassés et des croiseurs de bataille à commencer par le HMS Repulse , permettant aux avions de décoller à des fins de reconnaissance, bien qu'il n'y ait aucune chance de récupération.

Le 2 août 1917, lors d'essais, le commandant d'escadron Edwin Harris Dunning réussit à faire atterrir un Sopwith Pup à bord de la plate-forme de décollage du HMS Furious , devenant ainsi la première personne à poser un avion sur un navire en mouvement. Cependant, lors de sa troisième tentative, un pneu éclata alors qu'il tentait d'atterrir, provoquant le passage de l'avion par-dessus bord, le tuant ; ainsi, Dunning a également la distinction douteuse d'être la première personne à mourir dans un accident d'atterrissage sur un porte-avions.

Les dispositions d'atterrissage du Furious étaient très insatisfaisantes. Pour atterrir, les avions devaient manœuvrer autour de la superstructure. Le Furious fut donc renvoyé au chantier naval pour qu'un pont de 91 m (300 pieds) soit ajouté à l'arrière pour l'atterrissage, au-dessus d'un nouveau hangar. La superstructure centrale resta cependant et les turbulences causées par celle-ci affectèrent gravement le pont d'atterrissage.

Le premier porte-avions qui a commencé à montrer la configuration d'un navire moderne était le paquebot converti HMS Argus , qui avait un grand pont plat en bois ajouté sur toute la longueur de la coque, offrant un pont d'atterrissage et de décollage combiné sans turbulence de superstructure. En raison de son pont d'envol dégagé, l'Argus n'avait pas de tourelle fixe ni de cheminée. Au lieu de cela, les gaz d'échappement étaient canalisés le long du côté du navire et éjectés sous la queue du pont d'envol (ce qui, malgré les dispositions prises pour disperser les gaz, donnait une « portance » indésirable aux avions immédiatement avant l'atterrissage).

L'absence de poste de commandement et de cheminée n'était pas satisfaisante, et l'Argus fut utilisé pour expérimenter diverses idées afin de remédier à la solution. Une photographie de 1917 le montre avec une maquette en toile d'une superstructure « en îlot » et d'une cheminée à tribord. Celle-ci était placée à tribord car les moteurs rotatifs de certains des premiers avions créaient un couple qui tirait le nez vers la gauche, ce qui signifiait qu'un avion tournait naturellement vers bâbord au décollage ; il était donc souhaitable qu'ils se détournent de la superstructure fixe. Cette disposition devint la disposition typique des porte-avions et fut utilisée sur les porte-avions britanniques suivants , Hermes et Eagle .

Après la Première Guerre mondiale , des croiseurs de bataille qui auraient été abandonnés en vertu du traité naval de Washington , comme les classes britanniques HMS Furious et Courageous , les USS Lexington et Saratoga américains , ainsi que les cuirassés japonais Akagi et Kaga , furent convertis en porte-avions selon les principes ci-dessus. Étant grands et rapides, ils étaient parfaitement adaptés à ce rôle ; le blindage lourd, les assemblages et la faible vitesse du cuirassé Eagle transformé constituaient un handicap dans la pratique.

L'efficacité militaire des porte-avions étant alors inconnue, les premiers navires étaient généralement équipés de canons de calibre croiseur pour les aider à se défendre s'ils étaient surpris par des navires de guerre ennemis. Ces canons furent généralement retirés pendant la Seconde Guerre mondiale et remplacés par des canons antiaériens , à mesure que la doctrine des porte-avions développait le modèle de « force opérationnelle » (appelée plus tard « groupe de combat »), où la défense du porte-avions contre les navires de surface serait une combinaison de navires de guerre d'escorte et de ses propres avions.

Sur les navires de cette configuration, le pont du hangar était le pont de résistance et faisait partie intégrante de la coque, tandis que le hangar et le pont d'envol en acier léger étaient considérés comme faisant partie de la superstructure. De tels navires étaient encore en construction jusqu'à la fin des années 1940, les exemples classiques étant les porte-avions de classe Essex et Ticonderoga de la marine américaine . Cependant, en 1936, la Royal Navy a commencé la construction de la classe Illustrious .

Sur ces navires, le pont d'envol était le pont de résistance, une partie intégrante de la coque, et était fortement blindé pour protéger le navire et son complément aérien. Le pont d'envol comme pont de résistance a été adopté pour les constructions ultérieures. Cela était rendu nécessaire par la taille toujours croissante des navires, de 13 000 tonnes pour l'USS Langley en 1922 à plus de 100 000 tonnes pour les derniers porte-avions de classe Nimitz et Gerald R. Ford .

Lorsque les porte-avions ont supplanté les cuirassés comme principal navire de ligne, deux écoles de pensée se sont opposées à la question de l'inclusion d'un blindage protecteur dans le pont d'envol. La marine américaine (USN) a d'abord privilégié les ponts d'envol non blindés car ils maximisaient la taille du hangar et du pont d'envol du porte-avions, ce qui maximisait à son tour la capacité des avions dans le hangar et sur le pont d'envol, sous la forme d'un « parc de pont » permanent pour une grande partie des avions transportés.

En 1936, la Royal Navy a développé le porte-avions à pont d'envol blindé qui entourait également les côtés et les extrémités du hangar avec un blindage. L'ajout d'un blindage au pont d'envol offrait aux avions situés en dessous une certaine protection contre les bombes aériennes tandis que les côtés et les extrémités blindés du hangar aidaient à minimiser les dommages et les pertes dues aux explosions ou aux incendies à l'intérieur ou à l'extérieur du hangar. L'ajout d'un blindage au hangar a forcé une réduction du poids supérieur, de sorte que la hauteur du hangar a été réduite, ce qui a limité les types d'avions que ces navires pouvaient transporter, bien que les porte-avions blindés de la Royal Navy transportaient des avions de rechange dans les hangars supérieurs.

Le blindage a également réduit la longueur du pont d'envol, réduisant ainsi la capacité maximale des porte-avions blindés. De plus, les porte-avions de la Royal Navy n'ont pas utilisé de parc d'envol permanent avant 1943 environ ; avant cette date, la capacité des porte-avions de la Royal Navy était limitée à la capacité de leur hangar.

La classe Illustrious britannique de 23 000 tonnes avait une capacité de hangar pour 36 avions de la taille d'un Swordfish et un seul hangar de 458 x 62 x 16 pieds (139,6 m × 18,9 m × 4,9 m), mais transportait jusqu'à 57 avions avec un parc de pont permanent, tandis que la classe Implacable de 23 400 tonnes présentait une capacité de hangar accrue avec un hangar supérieur de 458 x 62 x 14 pieds (139,6 m × 18,9 m × 4,3 m) et l'ajout d'un hangar inférieur de 208 x 62 x 14 pieds (63,4 m × 18,9 m × 4,3 m), en avant de l'élévateur arrière, qui avait une capacité totale de 52 avions de la taille d'un Swordfish ou un mélange de 48 avions de fin de guerre dans le hangar plus 24 avions dans un parc de pont permanent, mais transportait jusqu'à 81 avions avec un parc de pont.

La classe Essex de l'US Navy, pesant 27 500 tonnes , disposait d'un hangar de 199,3 m × 21,3 m × 5,3 m (654 x 70 x 17,5 pieds) conçu pour accueillir un mélange de 72 avions de l'US Navy d'avant-guerre. mais transportait jusqu'à 104 avions de la fin de la guerre en utilisant à la fois le hangar et un parc de ponts permanents. L'expérience de la Seconde Guerre mondiale a amené l'US Navy à modifier sa politique de conception en faveur de ponts d'envol blindés sur des navires beaucoup plus grands : « Le principal blindage transporté sur l'Enterprise est le pont d'envol blindé lourd. Cela devait s'avérer un facteur important dans les incendies et explosions catastrophiques qui se sont produits sur le pont d'envol de l'Enterprise en 1969. L'US Navy a appris sa leçon à ses dépens pendant la Seconde Guerre mondiale , lorsque tous ses porte-avions n'avaient que des ponts de hangar blindés. Tous les porte-avions d'attaque construits depuis la classe Midway ont eu des ponts d'envol blindés. »

Les dispositifs d'atterrissage étaient à l'origine primitifs : les avions étaient simplement « attrapés » par une équipe de matelots qui sortaient des ailes du pont d'envol et saisissaient une partie de l'avion pour le ralentir. Cette procédure dangereuse n'était possible qu'avec les premiers avions de faible poids et à faible vitesse d'atterrissage. Des filets servaient à attraper l'avion en cas de défaillance de ce dernier, bien que cela risquait de provoquer des dommages structurels. Une surface de pont antidérapante est importante pour empêcher l'avion de glisser sur un pont mouillé lorsque le navire roule.

L'atterrissage d'avions plus gros et plus rapides sur un pont d'envol a été rendu possible grâce à l'utilisation de câbles d'arrêt installés sur le pont d'envol et d'un crochet d'arrimage installé sur l'avion. Les premiers porte-avions disposaient d'un très grand nombre de câbles d'arrêt ou « fils ». Les porte-avions actuels de l'US Navy disposent de trois ou quatre câbles en acier tendus sur le pont à des intervalles de 6,1 m (20 pieds) qui permettent à un avion, se déplaçant à 240 km/h (150 mph), de s'arrêter complètement en environ 98 m (320 pieds).

Les câbles sont installés de manière à immobiliser chaque avion au même endroit sur le pont, quelle que soit sa taille ou son poids. Pendant la Seconde Guerre mondiale, de grandes barrières en filet étaient érigées sur le pont d'envol afin que les avions puissent être stationnés sur la partie avant du pont et récupérés sur la partie arrière. Cela a permis d'augmenter le nombre d'avions, mais a entraîné un cycle de lancement et de récupération plus long , les avions étant déplacés autour du porte-avions pour permettre les opérations de décollage ou d'atterrissage.

Une barricade est un système d'urgence utilisé lorsqu'un arrêt normal ne peut être effectué. La sangle de la barricade engage les ailes de l'avion qui atterrit et l'élan est transféré au moteur d'arrêt.

Le pont d'envol incliné a été inventé par le capitaine de la Royal Navy (plus tard contre-amiral) Dennis Cambell , à la suite d'une étude de conception initialement commencée au cours de l'hiver 1944-1945. Un comité d'officiers supérieurs de la Royal Navy a décidé que l'avenir de l'aviation navale était dans les jets, dont les vitesses plus élevées nécessitaient que les porte-avions soient modifiés pour « s'adapter » à leurs besoins.

Avec ce type de pont – également appelé « pont incliné », « pont incliné », « pont à angle de taille » ou « angle » – la partie arrière du pont est élargie et une piste séparée dédiée à l'atterrissage est positionnée à un angle par rapport à l'axe central.

Le pont d'envol incliné a été conçu en tenant compte des vitesses d'atterrissage plus élevées des avions à réaction, ce qui aurait nécessité toute la longueur d'un pont d'envol central pour s'arrêter. La conception a également permis des opérations de lancement et de récupération simultanées et a permis aux avions ne parvenant pas à se connecter aux câbles d'arrêt d'interrompre l'atterrissage, d'accélérer et de redémarrer ( bolter ) sans risque pour les autres avions stationnés ou en cours de lancement.

La refonte a permis plusieurs autres modifications de conception et d'exploitation, notamment le montage d'un îlot plus grand (améliorant à la fois la maniabilité du navire et le contrôle du vol), la simplification drastique de la récupération des avions et des mouvements sur le pont (les avions sont désormais lancés depuis la proue et atterrissent sur le pont d'envol incliné, laissant une grande zone ouverte au milieu du navire pour l'armement et le ravitaillement en carburant) et le contrôle des dommages. En raison de son utilité dans les opérations de vol, le pont incliné est désormais une caractéristique déterminante des porte-avions équipés de STOBAR et de CATOBAR .

Le pont d'envol incliné a été testé pour la première fois en 1952 sur le HMS Triumph en peignant des marquages ​​de pont inclinés sur la ligne centrale du pont d'envol pour les atterrissages en touch-and-go. Cela a également été testé sur l'USS Midway la même année.

Malgré les nouveaux marquages, dans les deux cas, le dispositif d'arrêt et les barrières étaient toujours alignés avec la ligne centrale du pont d'origine. De septembre à décembre 1952, l'USS Antietam avait un sponson rudimentaire installé pour de véritables tests de pont incliné, permettant des atterrissages entièrement arrêtés, qui se sont avérés supérieurs lors des essais. En 1953, l'Antietam s'entraîna avec des unités navales américaines et britanniques, prouvant la valeur du concept de pont incliné. Le HMS Centaur fut modifié avec un pont d'envol incliné en surplomb en 1954.

L'US Navy a installé les ponts dans le cadre de la modernisation SCB-125 pour la classe Essex et SCB-110/110A pour la classe Midway . En février 1955, le HMS Ark Royal est devenu le premier porte-avions à être construit et lancé avec un pont incliné, plutôt que d'en avoir un réaménagé. Cela a été suivi la même année par les navires de tête de la classe britannique Majestic ( HMAS Melbourne ) et de la classe américaine Forrestal ( USS Forrestal ).

Un tremplin de saut à ski convertit une partie du mouvement vers l'avant de l'avion en mouvement vers le haut grâce à une rampe incurvée située à l'extrémité du pont d'envol. Par conséquent, l'avion commence son vol avec un taux de montée positif. Cela permet aux avions plus lourds de décoller même si la portance générée est plus faible. La gravité fait diminuer la vitesse vers le haut, mais l'avion continue d'accélérer après avoir quitté le pont d'envol. Lorsque la vitesse vers le haut est tombée à zéro, l'avion va suffisamment vite pour atteindre un vol stable.

Les tremplins de saut à ski peuvent être utilisés pour permettre le décollage d'avions conventionnels sur les porte-avions STOBAR . Ils peuvent également permettre le transport de charges utiles plus lourdes pour les avions STOVL .

Une idée testée, mais jamais mise en service, était le pont en caoutchouc souple ou gonflé, à coussin d'air. Au début de l'ère des avions à réaction, on a reconnu que l'élimination du train d'atterrissage pour les avions embarqués améliorerait les performances de vol et l'autonomie, puisque l'espace occupé par le train d'atterrissage pourrait être utilisé pour contenir des réservoirs de carburant supplémentaires. Cela a conduit au concept d'un pont qui absorberait l'énergie de l'atterrissage.

Avec l'introduction des avions à réaction, le risque d'endommager les hélices n'était plus un problème, même si le décollage nécessitait une sorte de berceau de lancement. Des tests ont été effectués avec un de Havilland Sea Vampire piloté par le pilote d'essai Eric "Winkle" Brown sur un pont flexible installé sur le HMS Warrior .

Le pont était constitué d'une feuille de caoutchouc entièrement soutenue par plusieurs couches de tuyaux d'incendie sous pression. Supermarine a conçu son Type 508 pour des atterrissages sur pont en caoutchouc. L'idée du pont flexible s'est avérée techniquement réalisable mais a été abandonnée, car le poids des avions porte-avions augmentait et il y avait toujours des doutes sur la capacité d'un pilote moyen à atterrir de cette manière. Le Type 508 a ensuite été développé en un avion porte-avions conventionnel, le Supermarine Scimitar .

L'US Navy a évalué un pont flexible basé à terre fabriqué par Firestone Tire and Rubber Co. en utilisant deux Grumman F9F-7 Cougars modifiés. Trois pilotes américains avaient participé aux essais britanniques de pont flexible à Farnborough et l'US Navy, malgré la liaison avec les Britanniques, a partiellement refait les essais de Farnborough, avec 23 débarquements à Patuxent River, avant d'annuler le projet en mars 1956 pour des raisons similaires.

Durant la guerre froide , de nombreuses alternatives peu orthodoxes au poste de pilotage conventionnel ont été proposées et, dans certains cas, expérimentées.

Le système de défense aérienne conteneurisé embarqué (SCADS) était un kit modulaire proposé pour convertir un RO-RO ou un porte-conteneurs en navires d'aviation, avec un schéma permettant de convertir un porte-conteneurs en porte-avions STOVL en deux jours en cas d'urgence et de le retirer rapidement après utilisation pour le stockage. Un pont d'envol et un tremplin de saut à ski préfabriqués permettraient d'exploiter six Sea Harriers et deux hélicoptères, avec des conteneurs d'expédition fournissant un hangar pour les avions et abritant leurs systèmes de soutien et leur personnel ainsi que leurs systèmes défensifs et leurs missiles. Plusieurs variantes du concept SCADS ont été conçues pour différents rôles de mission ; une mise en œuvre a été adaptée aux opérations d'hélicoptères par exemple. C'était en fait un équivalent moderne du porte-avions marchand de l' époque de la Seconde Guerre mondiale .

Le système Skyhook a été développé par British Aerospace , impliquant l'utilisation d'une grue avec un mécanisme d'accouplement supérieur suspendu au-dessus de la mer pour attraper et libérer des avions VTOL, tels que le jet de saut Harrier. Le système pouvait être installé sur des navires de diverses configurations et tailles, même aussi petits que des frégates , permettant à pratiquement n'importe quel navire de la Royal Navy de déployer une poignée de Harrier. Le Skyhook était destiné à permettre non seulement le lancement et la récupération de tels avions, mais aussi à permettre des opérations rapides de réarmement et de ravitaillement en carburant. Le système a été commercialisé auprès de divers clients étrangers dans les années 1990, par exemple pour permettre à la flotte japonaise de destroyers d'hélicoptères d'utiliser des Harriers en installant le Skyhook à bord. La mise en œuvre la plus élaborée proposée était peut-être l'application du Skyhook à de grands sous-marins, tels que la classe russe Typhoon , pour produire un porte-avions sous-marin .

Le Saunders-Roe SR.A/1 était un prototype d'hydravion de chasse à réaction , développé dans les années 1940 dans le but d'éliminer le monopole détenu par les porte-avions sur le lancement des chasseurs à réaction. Décrit comme étant le premier avion basé sur l'eau à exploiter la propulsion par réaction au monde, le SR.A/1 a suscité l'intérêt des responsables britanniques et américains, les données sur le projet étant transférées. Cependant, les responsables ont conclu que le concept était devenu obsolète par rapport aux chasseurs terrestres de plus en plus performants, ainsi que l'incapacité à résoudre les problèmes de moteur, ce qui a obligé à arrêter les travaux. En juin 1951, le prototype SR.A/1 (TG263) a volé pour la dernière fois.

Au début des années 1950, Saunders-Roe a travaillé sur un nouveau modèle de chasseur, appelé Projet P.121 , équipé de skis (la publication Flight l'a appelé le « Saunders-Roe Hydroski »), dans le but de rapprocher ses performances de celles des avions terrestres. En adoptant des hydroskis et en renonçant à l'approche de la coque du SR.A/1, aucune concession aux exigences hydrodynamiques n'a été imposée au fuselage. Le 29 janvier 1955, la société a décidé de ne pas procéder à la construction d'un prototype, la proposition n'ayant attiré aucun soutien officiel.

Le Convair F2Y Sea Dart était un hydravion de chasse supersonique à réaction équipé de skis plutôt que de roues. À la fin des années 1940, la marine américaine craignait que les avions supersoniques décrochent à basse vitesse, ce qui était nécessaire pour un dispositif d'arrêt du porte-avions, et ne puissent donc pas atterrir sur un porte-avions conventionnel. Le Sea Dart atterrirait sur de l'eau (lisse), puis serait descendu et soulevé de la mer à l'aide d'une grue. La marine a également envisagé de combiner le Sea Dart avec l'approche peu orthodoxe d'un porte-avions sous-marin qui pourrait transporter jusqu'à trois de ces avions à l'intérieur de chambres de pression spécialement conçues. Ils auraient été soulevés par un ascenseur bâbord à l'arrière de la voile et auraient décollé d'eux-mêmes depuis une mer calme ou auraient été catapultés depuis l'arrière dans une mer plus haute. Au cours de la phase de vol d'essai, les hydro-skis ont généré de violentes vibrations pendant le décollage et l'atterrissage, tandis qu'un accident mortel causé par une défaillance structurelle a également entaché le programme ; la marine a choisi d'annuler tous les avions de production.

La marine américaine s'intéressait considérablement au concept de porte-avions sous-marins à la fin des années 1940. Une étude réalisée en 1946 envisageait de très grands sous-marins, allant de 180 à 230 mètres de long, pour transporter deux bombardiers XA2J Super Savage pour la mission de frappe nucléaire stratégique , ou bien quatre chasseurs F2H Banshee . Une autre proposition aurait impliqué la conversion de sous-marins de la flotte redondants de l'époque de la Seconde Guerre mondiale pour permettre le transport et le lancement d'un modèle d'hydravion de l' avion d'attaque Douglas A-4 Skyhawk , qui aurait été équipé d'hydro-skis pour le décollage similaires à ceux du Sea Dart.

Sur les ponts d'envol des porte-avions de l'US Navy, les tâches sont indiquées par différentes couleurs de maillot :