Comité consultatif national de l'aéronautique

Le National Advisory Committee for Aeronautics ( NACA ) était une agence fédérale des États-Unis fondée le 3 mars 1915 pour entreprendre, promouvoir et institutionnaliser la recherche aéronautique. Le 1er octobre 1958, l'agence a été dissoute et ses actifs et son personnel ont été transférés à la National Aeronautics and Space Administration (NASA) nouvellement créée. NACA est un sigle, c'est-à-dire prononcé en lettres individuelles, plutôt qu'en un mot entier (comme c'était le cas de la NASA au cours des premières années après sa création).

Parmi d'autres avancées, la recherche et le développement de la NACA ont produit le conduit NACA , un type d'admission d'air utilisé dans les applications automobiles modernes, le capot NACA et plusieurs séries de profils aérodynamiques NACA , qui sont toujours utilisés dans la fabrication d'avions.

Pendant la Seconde Guerre mondiale, la NACA a été décrite comme « la force derrière notre suprématie aérienne » en raison de son rôle clé dans la production de compresseurs fonctionnels pour les bombardiers à haute altitude et dans la production des profils d'ailes laminaires du North American P-51 Mustang . La NACA a également contribué à l'élaboration de la règle de surface utilisée sur tous les avions supersoniques modernes et a mené les recherches clés sur la compressibilité qui ont permis au Bell X-1 de franchir le mur du son.

Le NACA a été créé le 13 mars 1915 par le gouvernement fédéral par le biais d'une loi habilitante en tant que mesure d'urgence pendant la Première Guerre mondiale pour promouvoir la coordination entre l'industrie, le milieu universitaire et le gouvernement sur des projets liés à la guerre. Il a été calqué sur des agences nationales similaires trouvées en Europe : l' Établissement central de l'aérostation militaire français de Meudon (aujourd'hui Office national d'études et de recherches aérospatiales ), le Laboratoire d'aérodynamique allemand de l' Université de Göttingen et l'Institut aérodynamique russe de Koutchino (remplacé en 1918 par l' Institut central d'aérohydrodynamique (TsAGI) qui existe toujours). L'agence la plus influente sur laquelle s'est basée le NACA était le Comité consultatif britannique pour l'aéronautique .

En décembre 1912, le président William Howard Taft avait nommé une commission du laboratoire national d'aérodynamique présidée par Robert S. Woodward , président de la Carnegie Institution de Washington . Un projet de loi fut présenté aux deux chambres du Congrès au début de janvier 1913 pour approuver la commission, mais lors du vote, le projet de loi fut rejeté.

Charles D. Walcott , secrétaire de la Smithsonian Institution de 1907 à 1927, reprit l'initiative et, en janvier 1915, le sénateur Benjamin R. Tillman et le représentant Ernest W. Roberts présentèrent des résolutions identiques recommandant la création d'un comité consultatif tel que celui décrit par Walcott. Le but du comité était de « superviser et diriger l'étude scientifique des problèmes de vol en vue de leur solution pratique, de déterminer les problèmes qui devraient être abordés expérimentalement et de discuter de leur solution et de leur application à des questions pratiques ». Le secrétaire adjoint à la Marine Franklin D. Roosevelt écrivit qu'il « approuvait chaleureusement le principe » sur lequel la législation était basée. Walcott suggéra la tactique consistant à ajouter la résolution au projet de loi de crédits navals.

Selon une source, « la loi habilitante pour la NACA est passée presque inaperçue sous la forme d'un avenant joint au projet de loi d'affectation de crédits navals, le 3 mars 1915. » Le comité de 12 personnes, toutes non rémunérées, s'est vu attribuer un budget de 5 000 $ par an.

Le président Woodrow Wilson l'a signé le jour même, créant ainsi officiellement le Comité consultatif pour l'aéronautique, comme il a été appelé dans la législation, le dernier jour du 63e Congrès .

La loi du Congrès créant la NACA, approuvée le 3 mars 1915, stipule : « ... Il sera du devoir du comité consultatif pour l'aéronautique de superviser et de diriger l'étude scientifique des problèmes de vol en vue de leur solution pratique. ... »

Le 29 janvier 1920, le président Wilson nomme Orville Wright , aviateur et ingénieur aéronautique, au conseil d'administration de la NACA. Au début des années 1920, la NACA adopte une mission nouvelle et plus ambitieuse : promouvoir l'aviation militaire et civile par le biais de recherches appliquées qui vont au-delà des besoins actuels. Les chercheurs de la NACA poursuivent cette mission grâce à l'impressionnante collection de souffleries, de bancs d'essai de moteurs et d'installations d'essais en vol de l'agence. Les clients commerciaux et militaires sont également autorisés à utiliser les installations de la NACA sur une base contractuelle.

Installations

• Laboratoire aéronautique commémoratif de Langley ( Hampton, Virginie )
• Laboratoire aéronautique Ames ( Moffett Field )
• Laboratoire de recherche sur les moteurs d'aéronefs ( Centre de recherche Lewis )
• Unité d'essais en vol Muroc ( base aérienne d'Edwards )

En 1922, la NACA comptait 100 employés. En 1938, elle en comptait 426. En plus des missions officielles, le personnel était encouragé à poursuivre des recherches « pirates » non autorisées, à condition qu'elles ne soient pas trop exotiques. Le résultat fut une longue série de percées fondamentales, notamment la « théorie des profils aérodynamiques minces » (années 1920), le « capot moteur NACA » (années 1930), la série des « profils aérodynamiques NACA » (années 1940) et la « règle de surface » pour les avions supersoniques (années 1950). D'un autre côté, le refus de la NACA en 1941 d'augmenter la vitesse de l'air dans ses souffleries a fait reculer Lockheed d'un an dans sa quête pour résoudre le problème de compressibilité rencontré lors des plongées à grande vitesse effectuées par le Lockheed P-38 Lightning .

La soufflerie de Langley, de 9,1 m sur 18,3 m, ne fonctionnait qu'à 160 km/h et les souffleries de 2,1 m sur 3 m de Moffett, alors récentes, ne pouvaient atteindre que 400 km/h. Ces vitesses étaient jugées inutiles par les ingénieurs de Lockheed. Le général Henry H. Arnold s'est saisi de la question et a rejeté les objections de la NACA à des vitesses aériennes plus élevées. La NACA a construit une poignée de nouvelles souffleries à grande vitesse et Mach 0,75 (495 kn ; 917 km/h) a été atteint dans la soufflerie de 4,9 m de Moffett à la fin de 1942.

La première soufflerie de la NACA a été officiellement inaugurée au Langley Memorial Aeronautical Laboratory le 11 juin 1920. C'était la première des nombreuses souffleries de la NACA et de la NASA désormais célèbres. Bien que cette soufflerie spécifique ne soit ni unique ni avancée, elle a permis aux ingénieurs et scientifiques de la NACA de développer et de tester des concepts nouveaux et avancés en aérodynamique et d'améliorer la conception future des souffleries.

1. Soufflerie atmosphérique de 5 pieds (1920)
2. Tunnel à densité variable (1922)
3. Tunnel de recherche sur les hélices (1927)
4. Soufflerie à grande vitesse de 11 pouces (1928)
5. Soufflerie verticale de 5 pieds (1929)
6. Soufflerie atmosphérique de 7 x 10 pieds (1930)
7. Tunnel grandeur nature de 30 pieds sur 60 pieds (1931)

Dans les années qui ont immédiatement précédé la Seconde Guerre mondiale, la NACA a participé au développement de plusieurs modèles qui ont joué un rôle clé dans l'effort de guerre. Lorsque les ingénieurs d'un important fabricant de moteurs ont eu des difficultés à produire des compresseurs qui permettraient au Boeing B-17 Flying Fortress de maintenir sa puissance à haute altitude, une équipe d'ingénieurs de la NACA a résolu les problèmes et créé les normes et les méthodes de test utilisées pour produire des compresseurs efficaces à l'avenir. Cela a permis au B-17 d'être utilisé comme un avion clé dans l'effort de guerre. Les conceptions et les informations obtenues grâce aux recherches de la NACA sur le B-17 ont été utilisées dans presque tous les principaux moteurs militaires américains de la Seconde Guerre mondiale. Presque tous les avions utilisaient une forme d' induction forcée qui s'appuyait sur les informations développées par la NACA. De ce fait, les avions fabriqués aux États-Unis avaient un avantage de puissance significatif au-dessus de 15 000 pieds, qui n'a jamais été complètement contré par les forces de l'Axe.

Après le début de la guerre, le gouvernement britannique a envoyé une demande à North American Aviation pour un nouveau chasseur. Les chasseurs P-40 Tomahawk proposés étaient considérés comme trop obsolètes pour être des chasseurs de première ligne viables selon les normes européennes, et North American a donc commencé à développer un nouvel avion. Le gouvernement britannique a choisi un profil aérodynamique développé par la NACA pour le chasseur, ce qui lui a permis d'être beaucoup plus performant que les modèles précédents. Cet avion est devenu connu sous le nom de P-51 Mustang .

Après les premières expériences d' Opel RAK avec la propulsion par fusée menant au premier vol public d'un avion-fusée, l' Opel RAK.1 , en 1929 et les éventuels programmes militaires de Heinkel et Messerschmitt par l'Allemagne nazie dans les années 1930 et 1940, les États-Unis se lancèrent dans la course aux avions supersoniques et aux vols spatiaux dans les années 1940. Bien que le Bell X-1 ait été commandé par l'armée de l'air et piloté par le pilote d'essai de l'armée de l'air Chuck Yeager , lorsqu'il dépassa Mach 1, la NACA était officiellement en charge des tests et du développement de l'avion. La NACA a dirigé les expériences et la collecte de données, et l'essentiel des recherches utilisées pour développer l'avion est venu de l'ingénieur de la NACA John Stack , le chef de la division de compressibilité de la NACA. La compressibilité est un problème majeur lorsque les avions approchent Mach 1, et les recherches pour résoudre le problème se sont largement appuyées sur les informations recueillies lors des précédents tests en soufflerie de la NACA pour aider Lockheed avec le P-38 Lightning.

Le programme X-1 a été envisagé pour la première fois en 1944 lorsqu'un ancien ingénieur de la NACA travaillant pour Bell Aircraft a contacté l'armée pour obtenir le financement d'un avion d'essai supersonique. Ni l'armée ni Bell n'avaient d'expérience dans ce domaine, donc la majorité des recherches provenaient de la division de recherche sur la compressibilité de la NACA, qui fonctionnait depuis plus d'un an au moment où Bell a commencé les conceptions conceptuelles. La division de recherche sur la compressibilité avait également des années de recherche et de données supplémentaires sur lesquelles s'appuyer, car son ingénieur en chef était auparavant à la tête de la division des souffleries à grande vitesse, qui disposait elle-même de près d'une décennie de données d'essais à grande vitesse à cette époque. En raison de l'importance de l'implication de la NACA, Stack a personnellement reçu le trophée Collier avec le propriétaire de Bell Aircraft et le pilote d'essai Chuck Yeager.

En 1951, l'ingénieur de la NACA Richard Whitcomb a déterminé la règle de surface qui expliquait le flux transsonique au-dessus d'un avion. Les premières utilisations de cette théorie ont été sur le projet Convair F-102 et le F11F Tiger . Le F-102 était censé être un intercepteur supersonique, mais il était incapable de dépasser la vitesse du son, malgré tous les efforts des ingénieurs de Convair. Le F-102 avait en fait déjà commencé la production lorsque cela a été découvert, donc les ingénieurs de la NACA ont été envoyés pour résoudre rapidement le problème. La ligne de production a dû être modifiée pour permettre la modification des F-102 déjà en production afin de leur permettre d'utiliser la règle de surface. (Les avions ainsi modifiés étaient connus comme des avions « à surface réglée ».) Les changements de conception ont permis à l'avion de dépasser Mach 1, mais seulement par une petite marge, car le reste de la conception du Convair n'était pas optimisé pour cela. Comme le F-11F a été le premier modèle à intégrer cela lors de la conception initiale, il a pu franchir le mur du son sans avoir à utiliser de postcombustion.

Comme la règle de la zone était initialement classifiée, il a fallu plusieurs années pour que Whitcomb soit reconnu pour son accomplissement. En 1955, il a reçu le trophée Collier pour son travail sur le Tiger et le F-102.

Le modèle le plus important résultant de la règle de surface fut le B-58 Hustler , qui était déjà en développement à l'époque. Il fut repensé pour prendre en compte la règle de surface, ce qui permit d'améliorer considérablement ses performances. Il s'agissait du premier bombardier supersonique américain, capable d'atteindre Mach 2 à une époque où les chasseurs soviétiques venaient tout juste d'atteindre cette vitesse quelques mois plus tôt. Le concept de règle de surface est désormais utilisé dans la conception de tous les avions transsoniques et supersoniques.

L'expérience de la NACA a fourni un modèle pour la recherche de la Seconde Guerre mondiale , les laboratoires gouvernementaux d'après-guerre et le successeur de la NACA, la National Aeronautics and Space Administration (NASA).

La NACA a également participé au développement du premier avion à voler jusqu'au « bord de l'espace », le X-15 de North American . Les profils NACA sont toujours utilisés sur les avions modernes.

Le 21 novembre 1957, Hugh Dryden , directeur de la NACA, a créé le Comité spécial sur la technologie spatiale. Le comité, également appelé Comité Stever du nom de son président, Guyford Stever , était un comité directeur spécial qui a été formé avec pour mandat de coordonner diverses branches du gouvernement fédéral, des entreprises privées ainsi que des universités aux États-Unis avec les objectifs de la NACA et également d'exploiter leur expertise afin de développer un programme spatial.

Wernher von Braun , directeur technique de l' Agence de missiles balistiques de l'armée américaine, aurait une fusée Jupiter C prête à lancer un satellite en 1956, mais celle-ci aurait été retardée, et les Soviétiques lanceraient Spoutnik 1 en octobre 1957.

Le 14 janvier 1958, Dryden a publié « Un programme national de recherche pour la technologie spatiale », qui stipulait :

Il est d'une grande urgence et d'une grande importance pour notre pays, tant du point de vue de notre prestige en tant que nation que des nécessités militaires, que ce défi ( Spoutnik ) soit relevé par un programme énergique de recherche et de développement pour la conquête de l'espace.

Il est donc proposé que la recherche scientifique soit confiée à une agence civile nationale travaillant en étroite collaboration avec les groupes de recherche appliquée et de développement nécessaires au développement des systèmes d'armes par les militaires. Le modèle à suivre est celui déjà développé par la NACA et les services militaires. ...

La NACA est capable, grâce à une extension et une expansion rapides de ses efforts, de fournir un leadership dans le domaine des technologies spatiales.

Le 5 mars 1958, James Killian , qui présidait le Comité consultatif scientifique du président , a écrit un mémorandum au président Dwight D. Eisenhower . Intitulé « Organisation pour les programmes spatiaux civils », il encourageait le président à approuver la création de la NASA. Il écrivait qu'un programme spatial civil devrait être basé sur une NACA « renforcée et redésignée », indiquant que la NACA était une « agence de recherche fédérale en devenir » avec 7 500 employés et des installations d'une valeur de 300 millions de dollars, qui pourrait étendre son programme de recherche « dans un délai minimum ».

Lors de leur réunion du 26 mai 1958, les membres du comité, en commençant dans le sens des aiguilles d'une montre à partir de la gauche de l'image ci-dessus :