Le Yakovlev Yak-41, également connu sous le nom de Freestyle ou Yak-141, était un avion de combat supersonique à décollage et atterrissage verticaux (VTOL) développé dans les années 1980. L’avion a été conçu pour opérer à partir de porte-avions à décollage et atterrissage courts (STOL) et devait fournir à la marine soviétique un avion de combat hautement manœuvrable et performant pour des missions de défense aérienne et d’attaque au sol.
Le Yak-41 présentait une combinaison unique d’ailes inclinées vers l’avant, de moteurs à poussée vectorielle et d’un système de soufflerie qui permettait un décollage et un atterrissage verticaux, ainsi qu’une meilleure manœuvrabilité dans les airs. Malgré son caractère innovant et prometteur, le programme Yak-41 a finalement été annulé en raison de l’effondrement de l’Union soviétique et du manque de financement des projets militaires qui en a découlé. Toutefois, les technologies avancées du Yak-41 allaient influencer la conception de futurs avions de combat, notamment le F-35 Joint Strike Fighter des États-Unis.
Développement des avions de combat
Le décollage et l’atterrissage verticaux (VTOL) des avions de combat à voilure fixe ont échappé aux ingénieurs aéronautiques pendant des décennies, jusqu’à ce que plusieurs des nombreuses initiatives des années 1960 aboutissent à des formes viables. Le plus célèbre d’entre eux est le « Harrier » britannique, qui a été produit sous deux formes distinctes – une forme d’attaque terrestre et une forme navale, le « Sea Harrier », qui a été utilisé au combat pendant la guerre des Malouines en 1982. Pour l’Union soviétique, le concept ne s’est véritablement concrétisé que dans le Yakovlev Yak-38 « Forger », qui a servi la marine soviétique de 1976 à 1991. 231 exemplaires de ce type ont été produits, mais ces appareils étaient limités dans leurs capacités de transport de munitions et dans leurs performances globales. D’autres programmes, tels que le Yak-36 « Freehand » de 1963 (le programme a produit quatre prototypes), ont contribué à faire avancer l’objectif soviétique du vol de combat VTOL.
En 1975, Yakovlev OKB s’est vu confier directement la tâche d’élargir les capacités de son Yak-36 par le biais d’un contrat officiel avec le gouvernement. Le produit devait devenir un chasseur de défense de flotte pour la marine soviétique, avec des capacités supersoniques inhérentes pour suivre le rythme des chasseurs de l’Ouest. Cela signifiait que l’avion devait présenter des qualités similaires à celles d’un chasseur, telles que l’agilité, une bonne intégration de l’armement et des performances pour le rôle d’interception à distance nécessaire contre les menaces aériennes entrantes. Le nouveau programme de chasseur VTOL est né sous le nom de « Product 48 » et a été connu par la marine soviétique sous le nom de « Yak-41 ».
Les études de conception ont commencé à éliminer les configurations et les arrangements de moteurs incompatibles. Le principal défi consistait à assurer des performances supersoniques tout en maintenant une capacité de poussée vectorielle, ce qui a conduit les ingénieurs à adopter une configuration monomoteur pour des raisons de sécurité et de simplicité. La poussée vectorielle proviendrait d’une tuyère située au milieu du fuselage (aidée par des « jets de poussée » plus petits installés à l’avant de la cellule) et la poussée générale vers l’avant/la sustentation serait assurée par un tuyau d’échappement situé à l’arrière de l’aéronef. Le tuyau d’échappement arrière a été conçu pour s’abaisser à 90 degrés afin de soutenir davantage l’action VTOL à l’arrière de l’avion – une disposition que l’on retrouve aujourd’hui dans l’avion de combat américain Lockheed F-35 « Lightning II » de 5ème génération.
Conçu comme un avion de combat
En gardant à l’esprit cette configuration monomoteur, les ingénieurs ont développé la cellule de l’avion pour y inclure des empennages jumeaux chevauchant de part et d’autre de l’installation du moteur. Le reste de l’appareil reprend les lignes de conception des avions soviétiques à grande vitesse de l’époque, à savoir le Mikoyan-Gurevich MiG-25 « Foxbat » et le MiG-31 « Foxhound », avec leurs fuselages avant à parois dures, leurs grandes ouvertures d’admission rectangulaires (situées de part et d’autre du cockpit), et leurs ailes de petite surface coupées à leurs extrémités et présentant une flèche le long de leurs bords d’attaque. Les plans principaux des ailes étaient conçus avec une fonction de pliage pour faciliter le stockage sur le porte-avions et le train d’atterrissage tricycle à roues renforcé était rétractable. Le titane a été utilisé pour protéger les surfaces destinées à être exposées aux températures extrêmes des unités de liste, tandis que les zones générales ont été complétées par des matériaux composites dans la mesure du possible. Le Yak-41 a finalement été conçu avec trois moteurs. Son principal moteur de poussée et de sustentation avant était une turbosoufflante Soyouz R-79V-300 d’une puissance de 24 300lbf en poussée sèche et de 34 170lbf avec la postcombustion enclenchée. Les moteurs de sustentation étaient constitués de deux turboréacteurs RKBM RD-41 délivrant chacun une poussée de 9 300lbf.
En tant qu’avion de combat, le Yak-41 (Yak-41M) de série devait être équipé d’un canon interne GSh-301 de 30 mm pour le combat rapproché, le canon étant alimenté par une cassette de 120 cartouches. Cinq points d’appui étaient intégrés (quatre sous l’aile, un dans l’axe du fuselage) pour l’emport de divers missiles air-air soviétiques – jusqu’à 5 735 lb de charges externes dans de multiples combinaisons pour s’adapter aux cibles à courte, moyenne et longue portée.
Yakovlev OKB a été autorisé à construire quatre prototypes au total au cours du développement, ce qui a conduit à quatre désignations d’avions dans l’ordre séquentiel : 48-0, 48-1, 48-2 et 48-3. Le 48-0 a été réservé comme banc d’essai statique et le 48-1 a testé les moteurs. C’est donc le 48-2 qui a effectué le premier vol de la série, le 9 mars 1987, lors d’un décollage et d’un atterrissage conventionnels. La première tentative de vol stationnaire a été réalisée avec succès le 29 décembre 1989 par le prototype 48-3, suivie par la première action composée (décollage vertical avec vol vers l’avant) enregistrée le 13 juin 1990. Le premier atterrissage vertical sur porte-avions a eu lieu le 26 septembre 1991.
En pratique, le Yak-41 a montré de grandes qualités et les pilotes ont rapporté un avion réactif avec d’excellentes performances de chasseur. En effet, les prototypes ont revendiqué plusieurs records d’aviation, bien que, en raison du développement top secret de la conception, la désignation « Yak-141 » ait été soumise aux livres de records. Une fois cette désignation connue à l’Ouest, l’OTAN lui a attribué le nom de code « Freestyle ». En octobre 1991, l’un des prototypes a été gravement endommagé par un incendie provoqué par un atterrissage brutal sur le pont d’un porte-avions. Bien que cette cellule ait été récupérée, ses jours de vol étaient terminés et elle a passé le reste de son existence en tant que pièce d’exposition.
Tel qu’il a été construit, le Yak-41 était un avion impressionnant pour l’époque. Les spécifications de performance comprenaient une vitesse maximale de plus de Mach 1,4 (environ 1 120 miles par heure) avec un rayon d’action de 1 865 miles, un rayon d’action de 1 300 miles, un plafond de service de 50 855 pieds et une vitesse de montée de 49 215 pieds par minute.
Fin du programme
En octobre 1991, la marine soviétique a annoncé que le programme Yak-41 ne serait pas poursuivi (cela s’est produit pendant les jours tumultueux de la chute de l’Empire soviétique, une période au cours de laquelle l’armée soviétique a beaucoup souffert des coupes budgétaires). Le Yak-41M proposé, qui devait être le modèle de production, n’a donc pas été retenu. Ce modèle aurait incorporé une suite avionique améliorée ainsi que des extensions de la racine du bord d’attaque (LERX) au niveau des ailes. Un modèle à moteur alternatif – le Yak-43 – n’a pas non plus été retenu. Il aurait été équipé d’un moteur Kuznetsov/Samara de la série NK-321 (provenant d’un bombardier Tupolev Tu-160) et de moteurs de sustentation RD-41. Le Yak-41U devait devenir un avion d’entraînement biplace destiné à faire découvrir les subtilités du vol VTOL aux nouveaux pilotes de la marine russe.
Le géant américain de l’industrie de la défense Lockheed s’est impliqué dans le programme Yak-41 pendant une courte période au début des années 1990, alors que l’entreprise s’efforçait de vendre à l’USAF son propre avion de combat VTOL, le X-35 (qui allait devenir le F-35 « Lightning II »). Après une dernière présentation des prototypes 48-2 et 48-3 en 1993, le Yak-41 est tombé dans l’oubli après que deux avions seulement aient constitué la gamme (sans compter les deux membres statiques/de test) – il n’a jamais été adopté pour le service de la marine russe.
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