Par : Rénald Fortier
Ingenium - Musées des sciences et de l’innovation du Canada
Des ailes au-dessus du monde : Le turbopropulseur et turbomoteur PT6, Partie 2
Un aéronef agricole Air Tractor AT-502 utilisé par Southeastern Aerial Crop Service Incorporated, Belle Glade State Municipal Airport, Floride, juin 2013. Wikipédia.
Salutations à vous, ami(e) lectrice ou lecteur, et bienvenue dans la seconde partie de cet article sur un des moteurs aéronautiques les plus réussis des 20ème et 21ème siècles, le PT6.
Saviez-vous que United Aircraft of Canada Limited (UACL) de Longueuil, Québec, une firme connue aujourd’hui sous le nom de Pratt & Whitney Canada Incorporated, joue un rôle important dans l’introduction d’un nouveau type de moteur aéronautique sur les aéronefs agricoles? Et bien, c’est vrai.
On peut dire qu’elle s’est d’abord impliquée dans l’aviation agricole, quelque peu indirectement cependant, dans la première moitié des années 1960. À ce moment-là, l’essence d’aviation, ou Av-gas, devient plus difficile à trouver et moins économique que le kérosène d’aviation, ou Av-tur, utilisé dans les turbopropulseurs. Dès 1964, James Aviation Limited de Hamilton, Nouvelle-Zélande, une des plus grandes et anciennes firmes d’épandage en couverture de ce pays, en vient à la conclusion que les futurs aéronefs d’épandage en couverture pourraient fort bien être propulsés par des turbopropulseurs.
Qu’est-ce que l’épandage en couverture, demandez-vous? Une bonne question. Si je peux me permettre de me citer moi-même, l’épandage en couverture, l’épandage d’engrais sur de grandes surfaces pour aider à nourrir les bovins et ovins, peut ou non relever de la compétence de l’aviation agricole. De nombreux auteurs le considèrent plus proche de l’élevage que de l’agriculture, mais retournons au milieu des années 1960.
À l’époque, James Aviation est un des plus gros, sinon le plus gros utilisateur de l’aéronef agricole Fletcher FU-24 de conception américaine. Compte tenu de ce fait, il n’est guère surprenant que cet aéronef soit celui qui est choisi pour tester l’utilisation éventuelle de turbopropulseurs dans l’épandage en couverture. Ainsi, en 1966, un avionneur néo-zélandais, Air Parts (N.Z.) Limited, commence à modifier le FU-24, un aéronef qu’il produit sous licence depuis 1964, pour une utilisation avec un turbopropulseur UACL PT6.
La construction d’un prototype commence en novembre 1966. Air New Zealand Proprietary Limited, le principal transporteur aérien du pays, peut être impliqué dans le projet. Quoiqu’il en soit, James Aviation semble payer le gros du pognon nécessaire pour payer la construction du prototype. Le moteur turbopropulseur plus léger et plus puissant permet d’augmenter la charge utile tout en améliorant les performances. Le Air Parts Fletcher 1060, ou FU-1060 Turbo-Fletcher, vole pour la première fois en juin ou juillet 1967. Cette machine est le premier avion agricole à turbine au monde.
Air Parts (N.Z.) espère apparemment lancer le Fletcher 1060 tout en gardant l’ancien FU-24 à pistons en production. Comme elle l’a fait avec le FU-24, Air Parts (N.Z.) souhaite produire une version agricole ainsi qu’une version utilitaire / de transport léger de la nouvelle machine.
Même si le Fletcher 1060 obtient une certification du Department of Civil Aviation néo-zélandais en juin 1969, aucun autre aéronef de ce type n’est construit.
La seule machine est utilisée par James Aviation. Légalement, il peut emporter une charge comparable à celle d’un FU-24. Dans la pratique, cependant, les équipes au sol ont pour instruction de le charger autant qu’ils le peuvent. Lorsque les conditions sont particulièrement bonnes, le Fletcher 1060 peut emporter jusqu’à 1 500 kilogrammes (3 300 livres) d’engrais tout en surpassant un FU-24 standard transportant une charge d’une tonne.
Malheureusement, le Fletcher 1060 est le tout dernier aéronef de ce type construit en Nouvelle-Zélande à ne pas avoir l’aile renforcée introduite à l’époque. En conséquence, la surcharge continue affaiblit considérablement sa structure. Finalement, James Aviation contacte le constructeur du FU-24, la récemment formée New Zealand Aerospace Industries Limited, pour voir combien il en coûterait pour reconstruire son aéronef unique.
Le prix indiqué est très élevé, trop élevé en fait. De plus, le PT6 de l’aéronef, dépourvu de filtre à air efficace, s’avère quelque peu problématique et coûteux à entretenir. Face à ces problèmes, James Aviation, qui est alors la plus grande firme d’épandage en couverture de Nouvelle-Zélande, met le Fletcher 1060 au rancard en août 1979.
Quelques années auparavant, en mai 1972 pour être plus précis, James Aviation avait contacté une autre firme néo-zélandaise, Aero Engine Services Limited, et lui avait demandé d’enquêter sur la possibilité de créer une version mise à jour du Fletcher 1060. À l’époque, James Aviation estime que la voie vers le futur est de monter des PT6 d’occasion dans des cellules de FU-24 convenablement modifiées. De fait, un ingénieur du nom de Patrick « Pat » Monk commence à travailler sur un tel concept en octobre 1973. Malheureusement, il arrive rapidement à la conclusion que la seule façon de trouver un aéronef plus productif qu’un FU-24 conventionnel est d’utiliser de nouveaux moteurs dans une cellule entièrement repensée. L’idée originale de James Aviation ne va pas plus loin.
Malgré les difficultés rencontrées avec le Fletcher 1060, le développement du concept de base du FU-24 se poursuit, sous New Zealand Aerospace Industries, une firme reconstituée sous le nom de Pacific Aerospace Corporation Limited en 1982. Une version turbopropulsée de l’aéronef, le Cresco, signifiant « Je grandis » en latin, vole pour la première fois en février 1979. Cette machine, conçue par Monk, est cependant propulsée par un moteur américain. En 1992, Pacific Aerospace lance une nouvelle version de son aéronef agricole et utilitaire propulsée par un PT6. Cet aéronef peut, je répète peut, être encore en production en 2020.
Cela étant dit (tapé?), c’est vraiment en 1974 que UACL s’intéresse sérieusement à l’aviation agricole. Cette année-là, un applicateur aérien américain vient à Longueuil pour la révision du vilebrequin du moteur Pratt & Whitney R-1340 Wasp, un des piliers de l’industrie de l’application aérienne aux États-Unis, sur un de ses aéronefs. Au cours d’une conversation avec un représentant du développement du marché de UACL, Derek Emmerson, cet opérateur mentionne que la convention annuelle de la National Agricultural Aviation Association est sur le point de commencer.
Emmerson prépare rapidement un présentoir sur le PT6 et part pour la Floride. Il est vraiment stupéfait de découvrir que pratiquement tous les opérateurs rencontrés veulent parler de la possibilité d’installer un PT6 sur un aéronef agricole. De fait, Leland Snow, un opérateur et concepteur d’aéronefs agricoles bien connu, suggère à Emmerson qu’il serait dans l’intérêt de UACL de s’attaquer à ce marché. À son retour, Emmerson discute de l’idée avec ses supérieurs. Il est convenu de s’y essayer.
La première tâche de l’équipe canadienne, et elle s’avère difficile, est de convaincre les fabricants d’aéronefs agricoles qu’une version à turbine de leurs machines trouverait des clients. Le principal obstacle est le coût. Un moteur à pistons Wasp révisé coûte environ 11 000 $. Un PT6, par contre, augmenterait le coût d’un aéronef agricole d’environ 100 000 $.
Grumman American Aviation Corporation, une filiale de Grumman Aerospace Corporation chargée de la commercialisation du célèbre aéronef Grumman G-164 Ag-Cat, ne manifeste aucun intérêt. Pourtant, un ou quelques-uns de ses représentants suggèrent à UACL de contacter un certain nombre d’opérateurs du sud des États-Unis. Dans cette région, l’épandage aérien joue un rôle essentiel dans l’agriculture à grande échelle. En conséquence, la firme canadienne pourrait avoir une assez bonne idée de ce que pourrait être le marché potentiel des aéronefs munis de PT6.
En mai 1975, Emmerson rend visite à un certain nombre d’exploitants sur une bande de 160 kilomètres (100 milles) de long le long de la côte du golfe du Mexique, tant au Texas qu’en Louisiane, où le riz est cultivé dans d’immenses superficies. Les producteurs de cette région dépendent fortement des semis aériens, de la fertilisation et de la pulvérisation d’insecticides et d’herbicides. En effet, 85% de tous ces travaux sont effectués par voie aérienne. Les quelque 400 aéronefs nécessaires pour les 7 ou 8 applications nécessaires à chaque récolte sont des aéronefs à pistons comme le susmentionné Ag-Cat, le Cessna Modèle 188 Agwagon et le Piper PA-25 Pawnee.
Un des opérateurs contactés par Emmerson est Lyon Air Service Incorporated en Louisiane. Le représentant canadien passe quelques jours avec les gens de cette entreprise de taille importante, observant les procédures de pulvérisation et parlant à des employés de toutes sortes. Il achète même un chronomètre pour chronométrer les nombreuses phases d’une opération de pulvérisation.
De plus, Emmerson passe du temps chez Air Rice Incorporated au Texas, un autre opérateur important des états du sud. Comme un certain nombre de ses concurrents, le patron de la firme, William Priester « Bill » Cardiff, exprime quelques inquiétudes concernant la fiabilité à long terme du Wasp. Des moteurs commencent à lâcher, ce qui signifie que les opérateurs auraient de plus en plus de mal à répondre aux demandes des producteurs. La réaction de Cardiff au projet de UACL est donc très enthousiaste. Il est convaincu qu’un aéronef propulsé par un PT6 apporterait des avantages supplémentaires grâce à sa plus grande charge utile, à des temps de rotation plus courts, à une fatigue réduite des pilotes et à des coûts de maintenance réduits.
De fait, Cardiff suggère à UACL de prêter un PT6 pour aide à la conversion d’un aéronef. Le travail serait effectué par une firme texane, Frakes Aviation Incorporated. L’aéronef choisi, un Ag-Cat, devient le Frakes / Grumman Turbo-Cat. Il vole pour la première fois au printemps 1976. Des essais montrent que sa productivité est 60% supérieure à celle des aéronefs agricoles à pistons. Un certain nombre d’applicateurs aériens désireux d’utiliser le nouveau moteur approchent Frakes Aviation pour faire convertir leurs machines. De fait, la firme propose finalement de convertir certaines versions du Ag-Cat.
Le patron de Frakes Aviation, Joseph Frederick « Joe / Fred » Frakes, avait déjà travaillé avec UACL. En 1967, il avait commencé à travailler sur une conversion à moteurs PT6 de l’amphibien bimoteur Grumman G-73 Mallard. Cette machine, connue sous le nom de Frakes Turbo-Mallard, vole pour la première fois en 1969 et s’avère un succès. Plusieurs conversions sont réalisées au cours des années 1970. Quelques-unes / plusieurs d’entre elles volent encore aux États-Unis et ailleurs en 2020. Mais revenons à notre histoire.
Ce qui se passe par la suite reste quelque peu obscur. Nous savons qu’un second prototype à moteur PT6 vole en juillet 1978. Cet aéronef est peut-être un Ag-Cat construit par Schweizer Aircraft Corporation, le seul producteur du Ag-Cats à pistons depuis le premier jour, en 1959. Comme sa prédécesseure, cette machine est convertie par Frakes Aviation. Air Rice évalue l’aéronef pendant un certain temps. Ces essais montrent qu’un modèle de production du Ag-Cat à turbine peut être muni d’une version moins puissante du moteur PT6 sans perte excessive de performances ou d’économie. Cela aboutit à la conversion d’un autre aéronef, apparemment pour une utilisation comme machine de pré-production, en septembre 1978.
À ce moment, American Jet Industries Incorporated avait acheté la participation de 80 % de Grumman Aerospace dans Grumman Aviation et fait une offre en espèces aux détenteurs des 20 % restants. Le nouveau propriétaire de la firme la renomme Gulfstream Aviation Corporation. À partir de 1979, Schweizer Aircraft transfère progressivement la production du Ag-Cat à pistons à Gulfstream Aviation. Peu de temps après, elle commence à commercialiser son nouveau Turbo Ag-Cat à moteur PT6. Cet état de fait ne dure cependant pas très longtemps.
En janvier 1981, Schweizer Aircraft acquiert tous les droits de production pour la famille d’aéronefs Ag-Cat de Gulfstream Aviation. Alors que ce dernier garde un petit nombre de Turbo Ag-Cat à vendre, Schweizer Aircraft se lance dans une évaluation du marché potentiel de ces aéronefs. Elle arrive finalement à la conclusion que le dit marché n’est pas tout à fait assez grand pour les aéronefs alors en production avec une très grande trémie. De fait, seuls 22 d’entre eux sont finalement produits.
Au lieu de cela, Schweizer Aircraft propose sa propre version, le Ag-Cat Turbine ou Ag-Cat Super-B Turbine. Malgré cela, la plupart des aéronefs qu’elle produit sont toujours équipés de moteurs à pistons. Il suffit de lire les prix de chaque version pour comprendre pourquoi : moins de 150 000 $ ÉU pour un aéronef propulsé par un moteur à pistons Wasp et près de 375 000 $ ÉU pour un aéronef propulsé par un PT6.
Une autre personne sérieusement intéressée par les aéronefs agricoles à turbine est Frederick Ayres, le patron de Ayres Corporation. Sur le même site que cette firme, la division General Aviation de Rockwell International Corporation produit son aéronef agricole Thrush Commander. Face à une offre de plus en plus rare de bons moteurs Wasp, la firme décide finalement d’utiliser le Wright R-1300 Cyclone 7. Les opérateurs, fidèles au Wasp, ne sont pas satisfaits de cette idée. Ayres propose une solution : équiper un Thrush Commander d’un PT6. Rockwell International montre peu d’intérêt.
Voyant cela, Ayres contacte UACL. Un accord est signé et Ayres engage une firme américaine, Serv-Aero Engineering Incorporated, pour convertir un Thrush Commander. Cette machine vole en septembre 1975. Peu de temps après, 5 kits de conversion sont vendus à Sterner Aero Aktiebolaget, une firme d’aviation agricole suédoise qui utilise déjà un certain nombre de Thrush Commander. Les 30 premiers Turbo-Thrush sont des aéronefs construits à l’origine avec le Cyclone 7 que leur constructeur n’a pas été en mesure de vendre.
Curieusement, Rockwell International ne permet à aucun aéronef de quitter l’usine sans être équipé et certifié avec moteur à pistons. Dans une autre tournure intrigante, un unique moteur Wasp fait le va et vient entre la ligne de production et le site de conversion. Il est monté sur chaque nouveau Turbo-Thrush afin de pouvoir le certifier conformément aux souhaits de Rockwell International. Une fois cela fait, l’aéronef est équipé d’un PT6 et préparé pour la livraison. Le moteur Wasp retourne alors à l’usine pour redémarrer le processus.
Dans l’ensemble, il semble que les 40 ou quelques premiers kits de conversion sont fabriqués par Serv-Aero Engineering. Ayres reprend la production des kits à ce moment-là. Puis, à la fin de 1977, cette firme acquiert à la fois les droits de fabrication du Thrush Commander et l’usine. Le succès des conversions à turbine est une des principales raisons de cette décision.
Douze kits de conversion et 30 aéronefs sont produits en 1978. À la fin de la décennie, 50 à 60 aéronefs sont vendus chaque année. En janvier 1980, pas moins de 125 Turbo-Thrush sont en service et 4 aéronefs sont produits chaque mois. La récession du début des années 1980, sans parler des excédents agricoles, des taux d’intérêt élevés et de la hausse du dollar américain, ont un effet considérable sur les activités de l’entreprise.
En 1982, Ayres, sans doute le premier constructeur mondial d’aéronefs agricoles, remporte un contrat avec le United States State Department pour développer une version biplace spéciale connue sous le nom de NEDS. Cet acronyme décrit la mission de l’aéronef avec une grande précision; il signifie Narcotics Eradication Delivery System, ou système de dissémination d’éradication des stupéfiants.
Dix-neuf aéronefs sont livrés entre 1983 et 1988 au International Narcotics Matters Bureau du secrétariat. Ils sont utilisés lors de l’opération Roundup, une série de vols d’éradication des drogues, dans une demi-douzaine de pays :
- en Birmanie, le Myanmar actuel, en Thaïlande et en Colombie, contre les cultures de pavot,
- au Mexique, contre les cultures de marihuana et de pavot, et
- au Belize et au Guatemala, contre les cultures de marihuana.
Et oui, l’herbicide chimique liquide utilisé est le Roundup, conçu pour accélérer considérablement la croissance des plantes, assurant ainsi qu’elles se fanent et meurent très rapidement.
Pour s’assurer que ces petits champs, presque invisibles dans la jungle, puissent être trouvés et traités correctement, les NEDS sont équipés d’aides à la navigation avancées. Une hélice silencieuse leur permet de fondre plus facilement un champ sans être détectés. Étant donné que l’aéronef effectue sa mission à une vitesse assez faible (195 à 210 kilomètres/heure / 120 à 130 milles/heure), des plaques de blindage spéciales doivent être installées sur les compartiments de l’équipage et du moteur.
Consciente qu’une version militaire de son aéronef de lutte contre la drogue peut intéresser un certain nombre de forces aériennes grâce à sa simplicité et sa robustesse, sa capacité d’emport et sa capacité à décoller et à atterrir sur des pistes d’atterrissage courtes et non préparées, Ayres développe le V-1-A Vigilante. Cet aéronef de surveillance et d’appui rapproché à faible coût est conçu en partie avec la coopération du United States State Department et de la United States Army. Le prototype vole en mai 1989. Les aéronefs de série sont munis d’un moteur américain.
Au fil des années, d’autres aéronefs agricoles sont équipés de moteurs PT6. Le seul fabricant qui reste en activité en 2020 semble être la firme américaine Air Tractor Incorporated. Et oui, c’est avec une de ses machines que l’article d’aujourd’hui commence.
Et c’est tout pour aujourd’hui. Soyez prudent(e), ami(e) lectrice ou lecteur.
Rénald Fortier
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