A/ Cahier des charges et points de départ 

B/ Cellule, CDVO, CAG

    L'extrême polyvalence recherchée dans le nouvelle avion conduisit Dassault à la configuration aérodynamique delta/canards, sur un avion à la masse modérée de 10 tonnes, fortement propulsé (15 tonnes, par deux M88-2).


Le Rafale A démonstrateur technologique
Le Rafale, dont le Rafale C01 fut tiré (photo Dassault Aviation)


    Experts des ailes delta, avec la nécessité d'afficher des performances élevées en supériorité aérienne comme pour la pénétration TBA (Très Basse Altitude), les bureaux d'études ont conçu une voilure à la flèche modérée, à grand allongement (48° au lieu de 58° pour l'intercepteur Mirage 2000). Montée en position moyenne sur le fuselage, elle est améliorée par de petits LERXs (Leading Edge Root eXtension - extension de bord d'attaque à l'emplanture) à 72°, des élevons et un bord d'attaque mobile unique sur toute la longueur.

    Viennent encore optimiser cette aile, des plans "canards" de grande surface, positionnés près de l'aile et légèrement au dessus : cette position, idéale pour les écoulements aux grands angles, mais aussi en croisière, propose les meilleurs comportements et performances pour tous les régimes et toutes les charges.


(photo Dassault Aviation)

    Autre point très nouveau de la formule "Rafale" : les entrées d'air semi-ventrales, sans parties mobiles. Celle-ci offrent une fois de plus la meilleure alimentation des moteurs, de 0 à mach1.8 et de -3g à +9g. De plus, dans un soucis de simplicité de la cellule, ces entrées d'air sont conçues de manière à ne pas nécessiter de dispositifs aspirateurs de couche limite.

    Les besoins en termes de stabilité en lacet étant déjà acquis dans cette configuration, la dérive verticale unique s'avère également suffisante.

    L'avion ne dispose pas d'aérofrein : il a été choisi d'actionner à la place les bonnes gouvernes en fonction des conditions de vol.

    La masse légère de l'avion (qui ne pèse qu'une tonne de plus qu'un F-16) a été obtenue par l'emploi important de matériaux composites, que ce soit les fibres de carbone (dessus, dessous, ailes, autour du cockpit), le kevlar (nez et arrière du fuselage), des hybrides, des alliages d'aluminium (au lithium) et du titane. Au final, c'est au moins de 30% de matériaux composites qui forment la cellule. Cela en fait un avion d'une très grande robustesse tout en étant léger, dépassant sans peine les trente années de service qui lui sont prévues. Même après 10 000 heures de vol (l'Armée prévoyant plutôt 7 000h / 3500 atterrissages), la cellule se révèle capable de supporter jusqu'à 185% des efforts nominaux avant de casser.

    Influant également de façon très importante sur la forme de l'avion : les impératifs de survivabilité conduirent à atténuer autant que possible la SER (Surface Equivalente Radar - en anglais RCS pour Radar Cross Section -littéralement Section Transversale Radar-) comme la SIR (Signature Infra-Rouge). A ces fins, la cellule ne présente pas d'angle droit, ou peu, il n'y a pas de rupture, pas de fente ni de relief et le dessin est très linéaire. Les conduits d'entrées d'air, en double-S, masquent les aubes des turbines. Certaines zones restant pas moins difficiles à masquer, elles sont concentrées sur certains points de la cellule, puis traitées : matériaux absorbants les ondes radars (RAM : Radar Absorbant Material), dents de requins sur les surfaces mobiles, feuille d'or dans le plexiglas de la verrière pour masquer l'intérieur de l'habitacle, radôme radar seulement perméable aux ondes du RBE-2 (cf plus loin), aériens, dérive en matériaux transparents aux ondes... Par dessus tout cela, se rajoute divers traitement pour les émissions infrarouges, mais pas seulement : certaines armes sont elles aussi traitées (ex : Scalp...) contre les ondes radars. Toutes ces mesures (mais pas seulement, nous le verront) permettent donc au Rafale d'être "discret", ce qui se matérialise par l'adoption par les armées de tactiques profitant avantageusement de cette discrétion qui joue beaucoup sur la réduction de la portée des capteurs hostiles.

    Pour en venir aux commandes : les gouvernes de l'avion sont actionnées par un double circuit hydraulique sous 350 bars (5000 psi). Les actionneurs sont eux-même commandés par des commandes de vol en fibre optique, "fly-by-light", par opposition au traditionnel "fly-by-wire" (sous entendant le cablâge électrique), le tout étant entièrement numérisé. Le Rafale est le premier avion de chasse au monde à utiliser les commandes de vol optiques (CDVO), insensible au nucléaire. Le CAG (Contrôle Actif Généralisé) agît sur trois chaines numériques, plus une chaine analogique de secours, activable automatiquement ou sur demande (insensible contre les brouillages éventuels, mais moins performante). Notons d'ailleurs que ces quatre chaines sont totalement indépendantes, bloquant ainsi toute anomalie logicielle aux répercutions catastrophiques. Le système permet, entre autre, de gérer la stabilité longitudinale modérément négative de l'avion, d'introduire un "auto-trim", d'adapter la sensibilité des commandes en fonction de la phase de vol, grâce à son intégration (voir plus loin) d'utiliser un pilote automatique très sophistiqué, et en cas de dégâts sur les gouvernes, de se reconfigurer automatiquement afin de préserver autant que possible les qualités de vol de l'avion. Autrement dit, le CAG est un atout majeur pour l'avion, délestant le pilote de charges excessivement compliquées, et le laissant se concentrer sur la situation tactique plutôt que sur le vol.

    Ces CDVO donnent ainsi à l'avion une agilité et une manœuvrabilité toutes deux remarquables, tant pour la supériorité aérienne que pour la pénétration BA (Basse Altitude) où l'avion lourdement chargé doit subir des accélérations de 5,5g en régime transsonique à 30 mètres du sol.

    Ainsi, même à charge maximale, par exemple, la réponse en roulis reste pratiquement inchangée. Pour donner une idée de ce que peut l'avion :
- angle d'attaque : > ou = 30° en air-air, 25° avec des charges lourdes -Scalp, bombes, réservoirs de 2000L- (l'avion s'est montré stable à 32°, il a pu brièvement élevé à 100° avec une vitesse de -40 nœuds sans perte de contrôle = cobra);
- taux de roulis : 290°/s en air-air, 190°/s avec charges lourdes;
- accélération Gz : 9g en air-air (max 11g), 5,5 à 6g avec charges lourdes.

    Autres performances démontrées : décollage en 400 mètres en configuration air-air, en 600 mètres en charges maximales, vitesse d'approche de 115 nœuds, avec atterrissage à un taux de descente sans arrondi de 4m/s.

    L'avion de 10 tonnes à vide est capable de décoller à une masse de 24,5 tonnes, une évolution pouvant pousser cette masse à 27 tonnes.

    La version Marine, elle, présente une structure renforcée et une échelle repliable. Son train d'atterrissage est lui aussi renforcé pour encaisser des taux de chute de 6,5m/s. Le train avant est dit "sauteur", à restitution d'énergie, et permet à l'avion de se soulever à une masse maximale de 21,5 tonnes sur une course de 75 mètres. L'avion est aussi capable de revenir au porte-avion avec une masse de 15,7 tonnes, offrant ainsi une capacité "bring-back" non négligeable pour un avion à même d'emporter de précieux armements.


Test d'appontage avec des charges (photo Dassault Aviation)

    Toutes les versions sont protégées contre la corrosion.



C/ Motorisation

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