La firme Jacobs, installée à Pottstown, en Pennsylvanie, était un constructeur de moteurs d’avions bien connu qui équipaient plusieurs appareils américains de touriste. Au début des années cinquante, un nouveau département fut créé pour le développement d’un nouveau type d’appareil à voilure tournante.

Le but recherché était la réalisation d’un appareil à hautes performances, d’un faible prix de revient et d’entretien et optimisé pour les petites distances. La conception de l’appareil devait être relativement simple et favoriser une stabilité acceptable et une facilité d’entretien.

Le premier modèle de la firme, le Jacobs 104 Convertiplane était donc un appareil monorotor, monomoteur, à rotor anti-couple et hélice propulsive arrière et à train d’atterrissage classique fixe. En fait, cet appareil préfigurait fortement l’hélicoptère Lockheed AH-56 Cheyenne de la fin des années soixante qui avait lui aussi une voilure, un rotor, une hélice anti-couple et une hélice propulsive à l’arrière.

Le Convertiplane avait un rotor principal doté des commandes de variation de pas collectif et cyclique comme sur n’importe quel hélicoptère. Cependant, ce rotor était partiellement déchargé en vol horizontal par une surface portante fixe et la force propulsive était assurée par une hélice propulsive montée à l’arrière de l’appareil.

Contrairement au Cheyenne, le rotor du Convertiplane était débrayé en vol horizontal ce qui fait que cet appareil était un vrai convertible comme le Sud-Ouest Farfadet ou le McDonnell XV-1. La principale différence du Convertiplane avec ces deux appareils était que le rotor était entraîné mécaniquement par le moteur ce qui imposait l’utilisation d’un rotor anti-couple alors que les rotors à réaction des XV-1, Farfadet et autre Rotodyne ne généraient pas de couple à contrer.

Le rotor était un modèle tripale avec des pales de 5 mètres de long pour une profondeur constante de 254 mm.. Les pales étaient construites en alliage d’aluminium 61 ST avec un profil NACA 23015. Une masse d’équilibrage en acier était placée à l’extrémité de chaque pale.

Le plateau oscillant qui tournait avec le rotor principal était lié par un roulement à billes à un plateau coulissant qui était attaqué par les bielles de commande de pas collectif et cyclique. Ces bielles étaient elles-mêmes commandées par des renvois montés sur deux tubes concentriques portant à leur autre extrémité les renvois correspondants attaqués par la tringlerie issue du poste de pilotage.

Tout cet ensemble se situait immédiatement au-dessus du ventilateur chargé du refroidissement du moteur. Celui-ci était un modèle Jacobs à sept cylindres en étoile dont le vilebrequin était disposé verticalement et était relié au rotor par l’intermédiaire d’un réducteur relié également aux hélices de queue. Il y avait également un embrayage permettant de lancer le moteur à vide.

Cet embrayage avait également une roue libre qui permettait la mise en auto-rotation en cas d’arrêt du moteur ou pour le vol horizontal. Tout cet ensemble était enfermé dans un carter faisant partie intégrante de l’avant du moteur. Le moteur était lui-même totalement enfermé dans un carénage circulaire entourant les cylindres et comportant un convergent supérieur dans lequel tournait le ventilateur de refroidissement.

L’ensemble moteur et rotor principal était monté au-dessus du fuselage. Le moteur était monté sur un bâti tubulaire dont la base reposait sur la structure du fuselage avec des blocs de caoutchouc absorbant les vibrations. Le taux de réduction était de 1:8,5 pour le rotor principal, qui tournait ainsi, au régime maximum de 293 t/min. Le taux de réduction était de 1:1,042 pour les deux hélices de queue dont le régime était évidemment le même.

Ces deux hélices étaient à pas variable et du fait de leur rapprochement, leurs pales étaient engrenantes. Lorsque le rotor, déchargé partiellement par la voilure, fonctionnait en auto-rotation, l’hélice anti-couple était mise en drapeau et toute la puissance était délivrée à l’hélice propulsive.

L’hélice propulsive était un modèle tripale comme le rotor anti-couple. Les pales avaient un profile NACA 0009 et était construite en alliage d’aluminium 24 ST profilé. Pour un diamètre de près de deux mètres, la profondeur de chaque pale atteignait 93 mm. Le pied de pale était articulé de la même manière que les pales du rotor principal et le système de commande de variation de pas était sensiblement le même.

Lorsque l’engin fonctionnait en hélicoptère pur, c’était 1’hélice anti-couple qui était active. La plus grande partie de la puissance était absorbée par le rotor principal et l’hélice propulsive était mise en drapeau.

Le fuselage, de section sensiblement carrée, était de structure mixte. En effet, la partie avant consistait en un caisson attachée en porte-à-faux sur le treillis central qui recevait le bâti-moteur au-dessus et la poutre arrière à sa partie postérieure. De chaque coté de ce treillis et à sa partie inférieure, deux éléments de structure de la voilure fixe soutenaient le train d’atterrissage principal et les demi-ailes extérieures. Ces éléments étaient également réalisés en treillis de tubes d’acier soudés.

La voilure fixe, attachée en porte-à-faux à la base du fuselage, avait un élément central de flèche modérée et ne possédait aucun dièdre. Cet élément central était suivi d’un élément extérieur en forte flèche, également de profondeur constante. Le dièdre était légèrement négatif, la corde de 1,22 mètres et la flèche moyenne de 45°.

Le train d’atterrissage était fixe et consistait en deux diabolos principaux portés en bout de jambes élastiques et montées sur les éléments intérieurs de la voilure fixe. La voie était de 2,60 mètres. La roulette arrière était également portée par une jambe élastique à longue course.

Le premier vol du prototype fut réalisé en octobre 1953. Ce prototype était considéré comme une maquette volante et fut suivi par un appareil expérimental. Ce dernier réalisa son premier vol stationnaire le 19 juin 1956 d’une durée d’une minute et demie, suivi d’un second vol de trois minutes 15 secondes.

Ces prototypes devaient bien entendu être suivis par des appareils de série. Ces avions avaient des ailes fixes en flèche et un train d’atterrissage escamotable. La partie arrière de l’appareil portait un empennage en T. Le groupe moteur-rotor principal était monté au-dessus de la cabine et caréné très soigneusement. Les réservoirs de combustible étaient installés dans les ailes. Le modèle définitif devait atteindre les 280 km/h en pointe, avec un pilote et quatre passagers.

Cet appareil ne fut pas construit et les essais en vol des prototypes abandonnés sans que l’on sache si le Convertiplane réalisa des transitions. Ce que l’ont sait en revanche, c’est que le programme fut racheté par la firme Vanguard et que des éléments mécaniques comme les rotors et transmission furent utilisés pour la construction du Vanguard Omniplane.

Sources

History of Vertical Flight de Steve Markman et Bill Holder
Air Progress n°