Le prototype Rafale B01

Le premier Rafale biplace, le B01 effectue son premier vol le 30 avril 1993, avec Jean Frémond aux commandes.

Le prototype Rafale B01 : 1993 – 2005 ? (? heures de vol)

Un appareil biplace qui dépasse le cadre stricte de l’entraînement opérationnel

Quand en avril 1988, le contrat de développement du Rafale “D” est signé, la cible porte sur l’acquisition de seulement 25 appareils biplaces. Le seul marché français envisage alors 225 monoplaces et 86 appareils pour la Marine Nationale ! Cependant, il est intéressant d’observer le changement de cap dès 1991. En effet, dans une interview du LCL Camus, chef de l’équipe de marque Rafale, on peut lire en juin 1991 que le Général Fleury, Chef d’Etat Major de l’Armée de l’Air, envisage le développement d’un Rafale biplace dépassant le cadre strict de l’entraînement.

Il semble évident que la Guerre du Golfe y soit pour beaucoup dans ce changement de stratégie. En effet, l’efficacité d’un second membre d’équipage semble se démontrer, à l’image des F-111 et F-15E américains. Par ailleurs, si l’on se projette à travers des missions d’attaques nucléaire ou en profondeur, le bénéfice d’un Navigateur Officier Système d’Armes semble évident.

A cette époque, c’est le Mirage F1CR qui dispose de l’avionique la plus moderne (le Mirage F1CT entrant en service fin 1992). L’appareil est cependant strictement monoplace.

C’est le Mirage 2000 qui confirmera l’intérêt d’un équipage composé d’un pilote et d’un navigateur, à l’image du Mirage IV. Ainsi, le Mirage 2000N, entre en service en 1988, mais n’assure principalement que la mission de dissuasion nucléaire. Ce n’est que plus tard que le “2000N” adopte un profil plus “conventionnel”, avec la version “NK2” en 1992. Finalement, ce sera le Mirage 2000D, également biplace, qui reprendra les missions d’attaque au sol.

Toujours est-il qu’en ce mois de juin 1991, le chef de l’équipe de marque évoque désormais le choix de construire un avion sur deux en version biplace.

Les nouveautés du Rafale B01

L’appareil possèdes les mêmes dimensions et formes que les monoplaces. Seul le cockpit est plus grand afin d’accueillir une seconde place. En conséquence, les ingénieurs ont modifié l’emplacement de l’entrée d’air du circuit de refroidissement des équipements. Par ailleurs, la capacité des réservoirs a été réduite de 400 kg.

Le premier vol à deux pilotes se déroule le 6 mai 1993, avec Jean Frémond et Dominique Chenevier.

Contrairement aux prototypes C01 et M01 dont l’objectif était la mise au point de la cellule, le B01 se destine à valider 4 principaux systèmes :

• Le système d’armes,
• Les systèmes généraux de l’avion,
• Commandes de vol,
• Les conduites moteurs.

Il s’agit du premier appareil qui possède une architecture série permettant d’accueillir l’ensemble des équipements SNA (Système de Navigation et d’Attaque). Le prototype dispose de postes radio Sextant Avionique TRM 912R et d’un radiosonde numérique AHV17 de Thomson TRT Défense.

Il recevra en premier le RBE2 en juin 1993.

Les différences portent également sur l’emport du système OBOGS (On Board Oxygen Generation System) qui fournit aux pilotes l’air enrichi en oxygène. Son autonomie est illimitée et il adapte son débit aux conditions d’utilisation de l’équipage.

Autre nouveauté, les sièges éjectables sont pour la première fois des MK-16F de Martin Baker, remplaçant ainsi le Mk-10 habituellement destiné au Mirage 2000. Le siège présente l’avantage d’éliminer la “zone grise” comprise entre 0 et 80 kts dans laquelle la probabilité de réussite d’une éjection était jusqu’à présent sans garantie.

Le système des commandes de vol offre une nouvelle génération de calculateurs numériques. Les volumes sont réduits de moitié par rapport au Rafale A. Au niveau des capteurs, le tube pitot est désormais remplacé par des sondes multifonctions. Celles-ci mesurent l’incidence, la pression totale et statique nécessaires aux calculateurs des commandes de vol. Cette suppression élimine tout masque devant le radar.

Nouveau également, un indicateur numérique type IPS-PIL remplace les instruments de secours traditionnels. Il présente les informations de vitesse, d’altitude et d’énergie dont le pilote pourrait avoir besoin.

Premiers essais en vol du RBE2

Le RBE2 embarque pour la première fois sur le Rafale B01 le 7 juillet 1993 au CEV d’Istres. Ce vol atteint Mach 0,9 à 12000 mètres et 7,5g de facteur de charge.

A l’époque, c’est Thomson-CSF et Dassault Electronique qui développent le radar, depuis 1989. Au total, 10 prototypes furent nécessaires à sa conception. La définition matérielle du radar sera acquise au quatrième prototype. Dés le départ, le RBE2 doit regrouper les capacités de 3 radars existants : RDI, RDM et Antilope du Mirage 2000.

Les quatre premiers exemplaires participent tour à tour aux essais en vol qui débutent en juillet 1992 sur un Mystère 20 du CEV. Début 1994, les radars  affichent une trentaine d’heures de vol, dont 20 sur Mystère 20 et 10 sur Rafale (B01 et M02). Il prendra place également sur Mirage 2000.

Un premier vol très basse altitude au dessus de la mer se déroule en février 1995, de même que le premier vol en suivi de terrain en janvier 1996. Le suivi de terrain est alors basé sur la lecture d’un fichier de données.

Le programme de qualification prévoit 2000 heures de vol à horizon 1998.

Les tests portent sur le bon fonctionnement des servitudes et les performances brutes comme la portée air-air sur une cible calibrée. L’emport sur le Rafale M02 conclura au renforcement de la structure porteuse du radar.

Au fur et à mesure des vols d’essais, les concepteurs affinent les algorithmes de pistage, la résistance aux contre-mesures, ainsi que les possibilités nouvelles offertes par sa technologie. En effet, la conception de son antenne permet de changer instantanément de mode de fonctionnement, voire, d’entrelacer les modes. De telles capacités génèrent des flots considérables de signaux qu’il faut exploiter.

Très vite, les modes air-sol s’avèrent les plus gourmands en heures de vol, car plus complexes. C’est une des raisons pour laquelle le premier standard opérationnel du Rafale intègrera essentiellement des modes air-air limités.

La polyvalence élargie du RBE2 (PESA) en 1989

Radar multimodes, le RBE2 utilise également le concept de polyvalence élargie. Une des particularité consiste à pouvoir entrelacer les mode, permettant ainsi de réaliser un suivi de terrain, tout en surveillant l’espace aérien. Le type de balayage et d’onde étant optimisé en fonction de la situation et de la mission :

• Capacité de suivi et évitement de terrain automatique entre 200 et 600 nœuds,
• Cartographie haute résolution, recalage de navigation
• Précision de tir air-sol de 20 mètres (??)
• Détection air-air à 60 NM (recherche en vitesse, dite doppler)
• Recherche en distance à 50 NM (look up – look down)
• Recherche tous secteurs à 30 NM

La capacité de détection vers le bas doit lui permettre de suivre des cibles de 0,1 m² de Surface Equivalente Radar (SER). Par ailleurs, le champ balayé est de plus ou moins 70° en gisement et 60° de site. Enfin, la vitesse de balayage est de 100°/s.

Le radar dispose également d’une capacité air-air multi-cibles lui permettant de suivre 8 objectifs simultanément et de diriger le tir de 8 missiles (Source Air  & Cosmos de mai 1989).

Développement du SPECTRA

Dans le planning d’intégration du Rafale, se trouve le SPECTRA qui se positionne juste après le radar. Trois industriels pilotent ce programme : Thomson-CSF, Dassault Electronique et Matra Défense.

Début 1994, le SPECTRA se matérialise sous forme d’un premier prototype. Les essais de recette se déroulent à Brétigny sur Orge, en banlieue parisienne. Des essais conséquents, à la hauteur des enjeux : le système doit être totalement intégré à l’avion, et capable de traiter toutes les bandes du spectre électromagnétique. Ainsi, celui-ci doit être en mesure de traiter les radars de défense aérienne, les autodirecteurs millimétriques ou infrarouges des missiles anti-aériens, voire même les signaux lasers d’engins type “beam-riders”. Bien entendu, SPECTRA devra également pouvoir brouiller de façon sélective plusieurs émetteurs simultanément.

Un premier vol d’essais en vol se déroule en été 1994. C’est peu à peu que divers carénages du système apparaissent sur les prototypes du Rafale : sommet de dérive, emplanture des canards, entrées d’air … Constitués d’émetteurs à l’état solide, ils constituent un réseau de phases permettant de diriger le brouillage dans un cône étroit afin de le rendre plus efficace qu’avec l’aérien fixe des générations précédentes.

Parallèlement, la DGA lance le programme SPGE : Système de Programmation Guerre Electronique. Cet équipement au sol permettra de mettre au point les modes et séquences de fonctionnement du SPECTRA. Le SPGE aura pour but d’établir une base de données sur l’efficacité des contre-mesures, générer des bibliothèques de préparation mission, et de valider les actions par des simulations numériques ou hybrides.

Le saviez-vous ? En 1989, le système porte le nom de VMAO : Veille Missile Avion Omnidirectionnelle.

Premier Rafale à recevoir le siège éjectable Martin Baker Mk-16

Les Rafale C01 et M01 volant avec les sièges éjectables Mk-10 du Mirage 2000, le Rafale B01 inaugure donc le Mk-16.

Au total, une série de 5 tirs seront nécessaires pour qualifier ce nouvel équipement. C’est le Centre d’Essais des Landes qui les réalisera sur ses installations d’essais à partir d’une maquette de la partie avant du Rafale. Celle-ci prend place sur un chariot propulsé par fusé, et lancée sur un monorail de 2 km de long. L’ensemble, d’une masse de 5 tonnes, accélère pendant 2 secondes jusqu’à 1000 m/s, puis ralenti par freinage hydrodynamique et parachute après le tir du siège.

Le premier essai se déroule le 29 juillet 1992 à Biscarosse. La maquette (biplace) est lancée à 240 km/h. Le CEL réalise le second essai le 14 octobre 1992 (monoplace) à 832 km/h !

Equipements de radio navigation et communication

Le Rafale se dote d’un système de radiocommunication protégé SATURN (Second generation Anti-jam Tactical UHF Radio for NATO) de Thomson-CSF. Cet ensemble utilise les techniques d’évasion de fréquence très rapide et de chiffrement. Il est d’ailleurs compatible avec les systèmes de type Have Quick II.

SATURN est avant tout une fonction, et non une “simple” radio. Il résulte d’un nouveau standard OTAN de radio protégée : Stanag 4372, garantissant l’interopérabilité entre les nations. SATURN permet la transmission de phonies claires ou protégées, ainsi que de données.

Qu’est-ce que l’évasion de fréquence ? Une technique qui permet d’éviter l’usage de fréquences fixes, trop sensibles au brouillage. Ce principe est né pendant la guerre du Vietnam. Pour cela, les postes émetteurs et récepteurs nécessitent d’être synchronisés par horloges internes à la même heure, rythmant les changements de fréquence de manière très précise. Enfin, ceux-ci doivent également obéir à la même loi de changement de fréquence définie par une clé, et fonctionner selon un plan de fréquences précis.

Les essais débutent en avril 1994 et sa qualification prononcée en 1997.

Deux centrales inertielles à gyrolaser

Le Rafale est le premier avion d’arme français à se doter de centrales inertielles à gyrolaser : SAGEM Sigma RL 90. Elles débutent leurs essais en vol en janvier 1991 sur un Mirage III du CEV et démontrent alors une excellente précision, avec une dérive de seulement 0,5 nm/h CEP (Cercle d’équi-probabilité).

Par rapport à des gyroscopes mécaniques, les gyrolasers ne nécessitent pas d’appels de puissances soudains pour ramener les gyroscopes dans leur axe pendant les manœuvres de l’avion. Cela entraîne donc une meilleure fiabilité de l’ensemble. Pas besoin de régulation thermique, également, ce qui réduit le temps de mise en œuvre. A titre de comparaison, le temps d’alignement est inférieur de 50% par rapport à l’ancienne génération (Uliss de SAGEM), passant à 4 minutes. En effet, la technologie précédente perdait 3 minutes nécessaires à stabiliser l’ensemble en température.

Enfin, le signal de sortie d’un gyrolaser est une interférence optique dont il suffit de compter les raies pour mesurer le déplacement suivant chaque axe. Ce signal est donc directement exploitable par l’électronique numérique et autorise une plus grande dynamique de fonctionnement.

L’encombrement de cette nouvelle centrale est inférieur, mais impose une masse 10% supérieure (16,5 kg). Enfin, les fonctionnalités couvrent la corrélation de terrain, la navigation hybride inertielle / GPS, la gestion du système d’armes et l’attaque au sol.

Le rafale dispose également d’un radio altimètre numérique AVH17 de Thomson-CSF qui permet de faire la corrélation avec les données informatiques d’un terrain numérisé.

Le système OBOGS

Autre nouveauté qui équipe le Rafale B01, son système OBOGS (On Board Oxygen Generation System). Il fournit aux pilotes l’air enrichi en oxygène dans les conditions de débit, concentration et pression adaptés. Il présente également comme intérêt une autonomie illimitée et une mise en œuvre très simple. Notice Obogs Rafale.

Du produit de laboratoire aux essais en vol, l’OBOGS nécessita 12 ans de recherches. Il permet désormais de diviser par 5 les coûts de la fonction oxygène sur un avion de combat.

L’OBOGS du Rafale prend place juste en avant de l’emplanture du plan canard gauche.

Denis Garnier, pilote d’essais du Rafale

En avril 1996, 22 pilotes de l’Armée de l’Air comptabilisent 63 vols en place avant des prototypes C01 et B01. Par ailleurs, 11 pilotes du CEV affichent 158 vols en place avant.

Le Rafale B01 réalisera également de nombreux essais de ravitaillements en vol. Ainsi, il se rendra même au salon aéronautique de Singapour, en février 1996, avec l’aide d’un C-135 de l’Armée de l’Air. Deux “missions Abu Dhabi” ponctuent également l’année 1996.

Issu de la promotion 75 de l’Ecole de l’Air, Denis Garnier suit sa progression au sein de l’Escadron 1/3 “Navarre”, sur Mirage IIIE, de 1979 à 1986. Il intègre ensuite l’EPNER à Istres et devient pilote de marque Mirage 2000N de 1987 à 1988, puis Mirage 2000D de 1988 à 1991.

En 1991, il devient pilote d’essais chez Dassault Aviation. Il y consacre alors une partie importante de son activité vers l’export. Le Rafale B01 se rendra d’ailleurs à diverses manifestations et salons aéronautiques :

• Farnborough en 1994 et 1998.
• Abu Dhabi en mai 1995 et mai 1996. Finalement, le Rafale s’incline face au F-16E/F Block 60 en 1997.
• Singapour en février 1996, accompagné d’un C-135 de l’Armée de l’Air. En fin de compte, Singapour choisira le F-15SG en 2005.
• Le Bourget en 1993 et 1999.
• Volkel aux Pays-Bas en septembre 2000 (pays qui optera finalement pour le F-35A en 2002).

Le Rafale B01 en ravitaillement en vol

Intégration du MICA

L’ensemble des composants systèmes étant présents sur le B01, l’appareil participe activement à la mise au point des conduites de tirs.

L’intégration d’un missile à un avion se fait en plusieurs étapes, avec au début, des tirs de maquettes (bûches) pour des raisons de coûts. Pour ouvrir le domaine de séparation, les industriels réalisent préalablement des études en soufflerie et des simulations.

Le programme prévoit 7 tirs Magic II et 10 tirs MICA. Ce dernier nécessitera des tirs sur rail (extrémités de voilure et points 2 de voilure) et par éjection (sous fuselage). La séparation pilotée (tir en éjection), le guidage inertiel et la LAM sont mis au point sans autodirecteur (inertiel). La désignation s’établit alors sur un avion plastron à distance de sécurité.

La qualification air-air nécessite néanmoins des tirs “complets” autoguidés. Ceux-ci sont réalisés par le CEV de Cazaux grâce aux installations du Centre d’Essais des Landes, sur cible C22. S’en suivent alors les Evaluations Technico-Opérationnelles (ETO).

La qualification du MICA sur Rafale nécessitera essentiellement d’assurer la compatibilité de l’autodirecteur EM entre plusieurs missiles ou avions, de même qu’avec SPECTRA et la LAM.

1^er tir MICA sur rail : juin 1995.

1^er tir MICA en éjection : février 1996.

Le premier tir multicible se déroule en novembre 1997. Un second a lieu mi-1998. Les essais en vols renonceront à un tir “réel” de 4 missiles en raison du coût, et se limiteront à des simulations.

Définition des emports air-sol : APACHE, GBU-12, AASM et ASMP

Rafale B01 et M01 se chargeront de l’intégration du missile APACHE entre 1994 et 1996. Outre l’ouverture des emports et le développement du système d’armes, le Rafale B01 servira de support à une Visite d’Aptitude à la Mise en Œuvre et à la Maintenance (VAMOM) en octobre 1994. Cette VAMOM permettra au mécaniciens de l’équipe de marque de réaliser 140 opérations diverses sur l’appareil, afin de participer à la rédaction de procédures et formuler différentes remarques adressées aux industriels.

Les essais avec réservoirs “conformes”

Les réservoirs de carburant conformes (CFT – Conformal Fuel Tank) sont des réservoirs de supplémentaires ajustés étroitement au profil d’un avion et prolongent l’endurance de celui-ci. Ce type de réservoir profite régulièrement aux F-15(C/D/E) et aux F-16 (Block 50/60).

Seul le Rafale B01 effectuera une série d’essais en vol “secs” (sans transfert de carburant). Eric Gérard effectue une série de vols d’essais en avril 2001.

L’avantage de ces réservoirs conformes consiste à pouvoir libérer des points d’emports au profit d’armements. Par ailleurs, ces réservoirs ont une capacité de vol supersonique.

Mise au point du Système de Navigation et d’Attaque (SNA)

Istres 1994. Le Rafale B01 étant le premier avion de développement équipé d’un système d’arme complet, l’appareil consacre la majorité de ses vols à la mise au point du SNA.

La polyvalence demandée à l’appareil rend fondamental la réussite de l’Interface Homme Système. Dés le début du programme, des simulations Rafale ont donc été mise en place au CEV, permettant de travailler en contexte opérationnel. Dépassant le cadre d’une simple lecture critique de documents, la “simulation pilotée” permet de réaliser des présentations et des évaluations. Ainsi, les industrielles prennent en compte les besoins opérationnels le plus tôt possible, avant toute réalisation, et en fondant les avis sur des images dynamiques déjà bien avancées du système final.

On estime à 35% du coût total du SNA, la part allouée au développement des logiciels (40 Md$ pour la seule année 1995).

L’utilisation des simulations pilotées ne s’arrête pas là. En effet, elles viennent également en soutien aux essais en vol. Elles permettent ainsi de préparer efficacement les vols d’essais pour en diminuer le nombre, ou d’analyser ceux-ci en injectant des données de “vols réels”.

Le Rafale B01 en Grèce (1999)

En 1998, la Grèce décide de moderniser 39 de ses F-4E Phantom. Les améliorations portent sur l’intégration du radar du F-18 (APG-65), un nouveau système de contrôle de mission, ainsi qu’un nouveau cockpit et l’emport de missiles AIM-120 et AIM-9M.

C’est donc dans une phase de modernisation de sa flotte d’avions de combat, que la Grèce accueille le prototype Rafale B01 en novembre 1999. Il semble d’ailleurs qu’à cette occasion, certains membres de l’Etat Major effectueront un vol en place arrière.

Néanmoins, c’est vers l’acquisition de 60 F-16C/D que se tournera la Grèce pour remplacer ses A-7 Corsair II en 2000 … Il faudra finalement attendre 2021 pour qu’Athènes commande 18 Rafale.

Campagnes de tirs air-air et air-sol

Si l’on en juge les marquages présents sur l’entrée d’air gauche du Rafale B01 (avant qu’il ne soit repeint), le prototype effectua divers tirs :

• 2 largages SCALP
• 12 tirs AASM
• 11 tirs MICA (dont 9 propulsés)
• 10 largages GBU-12

Le Viseur-Visuel de Casque (VVC) Topsight – Sextant Avionique

C’est le 12 juillet 1994 que le viseur de casque Topsight effectue son premier vol sur le Mirage 2000B 504. Il se compose d’un casque intégral qui présente certaines informations au pilote par projection sur la visière. Celui-ci à pour fonction la désignation d’objectif au système d’arme, ainsi que l’acquisition visuelle. Un aspect relativement intéressant pour la version biplace du Rafale aurait été l’interaction entre le pilote et son navigateur. Ainsi, le NOSA aurait pu désigner un objectif, permettant ainsi au pilote de récupérer instantanément le symbole visuel de l’objectif.

A travers son casque, l’équipage dispose également d’autres informations : cap, vitesse, altitude ou alarmes.

La détection de position de la tête comprend un émetteur électromagnétique situé dans la cabine, et un récepteur installé dans le casque. Un calculateur élabore en temps réel la ligne de visée transmise au SNA, qui communique en retour au pilote les données nécessaires.

Un système optique collimaté projette les informations sur la visière du casque. Un microtube cathodique émet une image sur un champ monoculaire de 20°.

NDLR : Peu d’informations circulent quant aux essais sur Rafale. Par ailleurs, les restrictions budgétaires n’en n’ont jamais fait une priorité de la France. Le Topsight n’étant pas retenu, il faudra vraisemblablement attendre les premières ventes de Rafale à l’export, pour voir réapparaître le viseur de casque sous la forme du Targo II (2019), ou du Scorpion (2021).

La seconde vie du Rafale B01

Les vols du Rafale B01 s’arrêtent probablement vers 2001 ou 2002, peu après l’arrivée du premier biplace de série, le Rafale B301. L’avion participe ensuite à diverses expositions, avant d’être finalement repeint en 2016. Il perdra à cette occasion son unique camouflage bicolore, au profit d’un camouflage devenu standard dans l’Armée de l’Air et la Marine.

Le B01 est désormais aux mains du site Aérocampus Aquitaine, à proximité de Bordeaux.

2022 : De l’Ouragan au Rafale, 70 ans d’excellence industrielle et opérationnelle

1998 : En route vers la production de série

C’est finalement le 24 novembre 1998 que le premier Rafale biplace de série effectue son premier vol. Le Rafale B “301” est davantage un avion de développement qu’un appareil opérationnel. Il participera immédiatement aux essais en vol menés par le CEV dans le cadre des évolutions à venir. Son premier chantier consistera d’ailleurs en la mise au point du Standard F2. Afin de mener sa mission, le “B301” dispose d’une installation d’essais avoisinant les 300 kg.

Le Rafale B301 fait partie de la première tranche d’appareils commandés par la France (13 avions) en 1997. La remise officielle de l’appareil à l’Armée de l’Air se déroule le 4 décembre 1998.

Cette livraison concrétise plus de 3000 vols d’essais effectués par les différents prototypes (hors démonstrateur).

Remerciements – NDLR

Je tiens tout particulièrement à remercier Charles Gauchy et Jean-Pierre Mille pour la mise à disposition de leurs innombrables coupures de presse. Merci de m’avoir accordé une telle confiance. Sans vous, ces articles auraient manqué cruellement de contenu.

Bien entendu, fidèle à la “philosophie Omnirole-Rafale.com”, merci à tous mes contributeurs photos de m’aider à illustrer mes articles. D’ailleurs, si vous aussi avez des photos, ou si vous avez participé à l’aventure des prototypes Rafale, n’hésitez pas à me contacter !

Nécessaire précision : afin de rédiger les différents articles sur les prototypes Rafale, je me suis appuyé sur une vaste documentation. Je me suis donc permis de reproduire quelques photos provenant de livres ou revues aéronautiques de l’époque. Si toutefois les auteurs concernés par certaines publications s’opposaient à cette utilisation, je les invite à me contacter. Je retirerai alors les images à leur demande, ou ferai mention d’un copyright jusqu’ici inconnu. La plupart de ces livres et revues n’étant plus disponibles à la vente, j’ai volontairement souhaité en partager une infime partie avec des lecteurs moins chanceux de ne pas disposer d’une telle collection dans leur bibliothèque.