Junkers F 13

Hugo Junkers arriva à l'aviation par la porte de la thermodynamique et à près de cinquante ans révolus. En 1908, alors qu'il enseignait à l'École technique supérieure d'Aix-la-Chapelle, il côtoya le professeur Reissner, qui s'occupait de technique aéronautique et menait ses propres essais en vol ; de ces échanges naquit le « Wellblech-Ente » de Reissner, un canard dont les ailes métalliques furent développées à l'institut d'essais de Junkers à Aix-la-Chapelle et fabriquées dans ses ateliers de Dessau, ceux de la maison « Junkers & Co ». Pour préparer ce terrain, Junkers érigea en 1910 à Aix-la-Chapelle une première soufflerie consacrée à la mesure des profils d'ailes, et de ces séries de mesures systématiques sortit la conclusion qui allait gouverner tout son travail ultérieur : un profil épais peut lui aussi offrir un rapport portance/traînée élevé. Cette même année, il breveta l'aile sans haubanage à profil épais comme structure porteuse idéale, une idée que l'orthodoxie du moment, partisane d'ailes fines truffées de câbles, jugeait extravagante.

Tout cela, il le finança lui-même. Depuis 1892, il avait bâti des entreprises prospères dans les calorimètres et les chauffe-bains à gaz — la première demande de brevet date de 1894 — et avec ces bénéfices il finança ses propres idées sur de nouvelles configurations et façons de construire des avions. En 1912, il quitta l'enseignement à Aix-la-Chapelle pour développer à Dessau les nouvelles techniques de construction métallique : non seulement les structures, mais aussi les outillages, les machines et les installations nécessaires à leur fabrication, ainsi que les éprouvettes servant à déterminer les résistances et les valeurs de calcul.

Entre 1915 et 1918, Junkers enchaîna une douzaine de modèles, certains construits en exemplaire unique et d'autres restés à l'état de projet. La J 1 de 1915, premier avion entièrement métallique et sans haubanage capable de voler, était un monoplan à aile basse cantilever fait de tôle de fer et d'éléments en tube d'acier soudé. La J 2 allégea l'ensemble avec une structure centrale en tube d'acier soudé regroupant le moteur, le pilote, le train et les ancrages de l'aile et du support de queue. La J 3 fut le premier projet en métal léger, avec une surface en tôle ondulée, et fut abandonnée en 1916. La J 4 naquit en 1916-1917 des exigences des pilotes et de l'administration militaire : un sesquiplan doté d'une baignoire blindée centrale en acier protégeant le moteur, l'équipage et le réservoir, dont plus de deux cents exemplaires furent construits et utilisés jusqu'en 1919, et qui fut le premier avion entièrement métallique fabriqué en série au monde. Les J 5 et J 6 ne dépassèrent pas le stade du papier. La J 7 poursuivit la J 3 en métal léger et inaugura la tôle de duralumin ondulée comme revêtement extérieur ; la J 9 la développa en recherchant une meilleure maniabilité, la J 8 en fut la version biplace, la J 10 naquit du croisement des deux et la J 11 fut l'hydravion dérivé de la J 10.

Dès la signature de l'armistice du 11 novembre 1918, la première tentative d'avion de transport apparut à Dessau : la conversion d'un avion militaire doté d'un second siège couvert pour le passager. La J 12 fut déjà le projet d'un quadriplace dérivé de la J 10. Du J 12 au F 13, il ne restait qu'un pas, mais un pas décisif : le premier avion que Junkers conçut sans aucune considération militaire.

En janvier 1919, Junkers écrivit à son directeur, le docteur Mader, qu'il fallait se lancer de toutes ses forces dans la réalisation d'un avion bon marché, économique, léger, simple, sûr en exploitation et durable. Les concepteurs, sous la direction d'Otto Reuter, eurent le nouvel avion de transport en six mois. Le calendrier reste stupéfiant encore aujourd'hui : premiers concepts en novembre 1918, lancement du développement et de la conception en janvier 1919, premier vol le 25 juin 1919 et essai de type réussi le 18 juillet 1919, à peine quatre semaines après le premier vol. Le prototype, numéro de construction 531, fut bâti à Dessau dans les conditions pénibles des premiers mois de l'après-guerre ; il fut emmené dans les airs par le pilote d'essai Emil Monz et reçut le nom de Herta, celui de la fille aînée de Junkers, accordé officiellement le 30 juillet en même temps que l'autorisation de baptiser Anneliese le second exemplaire, alors en construction, du prénom de la seconde fille. Immatriculé le 18 juillet 1919 sous le code D-183 dans le registre alors en vigueur, il porta ensuite la marque D-1 lorsque la procédure d'immatriculation fut réorganisée en mai 1920.

Le rapport de vol de Monz fut sans équivoque : un appareil remarquable sur le plan aérodynamique, du pilotage et de l'économie, avec quelques particularités auxquelles il fallait s'habituer et seulement de menus détails à objecter. La désignation n'était pas non plus fortuite : la lettre F venait de Flugzeug, « avion », et le F 13 fut le premier Junkers à utiliser ce système, après avoir été appelé en interne J 13 ; les appareils construits en Union soviétique conservèrent la désignation Ju 13.

Le trait décisif du F 13 était son aile cantilever. Là où ses contemporains exposaient au vent mâts et câbles, le F 13 logeait tout le haubanage à l'intérieur même de l'aile, sur neuf longerons tubulaires en duralumin de section circulaire reliés par un contreventement transversal, et éliminait d'un coup une source majeure de traînée. Le prix à payer était un profil bien plus épais que ce qui était admis ; l'avantage, que la courbe polaire d'un profil épais se comporte raisonnablement bien aussi bien en vitesse qu'en montée, alors que celle d'un profil fin ne convient bien qu'à l'un ou l'autre.

L'aile se construisait en trois parties pour faciliter le transport : deux panneaux extérieurs boulonnés au caisson central, montables et démontables par deux hommes en quelques minutes. Ce caisson central faisait partie de la structure du fuselage, de sorte que le fuselage reposait sur l'aile au lieu d'y être suspendu — une inversion de la pratique courante qui allégeait l'ensemble et, du même coup, plaçait la cabine et ses occupants dans la position la mieux protégée en cas d'atterrissage dur. Le revêtement extérieur en tôle ondulée contribuait à la résistance à la torsion et encaissait bien les surcharges dynamiques. Toutes les surfaces de commande étaient à compensation à corne, et leur grande surface bénéficiait aussi bien à la maniabilité qu'à la stabilité.

Les commandes étaient conventionnelles — manche à volant pour la gouverne de profondeur et les ailerons, pédales pour la gouverne de direction —, avec prévision de doubles commandes, jugées importantes sur les vols longs, et des trappes coulissantes pour inspecter câbles, leviers et tubes. Une innovation discrète fut le réservoir de compensation dans la queue : le F 13 fut le premier avion à compenser les variations de charge en pompant du carburant vers un réservoir arrière commandé par le pilote, plutôt que de recourir à des réglages mécaniques du stabilisateur. Le train d'atterrissage était en tube d'acier, avec quatre mâts carénés faisant office d'amortisseurs en disposition en V et une voie suffisamment large pour ne pas capoter lors d'atterrissages obliques ; la béquille de queue, articulée et amortie, se remplaçait facilement. Des raccords spéciaux permettaient de remplacer les roues par des flotteurs en duralumin, chacun divisé en six compartiments étanches, ou par des skis du même matériau pour la neige et la glace, avec un patin ajouté à la béquille de queue.

Le radiateur frontal, de conception propre à Junkers, était léger et performant, avec des volets que le pilote réglait en vol ; les appareils destinés aux pays tropicaux recevaient un radiateur supplémentaire. Les hélices firent l'objet d'études poussées sur le pas, la section de pale et le diamètre : les premières étaient en bois lamellé protégé par du métal au bord d'attaque, et la maison travailla en outre sur des hélices métalliques à sections creuses, dont l'avantage était de pouvoir remplacer une seule pale, de ne pas souffrir du climat et de permettre de faire varier le pas en profilant le moyeu.

Renoncer au bois et à la toile ne relevait pas d'un caprice. Le duralumin évitait la qualité inégale du bois aéronautique et la difficulté de s'en procurer, sa tendance à gauchir — qui ruinait l'interchangeabilité des pièces —, et présentait moins de risque d'incendie. Face au bois, il vieillissait plus lentement, coûtait moins cher à protéger contre l'humidité et n'était pas attaqué par les termites ; cette dernière raison, non des moindres, explique que le type se soit rapidement imposé dans les pays tropicaux d'Amérique du Sud. Bien que le duralumin soit plus dense que le bois, le F 13 pesait moins que tout autre avion de sa catégorie, en bois comme en métal, grâce au travail aérodynamique de la maison.

La disposition intérieure fut aussi novatrice que la structure. Les deux pilotes prenaient place au début dans un poste ouvert, couvert mais sans vitrage latéral, derrière de petits pare-brise ; ce n'est que plus tard que le poste de pilotage fut lui aussi fermé. Les quatre passagers, en revanche, voyageaient dans un habitacle fermé et chauffable, avec fenêtres et portes, sièges rembourrés ou confortables fauteuils en osier, chauffage et éclairage intérieur, et ceintures de sécurité, que pratiquement personne ne portait en 1919. La cabine était spacieuse et d'une finition élégante pour l'époque, et il restait de la place pour un cinquième occupant à côté du pilote ; les bagages logeaient dans un compartiment propre, accessible de l'extérieur, à l'arrière de la cabine.

Le 13 septembre 1919, à peine trois mois après le premier vol, Monz fit monter le F 13 jusqu'à 6 750 mètres avec l'avion chargé d'occupants et établit un record mondial d'altitude homologué par la FAI. Le poste de pilotage ne comptait alors que les instruments de contrôle strictement indispensables.

Tout fabricant d'avions civils de l'immédiat après-guerre devait rivaliser avec des montagnes d'avions militaires excédentaires convertibles pour peu d'argent. Les Allemands subissaient en outre les restrictions de la Commission interalliée de contrôle aéronautique, qui interdit la production d'avions de guerre puis, en 1921-1922, de tout avion. Le résultat paradoxal fut que le premier avion commercial moderne au monde ne put être exploité officiellement dans son propre pays : le premier F 13 de série fut vendu le 29 octobre 1919 aux États-Unis à l'entrepreneur John M. Larsen, qui avait déjà acheté en septembre de cette année-là vingt-quatre appareils pour le transport du courrier. Junkers recueillit des commandes extérieures dès 1919 en Autriche, en Pologne et aux États-Unis, puis les années suivantes avec la SCADTA en Colombie et avec le Service postal américain ; en 1922, il vendit en Angleterre, en France, en Italie et au Japon. Les pilotes Edward Stinson et Lloyd Bertaud amenèrent un JL-6 nord-américain à un record mondial de durée entre le 29 et le 30 décembre 1921, avec 26 heures, 5 minutes et 32 secondes en l'air.

Pour stimuler la demande intérieure, Junkers fonda en 1921 sa propre compagnie aérienne, la Junkers Luftverkehr AG, qui exploitait déjà soixante F 13 en 1923, et ouvrit une filiale de la compagnie en Iran. À cela s'ajouta une politique commerciale agressive — locations bon marché et cessions gratuites — qui porta à environ seize le nombre d'exploitants européens volant sur le type. Lorsque la Junkers Luftverkehr fusionna dans la Luft Hansa en 1926, ses F 13 avaient parcouru 9,5 millions de miles. La photographie de la fusion dit tout : sur les 162 avions que les compagnies prédécesseurs apportèrent à la nouvelle entreprise le 6 janvier 1926, répartis en vingt types différents, 48 étaient des F 13, soit près d'un tiers de la flotte. La Luft Hansa elle-même acheta 55 appareils et les exploitait en 1928 sur 43 lignes intérieures ; en 1937 encore, ils couvraient quatre lignes avec plus de cinquante vols hebdomadaires, et ils ne furent retirés qu'en 1938. Au total, environ 110 F 13 furent immatriculés en Allemagne. En 1925, le type dominait environ 40 % du réseau mondial de transport aérien.

La facilité à remplacer le train par des flotteurs fut l'une des clés de sa diffusion : dans les années formatrices de l'aviation commerciale, il y avait plus de rivières, de lacs et de baies que de pistes et d'aéroports, et la conversion n'exigeait que très peu de modifications, même si certains modèles durent allonger la gouverne de direction pour compenser les problèmes de contrôle directionnel qu'introduisaient les flotteurs. Avec des skis sur la neige, le F 13 gagna sa vie au Canada ; avec des flotteurs, il participa à des vols de recherche arctique au Spitzberg ; en Bolivie, il croisait des moyens de transport millénaires ; en Russie, il fut le premier avion que beaucoup d'habitants virent de leur vie, tandis que s'ouvraient de nouvelles routes et de nouveaux territoires ; en Australie, il fallut lui réparer une jambe de train sans grue ni moyens. La Lloyd Aéreo Boliviano commença à voler avec un F 13 offert par la communauté allemande à l'occasion du centenaire de l'indépendance du pays, et son premier vol décolla de Cochabamba le 23 septembre 1925.

Il servit aussi à des usages que personne n'avait prévus. Il fut banc d'essai aérodynamique, chargé de surfaces profilées instrumentées pour mesurer en vol réel ; il vola comme ambulance aérienne et pour des tâches d'épandage ; il fut embarqué à bord du paquebot Lützow, amarré sur le pont et mis à l'eau à l'aide de la grue du navire pour des vols touristiques ; et, avec le poste de pilotage caréné et l'instrumentation adéquate, il servit pendant des années d'entraîneur au vol sans visibilité. Trois appareils allemands, immatriculés D 272, D 583 et D 433, furent d'abord équipés de flotteurs et assurèrent en 1925-1926 la ligne fluviale Altona-Dresde. En 1921, l'émir afghan Amanullah Khan en acheta deux exemplaires.

Les usages militaires ne manquèrent pas non plus, bien que la conception n'ait répondu à aucune exigence militaire. Pour l'armée de l'air persane, une version militaire fut construite en Union soviétique, dotée d'un poste de mitrailleuse sur le toit de la cabine. L'aviation de l'armée colombienne employa quatre appareils terrestres cédés par la SCADTA, équipés de flotteurs, pendant la guerre colombo-péruvienne. La République de Chine vola sur des F 13 convertis en bombardiers de reconnaissance jusqu'à l'incident du 28 janvier 1932, où ils furent détruits par les Japonais en même temps que l'usine aéronautique de Shanghai. Les forces aériennes turques en eurent quelques-uns. La liste des exploitants civils et militaires parcourt l'Afghanistan, l'Argentine, l'Autriche, la Belgique, la Bolivie, le Brésil, la Bulgarie, le Chili, la Chine, la Colombie, la Ville libre de Dantzig, l'Estonie, la Finlande, la France, l'Allemagne, la Hongrie, l'Islande, l'Iran, l'Italie, le Japon, la Lettonie, la Lituanie, le Mexique, la Mongolie, la Pologne, le Portugal, la Roumanie, l'Union soviétique, l'Afrique du Sud, l'Espagne, la Suède, la Suisse, la Turquie, le Royaume-Uni et les États-Unis.

L'essentiel des F 13 sortit de Dessau, mais l'usine ne fut pas la seule. Pendant les années difficiles de 1921 à 1923, la production fut transférée aux usines de Dantzig et de Reval, et comme seconde installation allemande on utilisa l'atelier aéronautique acquis à Fürth. En 1922-1923, Hugo Junkers signa un contrat avec l'Union soviétique pour fabriquer l'avion à Fili, près de Moscou, dans ce qui allait devenir l'« usine n° 22 » : l'appareil y fut construit sous la désignation Ju 13, et les appareils servirent aussi bien à la compagnie Dobroliot qu'à l'Armée rouge. À New York, la Junkers-Larsen Aircraft Corporation assemblait dès 1919 les F 13 livrés en caisses ; sa version américaine fut désignée JL-6 et elle livra également deux appareils à flotteurs à la Marine américaine. Le dérivé le plus extravagant fut le JL-12, un avion d'attaque au sol blindé, doté d'un moteur Liberty L-12 de 300 kW (400 ch), armé d'une batterie de trente pistolets-mitrailleurs Thompson pointés vers le bas.

Les versions se comptèrent par dizaines — plus de soixante, selon le décompte de Dessau — et se distinguaient par un code de deux lettres : la première identifiait la cellule et la seconde, le moteur. Toutes les variantes équipées du Junkers L5 portaient un -e comme seconde lettre, de sorte qu'un F 13fe était la cellule à fuselage allongé -f avec le L5. La puissance installée augmenta par paliers d'environ 160 à 570 ch pour répondre à la demande de plus grande vitesse de croisière et de plus grand rayon d'action : le prototype vola avec un Mercedes D IIIa de 127 kW (170 ch) ; les premiers avions de série reçurent une envergure accrue et le BMW IIIa de 140 kW (185 ch), issu des surplus de guerre ; suivirent le Junkers L2 de 149 kW (200 ch) sur les séries ba, ca, da et fa — cette dernière plus longue d'environ un mètre —, le BMW IV de 186 kW (250 ch) sur les séries bi, ci, di et fi, le BMW Va de 230 kW (310 ch) sur les co, fo et ko, et le Junkers L5 de même puissance sur les be, ce, de, fe, dle, fle, ge, he et ke. Furent en outre montés des moteurs en ligne Armstrong Siddeley Puma et des moteurs en étoile refroidis par air Gnome-Rhône Jupiter et Pratt & Whitney Hornet.

Question dimensions, un F 13 de série mesurait 9,59 m de longueur, 14,8 m d'envergure et 34,50 m² de surface alaire, avec 1 640 kg de masse maximale au décollage et une vitesse maximale de 173 km/h ; le F 13fe, avec le L5, allongeait le fuselage à 10,50 m et l'envergure à 17,75 m, avec 44 m² de voilure, 2 318 kg de masse maximale et 198 km/h. La capacité était de quatre passagers ou 689 kg (1 519 lb) de charge marchande. Le chiffre total d'appareils construits n'a jamais été arrêté définitivement : les sources vont de 314 à 351, en passant par les 318 d'une liste de livraisons Junkers datée du 12 avril 1935, les 322 d'un panneau d'exposition d'avant-guerre à l'exposition pédagogique de Dessau — le chiffre le plus répété — et les 328 d'un rapport d'enquête sur accident de septembre 1930.

Depuis son entrée en service en 1919, le F 13 resta en ligne plus de trente ans ; le dernier exemplaire en service commercial fut retiré au Brésil en 1951. Cinq cellules d'origine ont survécu, toutes en musée. Le numéro de construction 574, immatriculé CH-59, commença à être construit le 20 juillet 1920, fut confisqué à Hambourg en octobre de cette année-là et finit en 1921 entre les mains de la compagnie suisse Ad Astra Aero ; c'est avec lui que vola le 20 octobre 1921 l'ex-roi Charles IV de Hongrie — l'empereur Charles Ier d'Autriche — accompagné de Zita de Bourbon-Parme, de la Suisse à la Hongrie, dans sa tentative de reconquérir le trône par la force ; le coup ayant échoué, le gouvernement hongrois saisit l'avion, qui appartient depuis 1922 au musée des transports de Budapest. Le numéro 609, construit en 1920 et volé pour la première fois le 22 novembre de cette année-là, passa par les Pays-Bas et arriva en France au titre des livraisons de réparations ; il est exposé au Musée de l'Air et de l'Espace du Bourget. Le numéro 715, « Schleiereule », de 1923, immatriculé successivement D-343 puis SE-AAC, inaugura le 2 juin 1924 la ligne Stockholm-Helsinki de l'A.B. Aerotransport et est conservé au Tekniska museet de Stockholm. Le numéro 2018 fut vendu au roi afghan Amanullah Khan et transféré à Kaboul le 2 avril 1928 ; après la chute du monarque, il resta stationné à l'aéroport de Kaboul de 1929 à 1937 puis revola, jusqu'à sa redécouverte en 1968 ; l'année suivante, il fut rapatrié en Allemagne à bord d'un Transall C-160 de la Luftwaffe ; restauré, il est exposé sous l'immatriculation « D-366 » au Deutsches Museum de Munich, qui le catalogue comme avion entièrement métallique à moteur en ligne Junkers L5. Le numéro 2050, « Königsgeier », immatriculé CF-ALX et baptisé « City of Prince George », s'écrasa contre un arbre au décollage le 23 juillet 1933 en Colombie-Britannique ; son épave fut récupérée en 1981 et servit de base à une restauration de musée.

En 2009 démarra un projet germano-suisse de reconstruction du type, avec le moteur en étoile Pratt & Whitney R-985 Wasp Junior des années trente et l'aspect extérieur du Junkers-Larsen JL-6, mais par ailleurs aussi fidèle que possible à l'original ; il fut bâti à partir des plans d'origine et d'un scan laser de l'exemplaire du Bourget, et compte environ 2600 pièces et des dizaines de milliers de rivets. Par rapport à l'avion de 1919, le train dispose d'une suspension moderne, d'un frein et d'une roulette de queue, et l'avion embarque radio et transpondeur. Le premier vol eut lieu le 15 septembre 2016. En 2015, avec l'autorisation expresse des héritiers de Junkers, la marque sous laquelle le prototype avait été construit céda la place à la Junkers Flugzeugwerke AG refondée, transférée plus tard à Altenrhein ; en 2018, l'appareil obtint la certification officielle et vers 2022 il y avait deux exemplaires en état de vol et un troisième en construction.

Le F 13 ne fut pas une impasse mais un gabarit. Sa méthode de construction s'était révélée si solide que des ensembles entiers — le caisson central de l'aile et les panneaux extérieurs — furent repris tels quels pour le Junkers W 33, et le type est à l'origine du W 33 et du W 34, avec le K 43 et le Ju 46 parmi ses développements apparentés. La famille de structures en duralumin à revêtement ondulé travaillant qu'il consacra parcourt une trentaine de modèles de la maison, de la J 7 de 1918 au Ju 46 de 1932. Et la facilité d'accès et de démontage de la cellule pour l'entretien, les révisions et les réparations, soignée à Dessau dès la première esquisse, resta comme le modèle de ce que devait être un transport aérien sûr et fiable.