North American P-51 Mustang Mk X (Rolls-Royce conversion)

Le Mustang Mk X, également connu sous le nom de « Rolls-Royce Mustang » ou Mustang X, fut une variante expérimentale du Mustang I de North American (désignation constructeur NA-73) dans laquelle le moteur Allison V-1710 était remplacé par un Rolls-Royce Merlin. Ce n'était pas un modèle de série et il ne faut le confondre ni avec les P-51B/C qui suivirent, ni avec le XP-78/XP-51B que North American développa en parallèle aux États-Unis : il s'agissait d'un programme britannique, mené par Rolls-Royce dans son établissement d'essais en vol de Hucknall au cours de 1942, dont les résultats contribuèrent à faire adopter le Merlin, construit sous licence par Packard sous le nom de V-1650, pour la production ultérieure du P-51.

La RAF utilisait le Mustang I depuis début 1942 dans les rôles de coopération avec l'armée de terre, de reconnaissance tactique et de chasseur-bombardier, après que Lockheed, à Speke, y eut installé une caméra oblique et d'autres modifications britanniques, et elle appréciait la vitesse, l'autonomie et les performances de l'appareil. Le problème était le moteur : l'Allison avait un compresseur à un seul étage et perdait de la puissance avec l'altitude. En avril 1942, l'Air Fighting Development Unit (AFDU) de la RAF l'essaya en altitude et le jugea insuffisant au-dessus d'environ 5 500 m. Jusqu'à environ 4 600 m, ses performances étaient exceptionnelles : il était quelque 48 km/h plus rapide que les Curtiss P-40 dotés du même Allison, et battait le Spitfire Mk Vc de 48 km/h à 1 500 m et de 56 km/h à 4 600 m, alors même que le Spitfire avait le moteur le plus puissant. Au-delà de cette altitude, les performances chutaient rapidement : à 6 100 m, sa vitesse maximale était de 575 km/h, inférieure à celle du Spitfire Mk V comme à celle du Messerschmitt Bf 109F, et il lui fallait onze minutes pour y monter, contre sept au Spitfire Mk V.

Le commandant de l'unité, le Wing Commander Ian Campbell-Orde, invita Ronald « Ronnie » Harker, pilote d'essai de l'établissement d'essais en vol de Rolls-Royce à Hucknall, à le piloter. Harker en revint si enthousiaste qu'il téléphona aussitôt à Ray Dorey, chef de la division expérimentale de Rolls-Royce, pour demander en combien de temps on pourrait installer un Merlin 61 du Spitfire Mk IX, avec son compresseur à deux vitesses et deux étages avec refroidisseur intermédiaire conçu par Stanley Hooker. En 48 heures, Dorey avait consulté Ernest Hives, patron de Rolls-Royce, et l'autorisation fut donnée. Hives porta la proposition à l'Air Chief Marshal Sir Wilfrid Freeman, et des représentants de l'Air Ministry et de Rolls-Royce se réunirent le 13 mai. Début juin, le Ministry of Aircraft Production avait accepté d'installer un Merlin 61 dans un Mustang au Royaume-Uni tandis que, par l'intermédiaire du général Arnold, Packard monterait un V-1650-1 (équivalent à un Merlin XX) sur un Mustang aux États-Unis. L'aérodynamicien en chef de Rolls-Royce à Hucknall, Witold Challier, estimait la vitesse à environ 644 km/h avec le Merlin XX et à 710 km/h à 7 800 m avec le Merlin 61. Sur le papier, le Merlin 61 délivrait environ 1 040 kW à 7 200 m, contre 860 kW à 3 600 m pour l'Allison.

Rolls-Royce entama les conversions à Hucknall en juin 1942 avec les appareils de la RAF AM203, AM208, AL963 et AL975 ; le ministère avait prévu assez d'avions pour que deux aillent à l'USAAF, et un cinquième, AM121, fut le premier livré et le dernier converti. Bien que le Merlin 61 de haute altitude eût été proposé, tous les prototypes reçurent le Merlin 65 de moyenne/haute altitude, identique au Merlin 66 du Spitfire Mk IX, ce qui permettait une comparaison plus directe ; le Merlin 61 ne fut jamais monté sur aucun Mustang. Le moteur trouva place dans la baie avec un minimum de modifications, sur un nouveau bâti conçu par Rolls-Royce, avec le refroidisseur intermédiaire sous le nez. Comme le Merlin à deux étages exigeait plus de refroidissement que le radiateur standard ne pouvait en fournir, un capotage lisse doté d'un radiateur supplémentaire « en menton » fut essayé dans diverses configurations. Pour le reste, le Mk X était une adaptation directe de la cellule du Mk I, conservant la même écope de radiateur, et utilisa d'abord une hélice quadripale Rotol de 3,28 m provenant d'un Spitfire Mk IX. Du fait de la rapidité des travaux, les moteurs étaient souvent échangés entre appareils ou remplacés par des unités plus récentes. Visuellement, le Mustang à moteur Merlin se distinguait de la version Allison par la disparition de la prise d'air du carburateur au-dessus du nez.

AL975/G, la première conversion, vola pour la première fois avec un Merlin le 13 octobre 1942 aux mains du chef pilote d'essai de Rolls-Royce, Ronald Shepherd ; en novembre, il atteignit 665 km/h avec le compresseur en grande vitesse et 630 km/h en vitesse moyenne. Reconnaissable à son capotage inférieur bombé et à son hélice quadripale de Spitfire Mk IX, il enregistra 679 km/h à 6 400 m lors d'un autre essai et atteignit un plafond absolu de 12 400 m. Sur AM208, la deuxième conversion, le volet avant du radiateur fut condamné, ce qui valait 9,7 à 11,3 km/h ; la modification fut ensuite appliquée à tous les appareils d'essai, et cet avion réalisa la meilleure performance du programme, 697 km/h à 6 700 m avec le compresseur en grande vitesse. AM203, la troisième, portait une hélice quadripale Rotol de 3,45 m à pales en bois, atteignit 694 km/h à 6 400 m, servit à essayer des finitions de peinture et fut prêtée à l'USAAF en février 1943. AL963, précédemment utilisé pour les essais de performances et de maniabilité du Mustang I, avait un nez aux lignes plus fines, le radiateur du refroidisseur intermédiaire ayant été déplacé dans l'écope principale, une petite extension de dérive et des ouïes de capot obturées ; il effectua des essais de stabilité et de carburation, atteignit 679 km/h à 6 800 m et fut confié à l'Air Technical Section de l'USAAF à Bovingdon. AM121, arrivé à Hucknall le 7 juin 1942 comme appareil de référence, reçut une dérive à corde élargie, fut envoyé à Duxford et prêté au VIII Fighter Command à Bovingdon avec AL963. Un autre Mustang, AG518, servit aux études d'installation du moteur, mais Rolls-Royce ne le convertit pas car il était dépourvu d'armes, de blindage et de radio.

Freeman milita avec véhémence en faveur des Mustang à moteur Merlin et insista pour que deux des cinq Mk X soient remis à Carl Spaatz pour évaluation par la Eighth Air Force américaine en Grande-Bretagne. L'attaché de l'air adjoint des États-Unis à Londres, Thomas Hitchcock, joua un rôle clé : Harker lui avait dit qu'avec le Merlin le Mustang était plus rapide que le Spitfire et emportait trois fois plus de carburant, et Hitchcock fit jouer ses contacts chez North American et à Washington ; en octobre 1942, Churchill pressa le général Arnold de dire quand les P-51 à moteur Merlin seraient prêts. North American travaillait déjà en parallèle sur sa propre conversion, plus aboutie, avec une installation motrice sur mesure et une écope de radiateur redessinée, qui donna le XP-51B puis, à partir de 1943, les P-51B/C de série dotés du Packard V-1650-3 (Mustang Mk III dans la RAF).

En juin 1943, Rolls-Royce proposa d'aller plus loin avec un banc d'essai volant propulsé par un Griffon 65 monté en position centrale, un peu à la manière du Bell P-39. Le ministère attribua trois cellules de Mustang I excédentaires pour les pièces, et le projet aboutit à une maquette, immatriculée AL960 et équipée provisoirement d'un Merlin 61, que le ministère examina en 1944 sans lui accorder la priorité ; le contrat fut annulé en 1945 et la maquette détruite. Le Mk X ne servit que dans la RAF et l'USAAF, toujours comme avion d'essai.