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Au cours de l’été 1936 la Marine Impériale japonaise lança une fiche-programme (11-Shi) concernant un monoplan d’attaque en piqué embarqué destiné à remplacer les biplans Aichi D1A. Aichi, Nakajima et Mitsubishi se portèrent candidats, seuls les deux premiers se voyant commander chacun deux prototypes. Le projet développé par Aichi Tokei Denki Seizo Co associait une voilure elliptique inspirée du Heinkel He 70 Blitz et un fuselage au dessin assez proche du Mitsubishi A6M Zero malgré un poste de pilotage biplace en tandem. De construction entièrement métallique avec surfaces mobiles entoilées, il était calculé pour résister à une attaque en piqué, et pour simplifier la construction, un train classique fixe caréné fut retenu, la trainée engendrée ne devant pas influer de façon importante sur les performances.
Tracté par un moteur 9 cylindres en étoile Nakajima Hikari (en) 1 de 710 ch au décollage entrainant une hélice tripale métallique, le prototype débuta ses essais en janvier 1938. Les premiers essais se révélèrent décevants : sous-motorisé, l’Aichi AM-17 (désignation constructeur) était instable en évolutions larges, se mettait facilement en vrille en virage serré, les freins de piqué vibraient de façon dangereuse à 370 km/h alors que la Marine demandait de porter la vitesse d’attaque à 440 km/h.
Le second prototype subit donc toute une série de modifications avant de voler à son tour : Le moteur Hikari fut remplacé par un 14 cylindres en étoile Mitsubishi Kinsei 3 de 840 ch sous un capot-moteur plus profond, l’empennage vertical agrandi pour améliorer la stabilité de l’appareil, la voilure légèrement allongée avec modification du dessin du bord d’attaque, les aérofreins consolidés. Si la stabilité longitudinale laissait encore à désirer, ces modifications furent jugées suffisantes pour que l’Aichi AM-17 soit préféré à ses concurrents et le biplace Aichi fut commandé en décembre 1939 comme « Bombardier embarqué de Marine Type 99, modèle 11 », ou « D3A1-11 ».
Si l’Aichi D3A1 fut peu utilisé en Chine ou en Indochine en 1940, 126 Val constituèrent la première vague japonaise partie surprendre les installations militaires américaines de Pearl Harbor le 7 décembre 1941. Le D3A1 participa ensuite à toutes les opérations aéronavales japonaises durant les 10 premiers mois de guerre (12th, 14th, 31st, 33rd, 35th, 40th, 541st et 582nd Kokutai). Entre autres, en avril 1942, durant le raid de la Marine Impériale dans l’Océan Indien, ils envoient par le fond les croiseurs HMS Cornwall et HMS Dorsetshire le 5 avril. 4 jours plus tard le porte-avions HMS Hermes, dépourvu d’avions, fut localisé au large de Ceylan et coulé à son tour avec son escorte : le destroyer HMAS Vampire, la corvette Hollyhock et deux pétroliers ravitailleurs.
A l’automne 1942 le D3A2 entra en service, les modèles antérieurs étant envoyés dans les écoles, mais après la Bataille de Midway le manque de pilotes expérimentés combiné aux performances insuffisantes de cet appareil commença à poser de sérieux problèmes. L’arrivée en première ligne du Yokosuka D4Y Suisei entraîna, en 1943, la relégation du Val aux unités basées à terre ou opérant depuis les porte-avions de petite taille.
En 1944 les forces américaines reprirent pied aux Philippines, où les D3A2 qui n’avaient pas regagné les unités d’entraînement au Japon, totalement dépassés, subirent de très lourdes pertes. En 1945, on trouvera encore des D3A2 en opérations, utilisés pour des attaques kamikaze.
En 1945, la guérilla indonésienne récupéra un certain nombre de D3A sur les anciennes bases japonaises, appareils qui furent rapidement détruits par l’aviation néerlandaise durant les opérations de police coloniale entre 1945 et 1949.
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