Pour répondre à une requête de l’US Navy en 1946, la firme Douglas mit au point un prototype de chasseur tout temps biréacteur embarqué qui reçut la désignation de XF3D-1 et vola pour la première fois le 23 mars 1948. L’appareil, surnommé Skyknight, était un monoplan entièrement métallique à aile médiane avec extrémité repliable, muni d’un train d’atterrissage tricycle escamotable ainsi que d’une roulette de queue auxiliaire et d’une crosse d’appontage. Il était propulsé par deux turboréacteurs placés sous la voilure, au raccord de l’emplanture et de la partie basse du fuselage, et emportait un radar d’interception assez volumineux déterminant un grand diamètre de l’appareil, ce qui autorisait la position côte à côte des deux hommes d’équipage (pilote et opérateur radar). Ces derniers ne disposaient pas de sièges éjectables et, en cas d’évacuation, empruntaient un tunnel placé à l’arrière du cockpit et débouchant sur la partie ventrale du fuselage. L’allure renflée du Skyknight (Chevalier du ciel) lui valut le sobriquet de « Willie the whale » (Willie la baleine) et parfois, par omission du deuxième k, celui de « Skynight » (Ciel de nuit) quand il opérait comme chasseur nocturne. L’évacuation par tunnel et le surnom de baleine se retrouvèrent plus tard sur le Douglas A3 Skywarrior.
Après 3 prototypes, une série de 28 F3D-1 fut produite pour la Navy. Les appareils, dotés de Westinghouse J34-WE-22 de 1360 Kgp, volèrent pour la première fois le 13 février 1950 et entrèrent en service un an plus tard, en février 1951. Pendant ce temps, une nouvelle série était élaborée pour le Marine Corps, motorisée cette fois avec des J34-WE-36 de 1530 Kgp. Elle fut produite à 237 exemplaires désignés F3D-2, qui entrèrent en service exactement un an après leur vol inaugural du 14 février 1951.
Les Skyknight participèrent à la guerre de Corée et l’un d’eux, en 1952, abattit un Yak-15 « Feather » au cours du premier combat de nuit de l’Histoire entre appareils à réaction. Ils furent par ailleurs parmi les avions de la Navy ou des Marines qui obtinrent le plus grand nombre de victoires au cours de ce conflit. Après 1953, le F3D fit l’objet de transformations pour obtenir diverses versions utilisées plus tard pendant la guerre du Vietnam : entraînement pour les opérateurs radar, reconnaissance et contre mesures électroniques.
Avec l’introduction du nouveau système d’identification US en septembre 1962, les Douglas F3D-1 et F3D-2 Skyknight furent désormais désignés F-10A et F-10B. En principe retirés des opérations en 1965, de nombreux appareils en version ECM restèrent cependant en activité au Vietnam jusqu’à 1969, et le tout dernier quitta le service en 1978.
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