En 1975, l’US Air Force chercha à acquérir un nouveau type d’avion de ravitaillement en vol capable de remplir également des missions de transport stratégique, programme connu sous le nom d’Advanced Tanker Cargo Aircraft. Cet avion devait pouvoir soutenir les chasseurs du Tactical Air Command. Les quadriréacteurs Boeing KC-135 demeurèrent eux au service des bombardiers B-52. Le Pentagone se tourna alors vers les trois principaux constructeurs aéronautiques américains: Boeing, Lockheed, et McDonnell Douglas. Le premier proposa son célèbre quadriréacteur Jumbo-Jet 747, le deuxième son triréacteur L-1011 Tristar, et le troisième son DC-10.
L’avion de Lockheed fut rapidement écarté de la compétition. Un 747-200 et un DC-10-30 furent donc testés par l’US Air Force à Edwards-AFB. Ces deux avions étaient des machines de série. En décembre 1977, l’US Air Force sélectionna le triréacteur DC-10-30CF pour servir de base au futur avion. L’appareil reçut la désignation de KC-10A Extender. Il était motorisé par trois réacteurs General Electric CF6-50C2 de 233.5kN.
Par rapport au DC-10-30 civil de série, le DC-10-30CF (CF = Convertible Freighter) se différenciait par l’absence de hublot et par l’ajout d’une porte de chargement de fret sur la partie avant gauche du fuselage. Le Pentagone commanda une première présérie de seize KC-10A. Le premier de ceux-ci effectua son premier vol le 12 juillet 1980. Le cockpit avait été modifié de manière à pouvoir surveiller le chargement du fret. En mission de transport de fret les Extender peuvent tout de même emporter 75 passagers.
Les premiers de ces seize avions furent livrés en mars 1981 au 6th Air Refuelling Squadron de Travis-AFB. En 1982 l’US Department of Defence commanda 44 appareils également au standard KC-10A. Le dernier fut livré en avril 1990. La quasi totalité des KC-10A servent au sein de l’Air Mobility Command, un seul avion étant détaché en permanence à NAS-China Lake pour le soutien aux essais.
Les KC-10A Extender de l’US Air Force participèrent massivement au pont aérien vers l’Arabie Saoudite au lendemain de l’invasion du Koweït par les troupes de Saddam Hussein. Les triréacteurs de ravitaillement en vol transportèrent principalement les troupes, laissant le matériel aux C-5A, aux C-141B et aux navires de l’US Navy. Les KC-10A sont les seuls tankers volants capables de suivre et de ravitailler en vol les bombardiers furtifs Northrop B-2A.
En 2005, le Pentagone a lancé une étude visant à la remotorisation des KC-10A par des réacteurs General Electric CF6-80D2 de 273.6kN. Cette motorisation est celle du triréacteur de ligne Boeing MD-11, une version très améliorée du DC-10. Ce programme a permis de passer les Extender à un standard supérieur, et de prolonger leur vie jusqu’aux alentours de 2025-2030.
La Royal Netherland Air Force est à l’heure actuelle le seul utilisateur étranger du triréacteur de ravitaillement en vol. Les appareils hollandais ne portent pourtant pas la désignation des avions de l’aviation américaine. Ils sont désignés KDC-10. En fait ce sont des avions de lignes directement modifiés par KLM-Heavy Industries. Les deux avions ont été acquis auprès de la compagnie aérienne charter Martinair en 1995. Ils servent auprès du Squadron 334. Un de ces avions a participé à l’opération Enduring Freedom au dessus de l’Afghanistan, ravitaillant les chasseurs de l’OTAN.
Les Néerlandais engagent également leurs triréacteurs de ravitaillement en vol dans les opérations de police du ciel, notamment dans les états baltes afin d’accroitre la portée les avions de combat.
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