Pendant la Seconde Guerre Mondiale, le Department of War chargea l’ingénieur américain d’origine russe Igor Sikorsky de développer ses recherches commencées avant guerre afin de mettre au point une machine opérationnelle. Sikorsky travailla alors sur un appareil dérivé de son VS-300 expérimental. Ce dernier était son premier hélicoptère à avoir quitté le sol le 14 septembre 1939. L’ingénieur et les équipes de Vought-Sikorsky apportèrent de profondes modifications à l’appareil, notamment en le dotant d’un fuselage monté sur un treillis métallique. Son prototype pris la désignation de VS-300A et commença ses essais en vol le 13 mai 1940. Les résultats confirmaient les attentes de l’US Army Air Force et celle-ci lança un programme de recherche officiel sur un prototype désigné VS-316.
Le VS-316 différait du VS-300 par son fuselage entoilé, son rotor tripale, son train d’atterrissage fixe à deux roues et son cockpit biplace. Sa cabine permettait d’accueillir cinq passagers ou deux blessés et deux sauveteurs. Le VS-316 effectua son premier vol en janvier 1941. A cette époque Igor Sikorsky sépara son bureau d’étude hélicoptère de Vought et cessa ses activités d’hydraviation, afin de se consacrer aux voilures tournantes. L’US Army Air Force passa alors une commande pour un second VS-316 redésigné XR-4. Il s’agissait là du premier hélicoptère militaire américain.
Les essais en vol se déroulèrent durant toute l’année 1941 et le premier semestre de 1942. Cette année là le XR-4 effectua un vol de 1 200km en une quinzaine d’heures avec plusieurs arrêts. A partir de là l’USAAF commanda trente appareils de présérie. Il s’agissait de 3 YR-4A et de 27 YR-4B. Plusieurs YR-4B volèrent entre les mains de pilotes de l’US Navy et de l’US Coast Guard. En 1943 deux YR-3B furent détachés sur un pétrolier-ravitailleur de l’US Navy pour des essais en Arctique et en milieu tropical. Le contrat fut finalement signé en novembre 1943 et portait sur 100 Sikorsky R-4B destinés à l’USAAF. Ils servirent principalement à des missions d’entrainement et de liaisons au profit d’unités basés aux Etats-Unis et en Grande Bretagne.
L’US Navy commanda elle aussi des appareils, sous la désignation de HNS-1. Certains de ces hélicoptères reçurent un train d’atterrissage composé de deux flotteurs en caoutchouc. Plusieurs de ces machines furent versées à l’US Coast Guard, et une de ces machines participèrent le 3 janvier 1944 à ce qui demeure la première mission de SAR au monde remplit par un hélicoptère quand le destroyer USS-Turner explosa au sud de Manhattan. Le HNS-1 permit de sauver douze marins et d’apporter plusieurs bouteilles de plasma sanguin vers l’hôpital de campagne.
En février 1945, un HNS-1 de la Navy participa aux missions de secours vers l’équipage d’un Boeing B-29 tombé sur une ile du Pacifique en revenant du Japon. L’hélicoptère amena une aide certaine quand le Catalina de recherche repéra l’appareil. Les deux membres d’équipage les plus mal en point furent transportés par hélicoptère tandis que les autres embarquaient à bord de l’hydravion.
La Royal Air Force acheta également des R-4 qu’elle rebaptisa Sikorksy Hoverfly. Ils furent principalement affectés à des missions de liaisons et d’entrainement. Deux des 45 Hoverfly réalisèrent toutefois des missions de réglage d’artillerie en soutien aux autogyres de la RAF.
En 1947, les R-4B encore en service dans l’US Air Force reçurent la désignation de H-4B. Quand à la Navy elle conserva ses appareils jusqu’en 1949 et la RAF jusqu’en 1953. En 1951 deux appareils britanniques furent détachés auprès de la Fleet Air Arm afin de préparer l’arrivée prochaine des hélicoptères sur les navires de Sa Majesté.
Le Sikorsky R-4 demeure le seul hélicoptère allié opérationnel de la Seconde Guerre Mondiale et le premier construit en série au monde, mais à l’inverse du Bell OH-13, il ne connut jamais l’homologation civile.
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