A partir de la deuxième moitié des années 60 Sukhoi étudia la possibilité de développer une version plus puissante du Su-9, capable d’assurer des missions d’interception à moyenne et longue portée. A cette époque la principale menace pour l’URSS était représenté par le B-52 et les bombardiers embarqués A-3 Skywarrior. Le nouvel avion reçu la désignation de Su-11.
Il s’agissait d’une cellule de Su-9 auquel on rallongea l’envergure du delta. Son avionique avait également été repensé, autour du gros radar Uragan 5B (Skip Skin dans la nomenclature de l’OTAN) capable de repéré sa cible à près de 200 kilomètres de distance. Son armement principal consistait en deux missiles moyenne-longue portée AA-3 (Anab selon les codes de l’OTAN) à guidage radar ou infrarouge. Les premiers Su-11 furent livrés à partir de juin 1967. Plus de 1000 exemplaires du Su-11 furent construits par Sukhoi, mais aucune en biplace de formation, l’instruction étant assurée sur des Su-9U. Le Su-11 fut désigné Fishpot-B par les occidentaux.
L’ensemble de ces appareils servirent jusqu’en 1981 à la défense aérienne de l’empire communiste. A l’inverse des Mig-17 les Su-9 (et leur version améliorée) ne furent jamais exportés, demeurant exclusivement en service en URSS. Néanmoins l’avion se tailla une bonne réputation due en partie à sa facilité de pilotage. Les Fishpot, et surtout le Su-11, étaient des machines qui pardonnaient énormément les erreurs des jeunes pilotes de l’IA-PVO, et furent parmi les premiers chasseurs au monde à disposer d’un siège éjectable que l’on pouvait reculer.
L’AVMF (aéronavale soviétique) étudia en 1969 la possibilité de navaliser, le Sukhoi Su-11 afin de l’embarquer sur des porte-avions. Le projet alla jusqu’a la modification d’un Su-11 de série, et l’adjonction d’une crosse d’appontage. Néanmoins l’annulation du programme de développement du navire entraina la fin de ce concept. L’avion fut finalement réaffecté au centre d’essais de Zhukovsky où il servit à divers missions de tests aériens et de conceptions d’appareils. L’avion est désormais préservé au petit musée de la base.
A partir de 1980, les Su-11 laissèrent rapidement la place aux Mig-29. A l’instar des Convair F-106 américains, nombres de Fishpot furent transformés en drones-cibles d’entrainement. Quelques appareils furent également utilisé pour l’entrainement des pilotes des différents centres d’essais russes jusqu’au milieu des années 80. Au moins un Su-11 a été capturé par l’US Air Force et testé depuis Nellis AFB dans les années 70. Cet avion fait désormais partie des collections de l’US Air Force Museum de Wright-Patterson AFB.
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