Le Scaled Composites Model 311 Virgin Atlantic GlobalFlyer est un avion, conçu par l'ingénieur Burt Rutan, avec lequel Steve Fossett accomplit un tour du monde en solitaire sans escale et sans ravitaillement en 67 heures 2 minutes et 38 secondes entre le et le . La vitesse moyenne du vol de établit le nouveau record du monde de circumnavigation précédemment détenu par le Rutan Voyager en 9 jours et 3 minutes à la vitesse de .
L'avion était la propriété de Steve Fossett, sponsorisé par la compagnie aérienne de Richard Branson, Virgin Atlantic et construit par la société de Burt Rutan, la Scaled Composites.
Entre les 8 et , Fossett réalisa avec le GlobalFlyer le plus long vol sans escale de l'histoire en parcourant .
Conception La genèse de l'idée de cet avion de record remonte à un week-end organisé par Barron Hilton dans son Flying M Ranch au Nevada en 1999. Une douzaine d'invités sont présents dont Steve Fossett et Dick Rutan.. Ces derniers se mettent alors à parler des plus importants records à battre dans le domaine de l'aviation. Dick fait remarquer que le tour du monde sans escale et sans ravitaillement a déjà été réalisé mais signale alors à Fossett qu'il peut faire mieux en le faisant en solitaire. Il ajoute même qu'il connaît l'homme parfait pour réaliser l'appareil, son frère Burt.
Burt Rutan montre les premiers dessins d'un avion destiné à effectuer un tour du monde en solitaire à Steve Fossett aux alentours de 1999, mais celui-ci n'accepte le projet, baptisé Capricorn, qu'en décembre 2001. La fabrication de l'appareil débute en après deux ans de conception pendant lesquels Burt Rutan et Jon Karkow déterminent la configuration de l'appareil.. En 2003, il intéresse Richard Branson au projet qui renomme alors l'avion GlobalFlyer. Finalement, le , Fossett et Branson annoncent leur projet de record au Science Museum de Londres, sous la bannière de la compagnie aérienne Virgin Atlantic.
L'avion doit être conçu par Burt Rutan et construit par Scaled Composites mais celui-ci trop occupé par l'Ansari X Prize, confie la conception à son meilleur ingénieur Jon Karkow. ; l'aérodynamicien John Roncz est chargé de dessiner les ailesC'était déjà lui qui avait dessiné les ailes du Voyager., Joe Ruddy de la structure, Chuck Coleman des systèmes et Bob Morgan du train d'atterrissageOn peut voir caché à l'intérieur de l'avion la signature de toutes les personnes ayant participé à la réalisation de l'appareil, comme sur chaque production de Scaled Composites (Popular Mechanics, ).. L'appareil, doté de trois « corps » à la manière d'un trimaran, est dessiné avec l'aide de calculateurs et de logiciels afin de le doter de l'aérodynamique la plus efficiente possible et construit en matériaux composites afin de minimiser sa masse à vide.
Karkow se base alors sur les règles édictées par Louis Breguet au début du , qui décrètent que la distance qu'un avion peut parcourir est déterminée par trois facteurs : le rendement du moteur, la finesse de l'avion et son pourcentage de carburant embarqué. Il commence donc par choisir le moteur en tenant compte du fait que l'appareil doit évoluer à haute altitude pour éviter les turbulences et profiter des courants-jets, et voler suffisamment vite pour que le tour du monde en solitaire se déroule sur une durée suffisamment courte pour rester dans les capacités d'endurance humaines. Son choix se porte tout d'abord sur le turboréacteur Garett F109 qui est aux yeux de Jon Karkow et . Cependant ce moteur développé pour le jet d'entraînement Fairchild T-46 dont le programme a été abandonné, n'a été produit qu'en peu d'exemplaires et aucun n'est disponible. Il est alors équipé d'un turboréacteur à double flux Williams FJ44-3ATW consommant un carburant spécial (JP-4) dont la température de solidification est plus basse que celle du carburant utilisé par l'aviation civile.
En , Burt Rutan envoie à Roncz la forme de base du GlobalFlyer. Malgré l'utilisation de machines et de logiciel spécialement adaptés le calcul de la taille et de la forme à donner aux ailes prend trois mois, mais finalement l'appareil se voit doté d'une finesse de 37.. Le troisième paramètre, le pourcentage de carburant à embarquer, est calculé à partir des deux précédents. Ainsi Karkow détermine qu'il faut que 83 % de la masse de l'avion au décollage soit du carburant.. L'appareil doit donc avoir une masse à vide la plus faible possible. Pour réussir celle-ci doit être strictement inférieure à . Le carburant est réparti dans 13 réservoirs . placés dans les ailes et les bidons.
Pour atteindre cette masse, la structure est constituée de fibres de carbone noyées dans une matrice époxy, les ailes utilisant les fibres de carbone les plus résistantes. Ainsi le longeron principal ne pèse que . Les ailes et le fuselage comporte le minimum de nervures possible les efforts étant principalement repris par la peau. Celle-ci est constituée d'un sandwich fibre de carbone/époxy sur une âme nid d'abeille en aramideIl s'agit en fait de deux couches de fibres de carbone noyées dans une matrice époxy qui prennent en « sandwich » une épaisseur de nid d'abeille en aramide (appelé âme). Cette construction a pour but de rendre le matériau plus léger que s'il n'était constitué que d'une plaque de carbone/époxy de même épaisseur tout en pouvant encaisser les mêmes efforts à la flexion., d'une épaisseur de pour les ailes et pour le fuselage. Aucune mesure n'est épargnée pour réduire la masse de l'avion, ainsi même les marges de sécurité sont réduites, il ne pourra donc pas encaisser de facteur de charge supérieur à à pleine charge. Dans la même optique de réduction de masse, les surfaces de contrôle ne sont constituées que de deux plis de fibres de carbone au lieu de quatre et les nervures sont remplacées par des renforts en mousse.. Les ailerons sont par ailleurs divisés en six parties pour éviter qu'ils ne se bloquent lorsque l'avion est à pleine chargeEn effet lorsque l'avion est à pleine charge les ailes subissent une flexion amenant leur extrémité plus haut.. Finalement le seul élément métallique de l'avion, à l'exception du moteur et de l'avionique, est le train d'atterrissage en aluminium. La peinture et le primaire appliqués sur l'appareil pour le protéger des rayons ultraviolets sont appliqués en couche très fine () ne pesant que .
Le cockpit est pressuriséÀ la pression à l'intérieur de la cabine est la même que la pression atmosphérique à une altitude de . et sa longueur est réduite au minimum, ne faisant que . Il est en outre équipé d'un pilote automatique chargé de maintenir l'altitude et la vitesse et de suivre un cap. Les contrôles de vol sont actionnés mécaniquement et compensés électriquement. Son train d'atterrissage sort par gravité et se rétracte grâce à un système pneumatique. L'appareil est dépourvu de système de dégivrage, de système de détection et d'extinction d'incendie ni de système de secours pour descendre le train d'atterrissage., et ne supporte pas les turbulences, notamment dans la phase de montée, où il est le plus lourd, ce qui le contraint à voler dans des conditions météorologiques très strictes. Enfin, pour ralentir, le GlobalFlyer est équipé de parachutes.
L'avion est officiellement présenté à Mojave en Californie le . par le PDG de Virgin Atlantic, Richard Branson en compagnie de Steve Fossett et Burt Rutan. L'appareil effectue son premier vol, d'une durée d'une heure et demie le L'Univers des avions, 311. aux mains de l'ingénieur en chef Jon Karkow qui monte l'appareil à pour vérifier la bonne tenue de l'appareil dans les turbulences, et ainsi vérifier que la GlobalFlyer n'a pas les mêmes défauts que le Voyager (problèmes d'instabilité et d'aéroélasticité).. Il s'ensuit une batterie de tests, Jon Karkow, les pilotes d'essais et Fossett effectuent en tout 24 vols d'essais . dont certains de longue durée afin de vérifier la fiabilité de l'appareil.
Premier vol en solitaire autour du monde sans escale ni ravitaillement thumb|upright=1.2|Trajet du 28 février au 3 mars 2005. À l'origine, ce vol autour du monde est prévu pour ., cependant il est repoussé à une date ultérieure au . — saison où les courants-jets sont le plus fort dans l'hémisphère nord permettant ainsi d'économiser du carburant. Entre-temps se pose la question du point de départ de l'appareil. Celui-ci doit avoir une piste d'au moins de long et être située à une altitude inférieure à . Quatre pistes sont envisagées : Austin (Texas), Lincoln (Nebraska), Salina (Kansas) et Wichita Falls (Texas). Le choix de Salina comme piste de départ et d'arrivée du record est annoncé le de même que le site de contrôle de la mission, situé au College of Technology and Aviation de l'université du Kansas ..
Après plusieurs vols d'essais du GlobalFlyer, effectués par des pilotes d'essais de Scaled Composites et Steve Fossett, à Mojave en Californie, l'avion est transporté en à Salina, où la piste fait de long. Pour ce vol, Fossett est le pilote principal tandis que Branson fait office de pilote de réserve .. Pour que le record soit homologué par la Fédération aéronautique internationale, l'appareil doit traverser tous les méridiens et venir atterrir à l'endroit d'où il a décollé, en parcourant au moins , distance équivalente à la longueur du tropique du Cancer..
La tentative de record est tout d'abord prévue pour le , mais les conditions météorologiques n'étant pas optimales le vol est reporté. Après avoir parcouru ., l'appareil décolle enfin de Salina au Kansas le à 18h47. UTC-6 avec Steve Fossett aux commandes. Il fait cap à l'est. Alors qu'il survole le Canada et après seulement trois heures de vol, sa tentative de record est compromise. En effet, le système de navigation par satellite tombe en panne ; ce n'est que trois heures plus tard que le problème est résolu — le système continuait à rechercher le signal WAAS améliorant les performances du GPS mais ne fonctionnant que sur le territoire américain. Le GlobalFlyer poursuit alors sa route au-dessus de l'Atlantique nord et atteint son altitude de croisière de à l'ouest du Maroc après 13 heures de vol alors qu'il n'aurait dû l'atteindre qu'au-dessus de l'Arabie saoudite. Cette surprise est mise sur le compte de performances supérieures à celles attendues. En fait, cet écart est dû à une perte de À l'origine la perte avait été estimée à de carburant. de carburant causée par l'insuffisance d'aération dans les réservoirs des poutres dont l'expansion de l'air a refoulé le carburant dans les réservoirs d'ailes et dans les vannes de décharge.. Pendant le vol, Steve Fossett se nourrit seulement de milk-shakes allégés et d'eau. Il ne dort quasiment pas si ce n'est quelques assoupissements d'une à trois minutes .. L'appareil survole ensuite le massif de l'Atlas, la Libye, l'Arabie saoudite, l'Inde, la Chine, le Japon. La perte de carburant étant conséquente, l'ingénieur en chef et son équipe sont alors peu confiants dans les chances de succès de l'entreprise, prévoyant que sans vent favorable l'appareil serait obligé d'atterrir à Hawaï. Fort heureusement les courants-jets soufflant en vent arrière à dans l'Est du Pacifique aident l'appareil à économiser du carburant dans la dernière partie du trajet .. Et finalement, après un dernier problème Fossett revient se poser à Salina le à 13 h 50, après avoir parcouru en 67 heures 2 minutes et 38 secondes.
Il devient ainsi détenteur du record absolu de vitesse autour du monde sans escale ni ravitaillement, avec une vitesse moyenne de Records du GlobalFlyer sur le site de la FAI., et bat aussi le record du monde de distance sans escale ni ravitaillement et celui de distance en circuit fermé.
Plus grande distance parcourue en avion thumb|left|Le GlobalFlyer devant son hangar au Centre spatial Kennedy.