Le 12 juin 1966, à Istres, Jean Coureau décolle le Mirage III F 2 01, basé sur un Mirage III et équipé d'une aile haute à forte flèche largement hypersustentée.
En 1963, l’état-major de l’armée de l’Air élabore les spécifications d’un avion de pénétration basse altitude tous temps, capable d’interceptions à vitesse supersonique, apte à utiliser les pistes courtes et leurs aménagements rudimentaires, avec une vitesse d’approche inférieure à 140 nœuds (260 km/h).
Le 21 novembre 1963, la société Dassault signe le marché d’étude d’un avion prototype Mirage III F équipé d’un réacteur TF 106. L’aile delta est remplacée par une aile haute à forte flèche largement hypersustentée. Les empennages sont montés en position basse sur le fuselage ce qui est une première pour la Société. En 1965, la DMA commande trois prototypes biplace Mirage F2 pour l’armée de l’Air. Le projet intéresse Israël qui souhaite disposer d’un appareil pour des missions de pénétration de 800 km à basse altitude mais l’opération n’aboutit pas.
Le 12 juin 1966, à Istres, Jean Coureau décolle le Mirage III F2 01 équipé d’un réacteur TF 30. C’est le premier avion de la Société sur lequel la transmission des données des vols d’essais s’effectue par télémesure accroissant ainsi l’aide que l’équipe d’essai peut apporter au pilote ce qui améliore la sécurité et le suivi des essais. Le 29 décembre, il atteint Mach 2 et se pose en 480 m.
Conséquence de l’annonce par la France de son retrait de l’organisation militaire intégrée de l’OTAN, la priorité est désormais mise par l’armée de l’Air sur la mission de défense aérienne. En mai 1966, l’état-major souhaite transformer le Mirage F2 en avion d’interception. C’est le programme Mirage F3, monoplace, monoréacteur Pratt & Whitney/Snecma TF 306.
Le Mirage F3 n’est cependant pas réalisé à la suite d’un nouveau changement dans la définition des missions prioritaires de l’armée de l’Air et à cause de la réussite des programmes d’avions à flèche variable. Il est également estimé trop coûteux et trop dépendant de la technologie américaine du fait de son moteur. En novembre 1967, devant la réussite des vols du Mirage G 01, l’état-major se prononce pour des avions biréacteurs à aile à flèche variable. Le programme Mirage F2/F3 est alors officiellement arrêté. Toutefois, le banc de développement du système d’armes, à base d’un calculateur central numérique, continue. Les enseignements tirés débouchent sur le système d’armes du Mirage 2000.
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