Warum haben ältere Flugzeuge oben und unten einen Flügel?

Hauptsächlich aus Gründen der Stärke. Bis etwa 1920 verwendeten die Flügel sehr dünne Tragflächen und bestanden hauptsächlich aus Stoff, der über einen Holzrahmen gespannt war. Der Hauptholm war zu dünn und hätte sich leicht verbogen, wenn er das gesamte Gewicht des Flugzeugs in einer einzigen Spannweite hätte tragen müssen. Nur durch die Verwendung von zwei Flügeln, dem oberen als Kompressionselement und dem anderen als Zugelement eines Fachwerks, war die erforderliche Festigkeit möglich.

Vergleich der Tragflächendicke von D.R. Kirk, Florida Institute of Technology (Bild Quelle )

Auf Ihrem Foto können Sie fast sehen, wie die Drähte vom oberen Flügel verlaufen ( in der Nähe der Außenbordstreben) bis zu der Stelle, an der der untere Flügel mit dem Rumpf verbunden ist. Diese Drähte nehmen den größten Teil der Belastung im Flug auf und verteilen die Last auf die Flügel. Es ist das gleiche Prinzip wie die Verwendung von Dreiecken beim Bau von Strommasten oder Brücken.

Monoplanes dieser Zeit benötigten noch mehr Drahtstreben. Sehen Sie sich das Bild einer Nachbildung des Etrich Taube , ein sehr beliebtes Flugzeug aus der Zeit vor dem Ersten Weltkrieg.

Etrich Taube im Flug. Beachten Sie das Fachwerk unter dem Flügel und die vielen Drähte, die ihn in Form halten (Bild source ).

Die kürzere Flügelspannweite eines Doppeldeckers verringert auch die Belastung der Flügel. Doppeldecker haben aufgrund des großen Flügels tendenziell viel Auftrieb (für ihre Größe) Bereich, aber auch viel Luftwiderstand, so dass sie insgesamt ziemlich ineffizient sind. Es gab auch Dreiflugzeuge mit drei Hauptebenen für noch mehr Auftrieb bei gleicher Spannweite. Die Piloten des Ersten Weltkriegs forderten die höchste Rollrate, die am besten mit Doppeldeckern erreicht werden konnte.

In der Zeit zwischen den Weltkriegen konnten durch die Verwendung von hochfestem Aluminium für Flugzeuge und die Monocoque-Flugzeugzelle die Flugzeugzellen stärker werden. Dies bedeutete, dass Monoplane-Designs praktischer wurden, obwohl die älteren Piloten nicht glaubten, dass ein Monoplane stark genug sein könnte. Sobald Monoplanes praktisch waren, ersetzten die Verbesserungen in Bezug auf Effizienz und Flugleistung Doppel- und Dreiflugzeuge / p>

Kommentare

• Sie brauchten also 2 Flügel, um das Flugzeug besser zu halten, aber im zweiten Weltkrieg hatten sie stärkere Flügel, um den Körper des Flugzeugs besser zu halten. Ist es im Grunde das, was Sie sagen?
• Ich ‚ sage nicht, dass Sie falsch liegen, aber es gibt viele hölzerne Eindecker , die eine Erklärung vertragen könnten.
• @RedGrittyBrick Die Gans hatte Flügel, die etwa drei Meter dick waren und nur einmal flogen. ‚ Ich brauche wirklich nicht viel zu erklären.
• @DanHulme: Und was ist mit der Mücke, dem “ Holzwunder „? Ihre Erklärung ist halb richtig, aber Sie lassen diese Tragflächen zunächst weg waren sehr dünn, so dass sie die benötigte Struktur nicht intern tragen konnten. Die Verwendung von Stahl hätte übrigens keinen Unterschied gemacht.
• Ich verstehe, wie der obere Flügel komprimiert wird (weil der fliegende Draht in einem Winkel steht), aber was ich nicht ‚ ist nicht wie und warum der untere Flügel eines Doppeldeckers das Spannungselement ist? .. @ Dan Hulme @Peter K ä mpf

In den frühen Tagen sah es wirklich so aus, als hätten die Leute nicht wirklich herausgefunden, was am besten funktioniert

^{Horatio Frederick Phillips, 1904 Multiplane. Längster Flug 15 Meter (50 Fuß)
Gianni Caproni, Ca.60. 1921. Absturz beim zweiten Flug}

Eine drahtverstrebte Kastenträgerstruktur kann wahrscheinlich eine bessere Festigkeit und Steifigkeit bieten als eine einzelne, und viel länger Holzholm.

Ein Vorteil mehrerer Flügel besteht darin, dass Sie kürzere Flügel haben können. Dies kann die Manövrierfähigkeit im Kampf verbessern.

^{Fokker-Triplane. 1917}

Vielleicht ist eine bessere Frage, warum sich Menschen für nur zwei Flügel entschieden haben, als sie zwanzig hätten haben können?

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• Auch hier ist Ihre Antwort die beste des Pakets. ‚ ist zu schade, dass so wenige Menschen dies zu schätzen wissen.
• “ Schatz, komm zum Abendessen. “ “ In einer Minute, sobald ich diese ‚ Klappen behebe, stimmen ‚ … “
• Wie lautet der Flugzeugname von Bild 1 und Bild 2? Waren sie wirklich fliegen?
• @AirCraftLover: Ich habe Bildunterschriften hinzugefügt. Sie flogen kurz. Siehe aktuelle Modelle von Multiplane
• Vielen Dank für die Info.

Der Hauptgrund für mehrere Flügel in den ersten Jahren der Luftfahrt war die mangelnde Verfügbarkeit von Materialien mit ausreichender Festigkeit.

Der Hauptvorteil des Doppeldeckers ist, dass die Flügel für einen bestimmten Auftrieb kürzer sein könnten. In den Anfangsstadien der Luftfahrt waren die für die Herstellung von Flugzeugen verfügbaren Materialien Holz, dotiertes Gewebe usw. Die daraus hergestellten Bauteile hatten nicht genügend Festigkeit, was die Flügelgröße einschränkte.

Die frühen Flugzeuge hatten auch weniger leistungsstarke Triebwerke, was zu einer geringeren Geschwindigkeit führte. In diesem Fall war die niedrigere Strömungsgeschwindigkeit der Doppeldecker vorteilhaft. Die Doppeldecker hatten im Vergleich zu den Eindecker eine sehr gute Manövrierfähigkeit (bessere Rollrate). Dies ist der Grund, warum Triplanes während des WWWI entwickelt wurden.

^{„ SopTri3 “ von http://www.earlyaviator.com/archive/a/images/tripe_peggy.jpg . Lizenziert unter Public Domain über Commons . Mit dem Aufkommen besserer Materialien wie Aluminiumlegierungen wurden jedoch die aerodynamischen Nachteile von Doppeldeckern offensichtlich und Monoplane wurden schnell zur bevorzugten Konstruktionswahl.}

Als sich die Materialfestigkeit verbesserte, wurden die Aspektverhältnisse Immer größer, wobei zivile Flugzeuge eher Betriebs- (Flughafen-) Einschränkungen als Festigkeitsbeschränkungen in der Flügellänge ausgesetzt sind.

Die Doppeldecker werden jedoch weiterhin verwendet. Die bessere Manövrierfähigkeit und die niedrige Stallgeschwindigkeit machen sie zu beliebten Kunstflugzeugen.

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• @Ethan, ‚ haben Sie keine Angst, ein paar Stunden oder sogar ein paar Tage zu warten, um die Antwort auszuwählen, die funktioniert am besten für dich. ‚ muss nicht immer die erste Antwort akzeptieren. (Nicht zu sagen, dass dies diesmal die falsche Wahl war, aber etwas, das man beachten sollte.)
• Um meine Ablehnung zu erklären: Die Materialien waren nicht das Problem. Bei den vor 100 Jahren möglichen Geschwindigkeiten hätte ein dicker Holzflügel genügend Kraft gehabt. Nein, es war die Verbreitung sehr dünner, stark gewölbter Tragflächen, die einfach keinen Platz für einen inneren Holm hatten. Manchmal sind Ihre Antworten genau richtig, aber manchmal raten Sie nur. Diesmal hast du falsch geraten. Schauen Sie sich auch die Antwort von @RedGrittyBrick ‚ aus gültigen Gründen an.
• @PeterK ä mpf Während ein dickes Holz Der Flügel kann genug Kraft haben, dass er zu massiv ist, um in Flugzeugen mit geringer Leistung verwendet zu werden. ‚ Hinweis: Die Holzstärke hängt mehr mit der Dichte zusammen, sodass ich hier keinen massiven Ebenholz- oder Hickoryflügel sehen kann.

Tatsächlich gab es schon in den frühen Tagen einige Eindecker:

1909: Bleriot XI überquert den Ärmelkanal
1910: Die Fokker-Spinne fliegt um den Kirchturm von Haarlem. Der junge Anthony ist 20 Jahre alt.

1912: Deperdussin Monocoque, das erste Design mit einem Rumpf mit gestresster Haut.
1913: Morane-Saulnier H

1915: Junkers J1
1915: Fokker E II: Max Immelmann

1915: Fokker E III
1918: Junkers D.1

1919: Junkers F-13
1921: Fokker F.III

1924 : Fokker F.VII
1926: Ford Trimotor

1933: Boeing 247
1934: DC-2

Alle Bilder aus Wikipedia

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• Schöne Sammlung! Eine gute Ergänzung wäre der Deperdussin -Renner von 1912, einer der ersten Entwürfe mit einem Rumpf mit gestresster Haut.
• @PeterK ä mpf Fertig.
• Antonov drei. Tee hee!
• Beachten Sie, dass ‚ ein F.VII-3M ist, die 3-Motor-Ableitung des F.VII. Es war eine Lizenz, die von Ford gebaut wurde, der sie zu ihrem Trimotor entwickelte.

Obwohl es einige frühe Flugzeuge waren Es gab immer noch eine Reihe von Gründen, warum das Doppeldecker-Design für Drahtbinder lange Zeit verwendet wurde. Wie jede neue Technologie braucht die Entwicklung Zeit. Die Entwürfe des Fokker-Designers Reinhold Platz während des Ersten Weltkriegs sind ein gutes Beispiel. Seine dicken Flügel und Kastenholme waren ein solides Design, aber der Klebstoff war nicht unbedingt sehr stark, und / oder die Fachkräfte für die Montage waren schlecht, was zu Problemen und Todesfällen führte Holz ist nicht das Problem. Hochwertige Fichte hat tatsächlich ungefähr das gleiche Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht wie Flugzeugaluminium. Obwohl die AL isometrischer ist, hat sich Holz bei korrekter Verwendung als flugzeugwürdig erwiesen. Als die Fokker-Kastenholme versagten, sprach sich herum schnell und erzeugte Angst und Abscheu von Piloten, die gerne wussten, dass ihre Flügel nicht klappen würden. Piloten mochten Doppeldecker nicht und wollten, dass „das, was wir wissen, bereits funktioniert“. Der Dreidecker hatte Kastenholme und war ein wahrer Ausleger ohne Streben und Streben, doch die Piloten drehten sich voller Angst davon ab und weigerten sich, ihn zu fliegen. Also fügte Platz die Zwischenebenenstreben hinzu, um alle drei Flügel an den Enden zusammenzubinden, nur um den Eindruck zu erwecken, den sie auf die Piloten machten. Drähte wurden jedoch beseitigt. Das Fokker D8-Eindecker hatte einen echten freitragenden Flügel, der auch einige Qualitätsprobleme aufwies, die natürlich normalerweise mit einem Tod endeten, und die Piloten mochten das nicht. Kabelgebundene Eindecker hatten keine Vorteile, hohen Luftwiderstand, geringeren Auftrieb und schwächer als Doppeldecker. Piloten, Passagiere und Investoren mochten Doppeldecker. Designer haben ihr Wissen schließlich den Piloten und der Öffentlichkeit unter Beweis gestellt, aber wie alles andere gibt es ein enormes psychologisches Element – eine nicht ganz ungültige Angst, die den Fortschritt verlangsamte. Militärs sind am schlechtesten darin, neue Ideen anzunehmen. Mit einer langen Geschichte, in der nur das Bewährte akzeptiert wurde, ohne den wirklichen Wunsch, Piloten einem unnötigen Risiko auszusetzen. Außerdem hatten Doppeldecker zwei entscheidende Vorteile: einen angemessenen Auftrieb mit kürzerer Flügelspannweite sowie die damit verbundene hohe Rollrate und Stärke. und es ist sehr gut, sie waren tatsächlich schwer zu schlagen.

Strukturelle Festigkeit war nicht der Hauptgrund für frühe Doppeldecker. Otto Lilenthal hat sein Segelflugzeug gemacht Experimente in einer eindeckerartigen Struktur. Die Wright-Brüder verfolgten seine Forschungen, wollten aber einen Motorflug schaffen. Der früheste Motor hatte nicht genügend Leistung. Ein Doppeldecker konnte bei langsamerer Geschwindigkeit mehr Auftrieb erzeugen. Ein Eindecker konnte nicht. Dies war der Hauptgrund für die Wahl eines Doppeldeckers.

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• Bis 1930 ‚ s angetriebene Flugzeuge waren viel schneller als die Segelflugzeuge von Lilienthal ‚. Als wir unterversorgte Flugzeuge (mit oder ohne Solarenergie) erneut besuchten, kehrten wir zu Eindecker zurück. Die Behauptung, dass Doppeldecker bei langsamen Geschwindigkeiten mehr Auftrieb bringen, ist sowohl falsch als auch irrelevant. -1.
• Der Grund, warum ein Doppeldecker bei niedrigerer Geschwindigkeit mehr Auftrieb erzeugen konnte, war, dass er bei gleichem Gewicht eine größere Flügelfläche hatte. Das war nur möglich, weil es von Natur aus stärker war als ein Eindecker mit dem gleichen Gewicht.

Es ist nicht so, dass Holz und Stoff nicht „stark genug“ waren, um Eindecker zu bauen und längere Flügel. (Das ist übrigens ein „Plural“. Es braucht kein „s“ am Ende, an dem heutzutage immer mehr Menschen festhalten.) Peter Kampf macht zu Recht auf die hochentwickelte hölzerne Monocoque-Rumpfstruktur des Deperdussin von 1912 aufmerksam und ein Blick auf die langflügeligen Holzgleiter der Wasserkuppe etwas mehr als ein Jahrzehnt nach dem Ersten Weltkrieg zeigt, wie falsch die Idee ist. Die beiden bereits erwähnten Merkmale bestimmten das Design und die Struktur des mehrflügeligen Flugzeugs: dünne Tragflächen, die in frühen Flugzeugen verwendet wurden (Kenntnisse der Tragflächenphysik waren zu dieser Zeit verständlicherweise auch ziemlich dünn) und die Wünschbarkeit einer hohen Rollrate. Diese Maschinen des Ersten Weltkriegs wurden von Journalisten immer als „schwach“ bezeichnet und waren alles andere als „schwach“. Das Doppeldecker-Fachwerk ist immens stark.