Pourquoi les avions plus anciens ont-ils une aile en haut et en bas de lavion?

Principalement pour la force. Jusquen 1920 environ, les ailes utilisaient des profils aérodynamiques très fins et étaient principalement constituées de tissu tendu sur un cadre en bois. Le longeron principal était trop mince et aurait été susceptible de se plier sil avait dû supporter tout le poids de lavion en une seule travée. Ce nest quen utilisant deux ailes, la partie supérieure comme élément de compression et lautre comme élément de tension dune ferme, que la résistance nécessaire était possible.

Comparaison de lépaisseur du profil aérodynamique par D.R. Kirk, Florida Institute of Technology (image source )

Sur votre photo, vous pouvez à peu près voir les fils qui partent de laile supérieure ( près des entretoises extérieures) à lendroit où laile inférieure rejoint le fuselage. Ces fils absorbent la majeure partie de la tension en vol, répartissant la charge sur les ailes. Cest le même principe que lutilisation de triangles dans la construction de pylônes ou de ponts électriques.

Les monoplans de cette époque nécessitaient encore plus de contreventement. Regardez limage dune réplique du Etrich Taube , un avion très populaire de la période davant la Première Guerre mondiale.

Etrich Taube en vol. Notez la poutre sous laile et les nombreux fils qui la maintiennent en forme (image source ).

Lenvergure plus courte dun biplan réduit également la charge sur les ailes. Les biplans ont tendance à avoir beaucoup de portance (pour leur taille) en raison de la grande aile zone, mais aussi beaucoup de traînée, donc ils sont globalement assez inefficaces. Il y avait aussi des triplans, avec trois avions principaux pour encore plus de portance dans la même envergure. Les pilotes de la Première Guerre mondiale exigeaient le taux de roulis le plus élevé, ce qui pouvait être mieux réalisé avec des biplans.

Entre les deux guerres mondiales, lutilisation de laluminium à haute résistance pour les avions et la cellule monocoque ont tous deux permis aux cellules de devenir plus solides. Cela signifiait que les conceptions de monoplan sont devenues plus pratiques, même si les anciens aviateurs ne croyaient pas quun monoplan pouvait être assez solide. Dès que les monoplans étaient pratiques, les améliorations en termes defficacité et de performances de vol les ont vus remplacer les bi et tri-avions.

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• Ils avaient donc besoin de 2 ailes pour mieux tenir lavion, mais pendant la seconde guerre mondiale, les ailes avaient des ailes plus solides pour mieux tenir le corps de lavion. Est-ce essentiellement ce que vous dites?
• Je ‘ ne dis pas que vous vous trompez, mais il y a beaucoup de des monoplans en bois qui auraient besoin dêtre expliqués.
• @RedGrittyBrick The Goose avait des ailes denviron dix pieds dépaisseur et ne volait quune seule fois. Cela ‘ Jai vraiment besoin de beaucoup dexplications.
• @DanHulme: Et quen est-il du Mosquito, la  » merveille en bois « ? Votre explication est à moitié juste, mais vous omettez que les profils aérodynamiques au départ étaient très minces, de sorte quils ne pouvaient pas porter la structure nécessaire en interne. Utiliser de lacier, dailleurs, naurait pas fait de différence.
• Je comprends comment laile supérieure subit la compression (parce que le fil volant est incliné), mais ce que je fais ‘ t get est comment et pourquoi laile inférieure dun biplan est lélément de tension? .. @ Dan Hulme @Peter K ä mpf

Dans les premiers temps, il semble vraiment que les gens navaient pas vraiment trouvé ce qui fonctionnait le mieux

^{Horatio Frederick Phillips, 1904 Multiplane. Vol le plus long: 15 mètres
Gianni Caproni, vers 60. 1921. Crashé lors du deuxième vol}

Une structure de poutre-caisson à treillis métallique peut probablement offrir une meilleure résistance et rigidité quune seule, et un longeron en bois beaucoup plus long.

Un avantage des ailes multiples est que vous pouvez avoir des ailes plus courtes, ce qui peut améliorer la maniabilité au combat

^{Triplan Fokker. 1917}

Peut-être quune meilleure question est de savoir pourquoi les gens ont opté pour seulement deux ailes alors quils auraient pu en avoir vingt?

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• Encore une fois, votre réponse est la meilleure du pack. ‘ est dommage que si peu de gens puissent lapprécier.
•  » chérie, viens dîner.  »  » Dans une minute, dès que je dépannerai ce ‘ volets en désaccord ‘ indicateur …  »
• Quel est le nom davion de la photo 1 et de la photo 2? Ont-ils vraiment volé?
• @AirCraftLover: Jai ajouté des légendes. Ils ont volé brièvement. Voir modèles récents de multiplane
• Merci pour linfo.

La principale raison davoir plusieurs ailes dans les premières années de laviation était le manque de disponibilité de matériaux avec une résistance suffisante.

Le principal avantage du biplan est que les ailes pourraient être plus courtes pour une portance donnée. Au cours des premières étapes de laviation, les matériaux disponibles pour la fabrication des avions étaient du bois, du tissu dopé, etc.

Les premiers avions avaient également des moteurs moins puissants, ce qui réduisait la vitesse. Dans ce cas, la vitesse de décrochage plus faible des biplans était avantageuse.

Les biplans avaient une très bonne maniabilité (meilleur taux de roulis) par rapport aux monoplans. Cest la raison pour laquelle les triplans ont été développés pendant la WWWI.

^{«  SopTri3  » par http://www.earlyaviator.com/archive/a/images/tripe_peggy.jpg . Sous licence du domaine public via Commons .} Cependant, avec lavènement de meilleurs matériaux comme les alliages daluminium, les inconvénients aérodynamiques des biplans sont devenus évidents et les monoplans sont rapidement devenus le choix de conception préféré.

À mesure que la résistance du matériau sest améliorée, les rapports daspect sont devenus de plus en plus gros, avec des avions civils confrontés à des limitations opérationnelles (aéroportuaires) plutôt quà des limitations de force en longueur daile.

Cependant, les biplans sont toujours utilisés. La meilleure maniabilité et la faible vitesse de décrochage en font des avions de voltige populaires.

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• aeroalias depuis que vous avez commencé sur ce site, vous avez eu les meilleures réponses . Alors continuez à donner aux autres de bonnes réponses aussi. Merci davoir répondu à mes questions.
• @Ethan, don ‘ nayez pas peur dattendre quelques heures, voire quelques jours pour sélectionner la réponse qui fonctionne le meilleur pour toi. Vous n ‘ pas toujours à accepter la première réponse. (Ne pas dire que cétait le mauvais choix cette fois, mais quelque chose à garder à lesprit.)
• Pour expliquer mon vote défavorable: les matériaux nétaient pas le problème. Aux vitesses possibles il y a 100 ans, une aile épaisse en bois aurait eu suffisamment de force. Non, cétait la prévalence de profils aérodynamiques très minces et fortement cambrés qui navaient tout simplement pas la place pour un longeron interne. Parfois, vos réponses sont parfaites, mais parfois vous ne faites que deviner. Cette fois, vous vous êtes trompé. Regardez également la réponse de @RedGrittyBrick ‘ pour quelques raisons valables.
• @PeterK ä mpf Alors quun bois épais laile peut avoir assez de force, elle ‘ est trop massive pour être utilisée dans ces avions de faible puissance. Remarque: la résistance du bois est davantage liée à sa densité, je ne peux donc pas voir une aile massive en ébène ou en caryer travailler ici

En fait, il y avait pas mal de monoplans dans les parages même dans les premiers temps:

1909: Bleriot XI traverse la Manche
1910: Le Fokker Spider vole autour du clocher de léglise de Haarlem. Le jeune Anthony a 20 ans.

1912: Deperdussin Monocoque, la première conception avec un fuselage à peau tendue.
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

Toutes les images de Wikipedia

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• Belle collection! Un bon ajout serait le Deperdussin de 1912, lun des premiers modèles avec un fuselage à peau stressée.
• @PeterK ä mpf Terminé.
• Antonov trois. Tee hee!
• Notez que ‘ est un F.VII-3M, le dérivé à 3 moteurs du F.VII. Cétait une licence construite par Ford qui la développé dans leur Trimotor.

Même si certains des premiers avions étaient conçu avec des ailes en porte-à-faux qui navaient pas besoin de supports de fil, il y avait encore un certain nombre de raisons pour lesquelles la conception du biplan en treillis métallique est restée utilisée pendant longtemps. Comme toute nouvelle technologie, le développement prend du temps. Les créations du designer Fokker Reinhold Platz pendant la Première Guerre mondiale en sont un excellent exemple. Son aile épaisse, ses longerons de caisson étaient une conception solide, mais la colle nétait pas nécessairement très forte, et / ou la main-dœuvre qualifiée pour lassemblage était médiocre, ce qui créait des problèmes et des morts. le bois nest pas le problème. Lépicéa de haute qualité a en fait à peu près le même rapport résistance / poids que laluminium davion, bien que lAL soit plus isométrique, le bois sest révélé digne de la construction aéronautique lorsquil est utilisé correctement. rapide, et suscité la peur et le dégoût de la part des pilotes qui aimaient savoir que leurs ailes ne se replieraient pas. Les pilotes « naimaient pas les biplans et voulaient que » ce que nous savons déjà fonctionne « . Le triplan avait des longerons en caisson et était de véritables ailes en porte-à-faux sans renforts ni entretoises, mais les pilotes sen éloignèrent avec grande peur et refusèrent de le piloter. Ainsi, Platz a ajouté les entretoises interplan pour attacher les trois ailes ensemble aux extrémités uniquement pour limpression quelle a faite sur les pilotes. Les fils ont cependant été éliminés. Le monoplan Fokker D8 avait une véritable aile en porte-à-faux qui avait également des problèmes de qualité au début, ce qui bien sûr se termine généralement par une mort, et les pilotes nont pas aimé. Les monoplans filaires navaient aucun avantage, une traînée élevée, une portance inférieure et plus faible que les biplans. Les pilotes, les passagers et les investisseurs ont aimé les biplans. Les concepteurs ont finalement prouvé leurs connaissances aux pilotes et au public, mais comme toute autre chose, il y a un énorme élément psychologique – Une peur pas tout à fait invalide qui a ralenti les progrès. Les militaires sont les pires pour accepter de nouvelles idées, avec une longue histoire daccepter uniquement ce qui a fait ses preuves, sans réelle volonté dexposer les pilotes à des risques inutiles. De plus, les biplans présentaient deux avantages distincts, une portance adéquate avec une envergure plus courte, plus le taux de roulis élevé associé, et la résistance était, et cest – très bien, ils étaient en fait difficiles à battre.

La force structurelle nétait pas la principale raison bi-plans. Otto Lilenthal a fait son planeur expériences dans une structure de type monoplan. Les frères Wright suivaient ses recherches mais ils voulaient créer un vol motorisé. Le premier moteur navait pas une puissance suffisante. Un biplan pourrait générer plus de portance à une vitesse plus lente. Un monoplan ne pouvait pas. Cétait la raison principale du choix dun modèle de biplan.

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• Vers 1930 ‘ s , les avions motorisés étaient beaucoup plus rapides que les planeurs de Lilienthal ‘. Lorsque nous avons revisité des avions sous-alimentés (à propulsion humaine ou solaire), nous sommes revenus aux monoplans. Donc, laffirmation selon laquelle les biplans font plus de portance à des vitesses lentes est à la fois fausse et non pertinente. -1.
• La raison pour laquelle un biplan pouvait générer plus de portance à basse vitesse était parce quil avait une plus grande surface daile pour le même poids. Cela na été possible que parce quil était intrinsèquement plus solide quun monoplan du même poids.

Ce nest pas pour autant que le bois et le tissu ne soient pas des matériaux « suffisamment solides » pour construire des monoplans et ailes plus longues. (Cest un pluriel, dailleurs. Il na pas besoin dun «s» à la fin que de plus en plus de gens adhèrent.) Peter Kampf attire à juste titre lattention sur la structure de fuselage monocoque en bois très avancée du Deperdussin de 1912 et un coup dœil sur les planeurs en bois aux longues ailes du Wasserkuppe un peu plus dune décennie après la Première Guerre mondiale montre à quel point lidée est erronée. Les deux caractéristiques déjà mentionnées régissaient la conception et la structure de lavion à ailes multiples: des voilures minces utilisées sur les premiers avions (la connaissance de la physique des voilures était, naturellement, également assez mince à lépoque) et lopportunité dun taux de roulis élevé. Toujours qualifiées de «fragiles» par les journalistes, ces machines de la Première Guerre mondiale étaient tout sauf. Le treillis biplan est extrêmement solide.