Perché gli aeroplani più vecchi hanno unala sia nella parte superiore che in quella inferiore dellaereo?

Principalmente per forza. Fino al 1920 circa, le ali utilizzavano profili alari molto sottili ed erano principalmente realizzate in tessuto teso su un telaio di legno. Il longherone principale era troppo sottile e sarebbe stato incline a piegarsi se avesse dovuto sostenere lintero peso dellaereo in una singola campata. Solo utilizzando due ali, quella superiore come elemento di compressione e laltra come elemento di tensione di un traliccio, la forza necessaria era possibile.

Confronto dello spessore del profilo alare di D.R. Kirk, Florida Institute of Technology (immagine fonte )

Nella tua foto puoi quasi vedere i fili che corrono dallala superiore ( vicino ai montanti del fuoribordo) nel punto in cui lala inferiore si unisce alla fusoliera. Questi fili sopportano la maggior parte dello sforzo in volo, distribuendo il carico sulle ali. È lo stesso principio delluso dei triangoli nella costruzione di tralicci o ponti elettrici.

I monoplani di quel tempo richiedevano ancora più controventi. Guarda limmagine di una replica del Etrich Taube , un aereo molto popolare del periodo precedente la prima guerra mondiale.

Etrich Taube in volo. Notare la travatura sotto lala e i tanti fili che la mantengono in forma (foto sorgente ).

Lapertura alare più corta di un biplano riduce anche il carico sulle ali. I biplani tendono ad avere molta portanza (per le loro dimensioni) a causa della grande ala area, ma anche molta resistenza, quindi nel complesso sono piuttosto inefficienti. Cerano anche triplani, con tre aerei principali per una portanza ancora maggiore nella stessa apertura alare. I piloti della prima guerra mondiale chiedevano il più alto tasso di rollio, che poteva essere ottenuto al meglio con i biplani.

Nel periodo tra le due guerre mondiali, luso di alluminio ad alta resistenza per gli aeromobili e la cellula monoscocca consentì entrambe le cellule del velivolo di diventare più forti. Ciò significava che i progetti monoplano divennero più pratici, anche se gli aviatori più anziani non credevano che un monoplano potesse essere abbastanza forte. Non appena i monoplani furono pratici, i miglioramenti in termini di efficienza e prestazioni di volo li videro sostituire i bi- e tri-aerei. / p>

Commenti

• Quindi avevano bisogno di 2 ali per reggere meglio laereo, ma in ww2 avevano ali più forti per tenere meglio il corpo dellaereo. Questo è fondamentalmente quello che stai dicendo.
• Io ‘ non sto dicendo che hai torto ma ci sono molti monoplani di legno che potrebbero essere spiegati.
• @RedGrittyBrick The Goose aveva ali spesse circa tre metri e volava solo una volta. Non ‘ Ho davvero bisogno di molte spiegazioni.
• @DanHulme: E che dire del Mosquito, la ” meraviglia di legno “? La tua spiegazione è giusta per metà, ma inizialmente ometti i profili alari erano molto sottili, quindi non potevano trasportare internamente la struttura necessaria. Usare lacciaio, tra laltro, non avrebbe fatto la differenza.
• Capisco come lala superiore subisca la compressione (perché il filo volante è ad angolo), ma cosa faccio ‘ Come e perché lala inferiore di un biplano è lelemento di tensione? .. @ Dan Hulme @Peter K ä mpf

Allinizio, sembrava davvero che le persone non avessero capito cosa funzionava meglio

^{Horatio Frederick Phillips, 1904 Multiplane. Volo più lungo 50 piedi (15 metri)
Gianni Caproni, 60 ca. 1921. Incidente al secondo volo}

Una struttura di travi scatolari con rinforzi in filo metallico può probabilmente fornire una resistenza e una rigidità migliori di una singola, e molto più lungo, longherone di legno.

Un vantaggio di più ali è che puoi avere ali più corte e questo può migliorare la manovrabilità in combattimento

^{Triplano Fokker. 1917}

Forse una domanda migliore è perché le persone hanno optato per solo due ali quando avrebbero potuto averne venti?

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• Ancora una volta, la tua risposta è la migliore del gruppo. ‘ è un peccato che così poche persone possano apprezzarlo.
• ” tesoro, vieni a cena. ” ” Tra un minuto, non appena risolverò questo problema ‘ lembi non sono daccordo ‘ … ”
• Qual è il nome dellaereo dellimmagine 1 e 2? Volavano davvero?
• @AirCraftLover: ho aggiunto i sottotitoli. Volarono brevemente. Visualizza i modelli recenti di multiplane
• Grazie per le informazioni.

La ragione principale per avere più ali nei primi anni dellaviazione era la mancanza di disponibilità di materiali con resistenza sufficiente.

Il vantaggio principale del biplano è che le ali potrebbero essere più corte per una data portanza. Durante le fasi iniziali dellaviazione, i materiali disponibili per la fabbricazione degli aerei erano legno, tessuto drogato, ecc. Gli elementi strutturali realizzati con questi non avevano una resistenza sufficiente, limitando le dimensioni delle ali.

I primi aerei avevano anche motori meno potenti, con conseguente velocità inferiore. In questo caso, la velocità di stallo inferiore dei biplani era vantaggiosa.

I biplani avevano unottima manovrabilità (migliore velocità di rollio) rispetto ai monoplani. Questo è il motivo per cui i triplani sono stati sviluppati durante il WWWI.

^{“ SopTri3 ” di http://www.earlyaviator.com/archive/a/images/tripe_peggy.jpg . Concesso in licenza con dominio pubblico tramite Commons .} Tuttavia, con lavvento di materiali migliori come le leghe di alluminio, gli svantaggi aerodinamici dei biplani sono diventati evidenti e i monoplani sono diventati rapidamente la scelta di progettazione preferita.

Man mano che la resistenza del materiale è migliorata, le proporzioni sono diventate sempre più grandi, con aeromobili civili che devono affrontare limitazioni operative (aeroportuali) piuttosto che limitazioni di forza nella lunghezza alare.

Tuttavia, i biplani sono ancora utilizzati. La migliore manovrabilità e la bassa velocità di stallo li rendono famosi velivoli acrobatici.

Commenti

• aeroalie sin da quando hai iniziato su questo sito web hai avuto le migliori risposte . Quindi continua a dare anche ad altre persone buone risposte. Grazie per aver risposto alle mie domande.
• @Ethan, don ‘ non aver paura di aspettare qualche ora o anche un paio di giorni per selezionare la risposta che funziona meglio per te. Non ‘ devi accettare sempre la prima risposta. (Non sto dicendo che questa volta sia stata la scelta sbagliata, ma qualcosa da tenere a mente.)
• Per spiegare il mio voto negativo: i materiali non erano il problema. Alle velocità possibili 100 anni fa, una spessa ala di legno avrebbe avuto una forza sufficiente. No, era la prevalenza di profili alari molto sottili e altamente incurvati che semplicemente non avevano lo spazio per un longherone interno. A volte le tue risposte sono esatte, ma a volte stai solo indovinando. Questa volta hai indovinato. Guarda anche la risposta di @RedGrittyBrick ‘ per alcuni validi motivi.
• @PeterK ä mpf Mentre un legno spesso lala può avere abbastanza forza perché ‘ è troppo massiccia per essere usata in quegli aerei a bassa potenza. Nota: la forza del legno si riferisce più meno alla densità, quindi non riesco a vedere unala massiccia di ebano o noce che lavora qui

In realtà, cerano parecchi monoplani in giro anche allinizio:

1909: Bleriot XI attraversa la Manica
1910: Il Fokker Spider vola intorno al campanile della chiesa di Haarlem. Il giovane Anthony ha 20 anni.

1912: Deperdussin Monocoque, il primo modello con fusoliera in pelle stressata.
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

Tutte le immagini da Wikipedia

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• Bella collezione! Una buona aggiunta sarebbe il Deperdussin del 1912, uno dei primi modelli con fusoliera in pelle stressata.
• @PeterK ä mpf Fatto.
• Antonov tre. Tee hee!
• Ricorda che ‘ è un F.VII-3M, il 3 motore derivato dalla F.VII. Fu costruito su licenza da Ford che lo sviluppò nel loro Trimotor.

Anche se alcuni dei primi aerei erano progettato con ali a sbalzo che non necessitavano di supporti in filo, cerano ancora una serie di ragioni per cui il design del biplano a traliccio metallico rimase in uso per molto tempo. Come ogni nuova tecnologia, lo sviluppo richiede tempo. Il designer di Fokker Reinhold Platz “progetta durante la prima guerra mondiale” è un ottimo esempio. La sua ala spessa, i longheroni della scatola erano un progetto valido, ma la colla non era necessariamente molto forte e / o la manodopera qualificata per il montaggio era scarsa, il che creava problemi e morti. il legno non è il problema. Labete rosso di alta qualità ha in realtà circa lo stesso rapporto resistenza / peso dellalluminio per aeromobili, sebbene lAL sia più isometrico, il legno si è dimostrato degno della costruzione di un aereo se usato correttamente. veloce, e ha generato paura e odio da parte dei piloti a cui piaceva sapere che le loro ali non si sarebbero piegate.I piloti non disprezzavano i biplani e volevano “quello che sappiamo già funziona”. Il triplano aveva longheroni ed erano vere ali a sbalzo senza rinforzi e montanti, tuttavia i piloti se ne allontanarono con grande paura e si rifiutarono di pilotarlo. Quindi, Platz ha aggiunto i montanti interplani per legare insieme tutte e tre le ali alle estremità puramente per limpressione che ha fatto sui piloti. I fili sono stati tuttavia eliminati. Il monoplano Fokker D8 aveva una vera ala a sbalzo che aveva anche alcuni problemi di qualità allinizio che ovviamente di solito finiscono con una morte, e ai piloti non piaceva. I monoplani cablati non avevano vantaggi, alta resistenza, portanza inferiore e più deboli dei biplani. Ai piloti, ai passeggeri e agli investitori piacevano i biplani. I progettisti alla fine hanno dimostrato la loro conoscenza ai piloti e al pubblico, ma come ogni altra cosa cè un enorme elemento psicologico: una paura non del tutto invalida che ha rallentato il progresso. I militari sono i peggiori nellaccettare nuove idee, con una lunga storia di accettazione solo del vero e provato, senza alcun reale desiderio di esporre i piloti a rischi inutili. Inoltre cerano due vantaggi distinti per i biplani, portanza adeguata con apertura alare più corta, più il tasso di rollio elevato associato, e la forza era, ed è- molto buono, in effetti era difficile da battere.

La forza strutturale non era la ragione principale per biplano Otto Lilenthal ha fatto il suo aliante esperimenti in una struttura simile a un monoplano. I fratelli Wright stavano seguendo le sue ricerche ma volevano creare un volo a motore. Il primo motore non aveva potenza sufficiente. Un biplano poteva generare più portanza a velocità più bassa. Un monoplano no. Questo è stato il motivo principale per cui si è scelto un biplano.

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• Entro il 1930 ‘ s , gli aerei a motore erano molto più veloci degli alianti di Lilienthal ‘. Quando abbiamo rivisitato gli aerei sottodimensionati (a propulsione umana o solare), siamo tornati ai monoplani. Quindi laffermazione che i biplani fanno più portanza a basse velocità è sia falsa che irrilevante. -1.
• Il motivo per cui un biplano poteva generare più portanza a velocità inferiori era perché aveva una maggiore area alare per lo stesso peso. Ciò era possibile solo perché era intrinsecamente più forte di un monoplano dello stesso peso.

Non è così che il legno e il tessuto non erano materiali “abbastanza resistenti” per costruire monoplani e ali più lunghe. (Questo “è un plurale, a proposito. Non ha bisogno” di una “s” allestremità a cui sempre più persone oggigiorno si attaccano.) Peter Kampf attira giustamente lattenzione sulla struttura altamente avanzata della fusoliera monoscocca in legno del Deperdussin del 1912 e uno sguardo agli alianti di legno dalle ali lunghe della Wasserkuppe poco più di un decennio dopo la prima guerra mondiale mostra quanto sia errata lidea. Le due caratteristiche già menzionate governavano il design e la struttura del velivolo ad ala multipla: i profili alari sottili usati sui primi aeroplani (la conoscenza della fisica del profilo alare era, comprensibilmente, anche piuttosto scarsa allepoca) e lauspicabilità di un alto tasso di rollio. Descritte sempre come “fragili” dai giornalisti, queste macchine della prima guerra mondiale erano tuttaltro. Il traliccio biplano è immensamente resistente.