Hvilke spesielle håndteringsegenskaper eller teknikker har biplaner?

Kort svar:

For å avklare: Ekvivalens mellom biplan og monoplan betyr enn begge har samme vingeareal og samme motor. Så er de viktigste forskjellene i manøvrering :

• Biplanen har bedre rulleakselerasjon enn en ekvivalent monoplan.
• Biplanen har en høyere rullehastighet enn en ekvivalent monoplan med samme hastigheter.
• All biplanflyging foregår ved lavere hastigheter, noe som resulterer i et lavere plassbehov for alle manøvrer. Dette betyr også at treghetseffekter er mindre uttalt: Når du trekker opp, er det mindre kinetisk energi tilgjengelig for klatring, så (for eksempel) hammerhode-svinger vil ende med mindre høydeforsterkning.

Forskjeller i håndtering : Biplanet har

• lavere krone for krengning for samme rullehastighet til samme hastighet
• lettere kontrollkrefter generelt på grunn av lavere flyhastighet

Forskjeller i ytelse :

• kortere start- og landingsstrekninger
• en lavere stallhastighet
• en mye lavere maksimal hastighet
• lavere optimal hastighet og rekkevidde
• lavere effektbehov på grunn av lavere flyhastigheter, eller hvis begge bruker samme motor, et bedre forhold mellom kraft og vekt

sammenlignet med en tilsvarende monoplan. Disse forskjellene er mest uttalt hvis flyet bare har piloten og ikke mye nyttelast.

Flyteknikker er de samme som for monoplaner. Indirekte er forskjeller sannsynligvis på grunn av forskjeller i design. Eksempel: Få biplaner tjener på å ha et uttrekkbart landingsutstyr mens girinntrekk er fornuftig for monoplaner med høyere effektbelastning (installert kraft i forhold til vingeareal).

Forklaring

Biplaner har to store forskjeller:

• Mindre vingespenn på samme vingeareal, og
• Wire-avstivning resulterer i veldig lette biplane vinger.

mindre spenn reduserer rulledemping og rullertreghet, slik at en biplan vil akselerere til en rull raskere enn en tilsvarende monoplan og vil oppnå en høyere rullehastighet. Dette er hovedforskjellen i manøvrering.

Det mindre vingespennet resulterer i mer indusert drag hvis begge har samme masse og samme hastighet. Med wireavstivning er denne tilstanden urealistisk, og en tilsvarende biplan vil være mye lettere. Hvis strukturen er en vesentlig del av flyets masse (dette er typisk for aerobatiske fly), kan resultatet lett bli mindre indusert drag, til tross for lavere spennvidde, og også lavere vingebelastning. Dette betyr igjen at begge flyr på forskjellige hastigheter: Biplanen vil kunne fly mye saktere, men den aerodynamiske motstanden til avstivningen vil begrense den til lave hastigheter. Dette betyr også at treghetseffekter er mindre uttalt: Den lavere massen og tohastighets lavere hastighet kombineres for en markant forskjell til den tilsvarende monoplanen.

For aerobatiske skjermer er dette ideelt: All handling foregår nær publikum, og biplanen trenger et mye mindre område for alle manøvrer enn en tilsvarende, men tyngre monoplan. Ulempen er lav maksimal hastighet og lav rekkevidde.

En annen forskjell i ytelse er mye kortere start- og landingsavstander på grunn av nedre vingebelastning, noe som resulterer i lavere stallhastighet. Den optimale utholdenhets- og optimale rekkeviddehastigheten er også lavere enn for en tilsvarende monoplan, så all biplanflyging skjer ved lavere hastigheter, noe som er gunstig for å trene fly.

Siden kontrollkreftene er proporsjonale med dynamisk trykk, en biplan vil ha lavere kontrollkrefter enn en tilsvarende monoplan. Her betyr ekvivalens også at den relative akkorden til alle kontrollflatene er den samme. I virkeligheten vil en god designer velge et høyere relativ akkord for biplanens kontrollflater for å sikre at kontrollkreftene er over det nødvendige minimumet.

De tunge, upålitelige motorene fra de første årene gjorde biplanes til det ideelle. måte å ta luften på. Når motorene ble kraftigere og tillot høyere nyttelast, ble monoplan bedre egnet til å frakte passasjerer og gods ved høyere hastigheter og over lengre avstander.

Kommentarer

• hvor mye av disse fordelene kan tilskrives den lettere vekten av biplanes versus single-wing-fly, for det samme vingearealet? bortsett fra boksen dragekonstruksjon, har de fleste biplanes stoffvinger, kontra metallskinn og tre- eller metallbjelker i enfløyede plan, noe som gjør dem mye lettere.
• @rbp: Ekvivalens betyr at begge skal bruke de samme materialene og prosessene. Med det lavere dynamiske trykket til biplaner har de mindre problemer med flagring og vindkast, så det er mulig å bui Gjorde dem av tre og stoff. Nå er begge ikke likeverdige lenger, som med girinntrekkbarheten jeg brukte som et eksempel. Å optimalisere hver vil bety å miste grunnlaget for en rettferdig sammenligning. Når man sammenligner optimerte design, vil biplanen utnytte den lette vingedesignen for å spare vekt i alle andre deler. Til slutt er alt dette egentlig en konsekvens av kite-dragekonstruksjonen.
• » det lavere dynamiske trykket til biplaner, de har mindre problemer med flagring og vindkast laster » kan du forbedre svaret for å sitere en referanse? eller kanskje forklare bedre hvorfor?
• @rbp: Både hastighet og dynamisk trykk er faktorer som flagrer. Hastigheten bestemmer frekvensen av aerodynamiske svingninger, og det dynamiske trykket bestemmer hvor mye energi som er involvert. Svingninger må ikke ha lignende frekvenser enn strukturelle egenmoduser for å unngå flagring, og lavere hastighet betyr at mindre strukturell stivhet er nødvendig for å sikre dette. Vindbelastning er igjen proporsjonal med begge, og høyere flyhastighet gir brattere gradienter av kraftendringer, og selve kraftendringen er proporsjonal med dynamisk trykk.
• @BrianDrummond: Dette hjelper mye og gjør den ene vingen strukturelt. veldig lik en biplanfløy.

I et nøtteskall er fordeler og ulemper er:

Fordeler

• Biplanes (eller triplaner ) kan vanligvis løfte opptil 20% mer enn en lignende størrelse monoplan med lignende vingespenn. En biplan vil derfor typisk ha en kortere vingespenn enn den tilsvarende monoplanen, som har en tendens til å gi større manøvrerbarhet.
• Stivere og wireavstivning av en typisk biplan danner en boksebærebjelke . Spesielt når den er delt inn i bukter, tillater dette en veldig lett, men sterk og stiv vingestruktur. Dette gjør at en biplan kan fly med veldig lite kraft …

Ulemper

• Hver vinge forstyrrer aerodynamikken til den andre negativt, og krever større overflateareal for å produsere samme heis som den tilsvarende monoplanen.
• En biplan gir vanligvis også mer luftmotstand enn et monoplan, spesielt når hastigheten øker.

Teknologiske fremskritt

I begynnelsen (1900-1930-årene) var den største fordelen med biplaner å ha dobbelt overflateareal og en stiv struktur for å støtte vingene. Men for øyeblikket gjorde høyfast karbonfiberforsterket plast det mulig å bygge vinger med veldig høyt sideforhold uten noen (eller liten) ekstern støtte. Med advent av stål, deretter aluminiumsrammer, var de tidligere betraktningene stumme, og monoplaner har blitt vanligere enn biplaner.

NASA har en historisk diskusjon om disse.

Kommentarer

• Hva mener du med det andre fordelpoenget? Hvordan påvirker boksestrukturen kraft (utover å øke den fordi den har høyere drag)?
• @JanHudec Jeg ‘ t limte inn hele forklaringen fra Wikipedia, men har gjort det nå. Hvis du tror det fortsatt ikke ‘ t klargjør poenget, vennligst gi meg beskjed, og jeg ‘ vil oppdatere det.
• Det ‘ t. Fordi det ikke ‘ ikke gir mening på Wikipedia heller. Boksen girder gjør det mulig å bygge den fra svakere materiale. Men den har større motstand, og krever derfor mer motorkraft, i alle hastigheter.
• @PeterK ä mpf: faktisk så sakte at en Antonov 2 angivelig ikke gjør det ‘ t har en offisiell stallhastighet. Hvis du flyr sakte nok, vil du ‘ bare gå ned med den som med fallskjerm.
• @ JanHudec: Indusert drag er også proporsjonal med løft, og en lettere fly krever mindre av det. Igjen, en liten hastighetsforskjell vil allerede utgjøre en stor forskjell i kraft.

Biplanes håndterer som murstein . De mister høyde raskere ved lav hastighet, og de er mye lettere å stoppe. De har mer drag og vil komme inn i en spinn lettere. De er mye mer utsatt for kryssvind enn monoplaner, og kan derfor bare ta av og lande i relativt moderate forhold, siden de vil snu lett.

Fordelen de har er at de kan snu mye raskere enn en monoplan, så de brukes i dag hovedsakelig til akrobatikk, som Pitts Specials.

Under krigen var piloter som fløy Fairey sverdfisk og ildfluer i stor fare fra de mye raskere Bf109-ene. De ville flykte ved å stupe til havet i et virtuelt fritt fall og deretter trekke ut i siste øyeblikk. Enhver Messerschmidt-pilot som er dum nok til å følge dem i denne manøvreringen, ville fly deres siste oppdrag.

Det er ingen prinsipiell forskjell i håndtering. Begge har samme sett med kontrollflater, og stabilitet oppnås ved å bruke de samme metodene, så piloteringsteknikkene er de samme. Det vil vanligvis være forskjell i ytelse. Biplanes løs hastighet raskere, men er litt mer manøvrerbare.

Den viktigste fordelen med biplan er at den kan bygges med mindre sterke materialer, fordi vingene er kortere og boksbjelkeavstivningsstrukturen fordeler lastene veldig bra . Dette betydde ofte lavere vekt som oppveide den økte motstanden.

Den største ulempen med biplan er at kortere vingespenn betyr lavere sideforhold og derfor høyere indusert motstand, som dominerer ved lav hastighet, og det større frontområdet og overflaten område (interferens mellom vingene betyr at de er mindre effektive enn de ville være uavhengig) betyr høyere formdrag, som dominerer i høy hastighet. Så en biplan trenger en sterkere motor for samme vekt og vil ikke gli så langt hvis motoren svikter.

Før utkraging (uten avstivning) vinger ble utviklet, tillot avstivningen ikke monoplaner å oppnå så mye lavere motstand og deres høyere vekt avbrøt den lille aerodynamiske fordelen de hadde, så biplaner dominerte. Med utkragede vinger ble den aerodynamiske fordelen med monoplaner viktigere og biplaner forsvant nesten.

Noen få aerobatiske biplaner (som de berømte Pitts SC1) forble, sannsynligvis fordi de med kortere vingespenn har lavere treghetsmoment i rull og derfor ruller litt lettere.

Biplanes har vanligvis høyere vingområder for fly av samme størrelse. Jeg husker jeg biplan som jeg tok en tur i, styrtet ikke en time senere fordi han i en kort finale fikk et vindkast og endte opp ned på rullebanen!

(Alle hadde det bra, men du glemmer aldri blikkboksen som henger av en sykkellyd av en flyulykke.)

Kommentarer

• Under første verdenskrig var Fokker Triplane virkelig manøvrerbar. < acepilots.com/wwi/fokker_triplane.html > » Utvilsomt den mest kjente fighteren under første verdenskrig, Fokker Dr I var en åpenbaring da den kom i tjeneste på vestfronten i 1917. Manfred von Richthofens JG 1 var den første Jastaen som fullstendig utstyre med den nye fighteren, og i de dyktige hendene til dens mange ess viste Dr jeg seg å være en formidabel motstander. Dr I forble i tjeneste på Vestfronten til den ble erstattet av overlegen Fokker D VII i mai 1918. …
• Bare noen uker før det, var imidlertid Tysklands ledende ess, den store Red Baron. , ble drept under kontroll av en doktor I. Det revolusjonerende triplandesignet som ble vedtatt av Fokker var inspirert av det like vellykkede Sopwiths Triplane, og selv om det er bygget i bemerkelsesverdig få tall, har Fokker Triplane-legenden gjort det til det mest kjente flyet å komme ut fra Verdenskrig 1. »
• Ooh, og britene hadde også et triplan.Også veldig effektivt virker det, selv om det ikke er like kjent som Fokker Triplane < thevintageaviator.co.nz/projects/sopwith-triplane / … > Bilde < thevintageaviator.co.nz/sites/default/files/styles/… >
• Fokker Triplane-bilde < plane-encyclopedia.com/wp-content/uploads/2016/06/… > Arrgh, link vant ‘ t fungerer … Men hvis det limes inn i en nettleser vil den …