Waarom hebben oudere vliegtuigen een vleugel aan de boven- en onderkant van het vliegtuig?

Hoofdzakelijk voor kracht. Tot ongeveer 1920 gebruikten vleugels zeer dunne draagvlakken en waren ze voornamelijk gemaakt van stof die over een houten frame was gespannen. De hoofdligger was te dun en zou vatbaar zijn geweest voor doorbuigen als hij het hele gewicht van het vliegtuig in één enkele overspanning had moeten dragen. Alleen door twee vleugels te gebruiken, de bovenste als het compressie-element en de andere als het span-element van een truss, was de benodigde sterkte mogelijk.

Vergelijking van vleugelprofieldikte door D.R. Kirk, Florida Institute of Technology (foto source )

Op je foto kun je zo ongeveer de draden zien lopen vanaf de bovenste vleugel ( in de buurt van de buitenste stutten) tot waar de onderste vleugel de romp verbindt. Deze draden nemen de meeste spanning tijdens de vlucht op, waardoor de belasting op de vleugels wordt verdeeld. Het is hetzelfde principe als het gebruik van driehoeken bij de constructie van hoogspanningsmasten of bruggen.

Monoplanes uit die tijd hadden nog meer draadversteviging nodig. Kijk naar de foto van een replica van de Etrich Taube , een zeer populair vliegtuig uit de periode vóór WO I.

Etrich Taube tijdens de vlucht. Let op de truss onder de vleugel en de vele draden die deze in vorm houden (foto bron ).

De kortere spanwijdte van een tweedekker vermindert ook de belasting van de vleugels. Dubbeldekkers hebben doorgaans veel lift (vanwege hun grootte) vanwege de grote vleugel gebied, maar ook veel luchtweerstand, dus ze zijn over het algemeen vrij inefficiënt. Er waren ook triplanes, met drie mainplanes voor nog meer lift in dezelfde spanwijdte. Piloten uit WO I eisten de hoogste rolsnelheid, die het beste kon worden bereikt met tweedekkers.

In de tijd tussen de wereldoorlogen zorgden het gebruik van hoogwaardig aluminium voor vliegtuigen en het monocoque casco beide ervoor dat cascos sterker werden. Dit betekende dat de ontwerpen van eendekker praktischer werden, hoewel de oudere piloten niet geloofden dat een eendekker sterk genoeg zou kunnen zijn. Zodra eendekker praktisch was, zorgden de verbeteringen in efficiëntie en vliegprestaties ervoor dat ze twee- en drievoudige vliegtuigen vervangen. / p>

Opmerkingen

• Ze hadden dus 2 vleugels nodig om het vliegtuig beter op te houden, maar in WO2 hadden ze sterkere vleugels om het lichaam van het vliegtuig beter vast te houden. Is dit eigenlijk wat je zegt.
• Ik ‘ m zeg niet dat je ongelijk hebt, maar er zijn genoeg houten eendekkers die wel uitgelegd zouden kunnen worden.
• @RedGrittyBrick De gans had vleugels van ongeveer drie meter dik en vloog maar één keer. Het heeft geen ‘ Er is echt veel uitleg nodig.
• @DanHulme: En hoe zit het met de Mosquito, het ” houten wonder “? Uw verklaring is half juist, maar u laat die draagvlakken in eerste instantie weg waren erg dun, zodat ze de benodigde structuur niet intern konden dragen. Het gebruik van staal zou trouwens geen verschil hebben gemaakt.
• Ik begrijp hoe de bovenvleugel compressie ervaart (omdat de vliegende draad onder een hoek staat), maar wat ik niet doe ‘ t krijgen is hoe en waarom de onderste vleugel van een tweedekker het spanningslid is? .. @ Dan Hulme @Peter K ä mpf

Vroeger leek het echt alsof mensen niet echt hadden bedacht wat het beste werkte

^{Horatio Frederick Phillips, 1904 Multiplane. Langste vlucht 50 voet (15 meter)
Gianni Caproni, ca. 60. 1921. Neergestort tijdens tweede vlucht}

Een met draad verstevigde kokerbalkconstructie kan waarschijnlijk betere sterkte en stijfheid bieden dan een enkele, en veel langer, houten spar.

Een voordeel van meerdere vleugels is dat je kortere vleugels kunt hebben, en dit kan de manoeuvreerbaarheid tijdens gevechten verbeteren.

^{Fokker-triplane. 1917}

Misschien is een betere vraag waarom mensen kozen voor slechts twee vleugels terwijl ze er twintig hadden kunnen hebben?

Opmerkingen

• Nogmaals, uw antwoord is het beste van het pakket. Het ‘ is jammer dat zo weinig mensen dit kunnen waarderen.
• ” schat, kom eten. ” ” Binnen een minuut, zodra ik deze ‘ flappen niet mee eens ‘ indicator … ”
• Wat is de vliegtuignaam van afbeelding 1 en afbeelding 2? Waren ze echt vliegen?
• @AirCraftLover: ik heb onderschriften toegevoegd. Ze vlogen kort. Zie recente modellen van multiplane
• Bedankt voor de info.

De belangrijkste reden voor het hebben van meerdere vleugels in de beginjaren van de luchtvaart was het gebrek aan beschikbaarheid van materialen met voldoende sterkte.

Het belangrijkste voordeel van de tweedekker is dat de vleugels korter kunnen zijn voor een bepaalde lift. Tijdens de beginfase van de luchtvaart waren de materialen die beschikbaar waren voor de fabricage van vliegtuigen hout, gedoteerde stof enz. De structurele delen die hiervan waren gemaakt, hadden niet genoeg sterkte, waardoor de vleugelafmetingen beperkt waren.

Het vroege vliegtuig had ook minder krachtige motoren, wat resulteerde in een lagere snelheid. In dit geval was de lagere overtreksnelheid van de tweedekkers voordelig.

De tweedekkers hadden een zeer goede manoeuvreerbaarheid (betere rolsnelheid) in vergelijking met de eendekkers. Dit is de reden dat tijdens de WWWI triplanes werden ontwikkeld.

^{“ SopTri3 ” door http://www.earlyaviator.com/archive/a/images/tripe_peggy.jpg . Gelicentieerd onder publiek domein via Commons .} Met de komst van betere materialen zoals aluminiumlegeringen werden de aerodynamische nadelen van tweedekkers echter duidelijk en werden eendekkers al snel de voorkeursontwerpkeuze.

Naarmate de materiaalsterkte verbeterde, werden de aspectverhoudingen steeds groter, met civiele vliegtuigen die te maken hebben met operationele (luchthaven) beperkingen in plaats van krachtbeperkingen in vleugellengte.

De tweedekkers worden echter nog steeds gebruikt. De betere manoeuvreerbaarheid en lage overtreksnelheid maken ze tot populaire kunstvliegtuigen.

Opmerkingen

• aeroalias sinds je op deze website bent begonnen, heb je de beste antwoorden gehad . Blijf dus ook andere mensen goede antwoorden geven. Bedankt voor het beantwoorden van mijn vragen.
• @Ethan, ‘ Wees niet bang om een paar uur of zelfs een paar dagen te wachten om het antwoord te selecteren dat werkt het beste voor jou. U hoeft niet ‘ altijd het eerste antwoord te accepteren. (Dit keer niet zeggen dat dit de verkeerde keuze was, maar iets om in gedachten te houden.)
• Om mijn downvote uit te leggen: de materialen waren niet het probleem. Bij de snelheden die 100 jaar geleden mogelijk waren, zou een dikke houten vleugel voldoende kracht hebben gehad. Nee, het was de prevalentie van zeer dunne, sterk gewelfde draagvlakken die simpelweg niet de ruimte hadden voor een interne ligger. Soms kloppen uw antwoorden, maar soms raadt u gewoon. Deze keer raadde je het verkeerd. Bekijk ook het antwoord van @RedGrittyBrick ‘ om enkele geldige redenen.
• @PeterK ä mpf Terwijl een dikke houten vleugel kan voldoende kracht hebben ‘ is te massief om gebruikt te worden in die laag aangedreven vliegtuigen. Opmerking: houten sterkte heeft meer betrekking op de dichtheid, dus ik kan hier geen massieve ebbenhouten of hickoryvleugel zien werken

Eigenlijk bestonden er zelfs in de beginperiode nogal wat eendekkers:

1909: Bleriot XI steekt het Engelse kanaal over
1910: De Fokker Spider vliegt rond de Haarlemse kerktoren. De jonge Anthony is 20 jaar oud.

1912: Deperdussin Monocoque, het eerste ontwerp met een romp met gespannen huid.
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 afbeeldingen van Wikipedia

Reacties

• Leuke verzameling! Een goede toevoeging zou de Deperdussin racer uit 1912 zijn, een van de eerste ontwerpen met een romp met gestreste huid.
• @PeterK ä mpf Klaar.
• Antonov drie. Tee hee!
• Denk eraan dat ‘ een F.VII-3M is, de 3-motorige afgeleide van de F.VII. Het was een licentie gebouwd door Ford die het in hun Trimotor ontwikkelde.

Hoewel sommige vroege vliegtuigen dat wel waren ontworpen met vrijdragende vleugels die geen draadsteunen nodig hadden, waren er nog een aantal redenen waarom het ontwerp van de tweedekker met draadbundel lange tijd in gebruik bleef. Zoals elke nieuwe technologie kost ontwikkeling tijd. De ontwerpen van Fokker-ontwerper Reinhold Platz “tijdens WO I is een geweldig voorbeeld. Zijn dikke vleugel, kokerbalken waren een degelijk ontwerp, maar de lijm was niet per se erg sterk en / of het geschoolde werk voor de montage was slecht, wat problemen veroorzaakte en doden. hout is niet het probleem. Sparren van hoge kwaliteit heeft eigenlijk ongeveer dezelfde sterkte / gewichtsverhouding als vliegtuigaluminium, hoewel de AL meer isometrisch is, bewees hout dat het de vliegtuigconstructie waardig is wanneer het correct wordt gebruikt. Toen de Fokker-rondhouten het begaf, kreeg het woord rond snel, en veroorzaakte angst en afkeer door piloten die graag wisten dat hun vleugels niet zouden vouwen. Piloten “hadden geen hekel aan tweedekkers en wilden” wat we weten al werkt “. De triplane had kokerbalken en waren echte vrijdragende vleugels zonder beugels en stutten, maar piloten wendden er in grote angst van af en weigerden ermee te vliegen. Dus voegde Platz de tussenvlaksteunen toe om alle drie de vleugels aan de uiteinden samen te binden, puur voor de indruk die het op piloten maakte. Draden werden echter verwijderd. De Fokker D8 eendekker had een echte vrijdragende vleugel die ook vroeg wat kwaliteitsproblemen had die natuurlijk meestal eindigen in een dood, en dat vonden piloten niet leuk. Bedrade eendekkers hadden geen voordelen, hoge weerstand, lagere lift en zwakker dan tweedekkers. Piloten, passagiers en investeerders hielden van dubbeldekkers. Ontwerpers bewezen hun kennis uiteindelijk aan piloten en aan het publiek, maar net als al het andere is er een enorm psychologisch element: een niet geheel ongeldige angst die de voortgang vertraagde. Militairen zijn de slechtste in het accepteren van nieuwe ideeën, met een lange geschiedenis van het accepteren van alleen het beproefde, zonder echt de wens om piloten onnodig risico te geven. Bovendien waren er twee duidelijke voordelen aan tweedekkers, voldoende lift met een kortere spanwijdte, plus de bijbehorende hoge rolsnelheid, en de sterkte was, en is- zeer goed, ze waren in feite moeilijk te verslaan.

Structurele sterkte was niet de belangrijkste reden voor vroege dubbele vliegtuigen Otto Lilenthal deed zijn zweefvliegtuig experimenten in een eendekker-achtige structuur. De gebroeders Wright volgden zijn onderzoek, maar ze wilden een motorvlucht maken. De vroegste motor had niet voldoende vermogen. Een dubbeldekker kon meer lift genereren bij lagere snelheid. Een eendekker kon dat niet. Dat was de belangrijkste reden om voor een dubbeldekkerontwerp te kiezen.

Opmerkingen

• Tegen de jaren 1930 ‘ s , aangedreven vliegtuigen waren veel sneller dan de zweefvliegtuigen van Lilienthal ‘. Toen we vliegtuigen met een te laag vermogen (door mensen of op zonne-energie) opnieuw bezochten, keerden we terug naar eendekker. Dus de bewering dat dubbeldekkers meer lift maken bij lage snelheden is zowel onjuist als niet relevant. -1.
• De reden dat een tweedekker meer lift kon genereren bij lagere snelheid, was omdat het een groter vleugeloppervlak had voor hetzelfde gewicht. Dat was alleen mogelijk omdat het inherent sterker was dan een eendekker met hetzelfde gewicht.

Het is niet zo dat hout en stof niet “sterk genoeg” waren om eendekkers te bouwen en langere vleugels. (Dat is trouwens een meervoud. Aan het eind heeft het geen s nodig dat steeds meer mensen tegenwoordig blijven hangen.) Peter Kampf vestigt terecht de aandacht op de zeer geavanceerde houten monocoque rompconstructie van de Deperdussin uit 1912 en een blik op de langvleugelige houten zweefvliegtuigen van de Wasserkuppe iets meer dan een decennium na WO I laat zien hoe onjuist het idee is. De twee reeds genoemde kenmerken bepaalden het ontwerp en de structuur van het meervleugelvliegtuig: dunne vleugels die in vroege vliegtuigen werden gebruikt (kennis van de fysica van de aerofoil was op dat moment begrijpelijkerwijs ook vrij mager) en de wenselijkheid van een hoge rolsnelheid. Deze machines uit de Eerste Wereldoorlog, die door journalisten altijd als “dun” werden omschreven, waren allesbehalve. De tweedekker truss is enorm sterk.