Dlaczego starsze samoloty mają skrzydła zarówno na górze, jak i na dole?

Głównie dla siły. Do około 1920 roku skrzydła miały bardzo cienkie płaty i były wykonane głównie z tkaniny naciągniętej na drewnianą ramę. Dźwigar główny był zbyt cienki i byłby podatny na zginanie, gdyby musiał utrzymać cały ciężar samolotu w jednym przęśle. Wymagana wytrzymałość była możliwa tylko dzięki zastosowaniu dwóch skrzydeł, górnego jako elementu ściskającego, a drugiego jako elementu napinającego kratownicy.

Porównanie grubości płata według D.R. Kirk, Florida Institute of Technology (zdjęcie źródło )

Na zdjęciu widać prawie wszystkie przewody biegnące z górnego skrzydła ( w pobliżu podpór zewnętrznych) do miejsca, w którym dolne skrzydło łączy się z kadłubem. Te druty przejmują większość napięcia podczas lotu, rozkładając obciążenie na skrzydłach. Jest to ta sama zasada, co stosowanie trójkątów do budowy słupów lub mostów elektrycznych.

Monopłaty w tamtych czasach wymagały jeszcze większego wzmocnienia drutowego. Spójrz na zdjęcie repliki Etrich Taube , bardzo popularny samolot z okresu przedwojennego.

Etrich Taube w locie. Zwróć uwagę na kratownicę pod skrzydłem i wiele drutów utrzymujących ją w kształcie (zdjęcie źródło ).

Mniejsza rozpiętość skrzydeł dwupłatowca również zmniejsza obciążenie skrzydeł. Dwupłatowce mają zwykle dużo siły nośnej (jak na swój rozmiar) ze względu na duże skrzydło obszar, ale także duży opór, więc są one ogólnie dość nieefektywne. Były też trójpłatowce, z trzema głównymi samolotami dla jeszcze większej siły nośnej przy tej samej rozpiętości skrzydeł. Piloci z I wojny światowej domagali się najwyższego współczynnika przechyłu, co najlepiej można było osiągnąć przy pomocy dwupłatowców.

W okresie międzywojennym użycie aluminium o wysokiej wytrzymałości w samolotach i konstrukcji skorupowej pozwoliło na wzmocnienie konstrukcji. Oznaczało to, że konstrukcje jednopłatów stały się bardziej praktyczne, mimo że starsi lotnicy nie wierzyli, że jednopłat może być wystarczająco mocny. Gdy tylko jednopłatowe stały się praktyczne, poprawa wydajności i osiągów lotu sprawiła, że zastąpiły one dwu- i trójpłatowce. / p>

Komentarze

• Potrzebowali więc 2 skrzydeł, aby lepiej utrzymać samolot, ale w czasie II wojny światowej mieli mocniejsze skrzydła, które lepiej trzymały korpus samolotu. Czy to w zasadzie to, co mówisz.
• Ja ' Nie mówię, że się mylisz, ale jest mnóstwo drewniane jednopłatowce , które przydałyby się wyjaśnienia.
• @RedGrittyBrick Gęś miała skrzydła o grubości około dziesięciu stóp i leciała tylko raz. Nie ' Naprawdę nie potrzebuję wiele wyjaśnień.
• @DanHulme: A co z Mosquito, ” drewnianym cudem „? Twoje wyjaśnienie jest w połowie poprawne, ale początkowo pomijasz te profile były bardzo cienkie, więc nie mogły unieść potrzebnej konstrukcji wewnątrz. Przy okazji użycie stali nie zrobiłoby różnicy.
• Rozumiem, w jaki sposób górne skrzydło jest ściskane (ponieważ latający drut jest ustawiony pod kątem), ale czego nie robię ' nie rozumiem, w jaki sposób i dlaczego dolne skrzydło dwupłatowca jest napinaczem? .. @ Dan Hulme @Peter K ä mpf

Na początku wygląda na to, że ludzie naprawdę nie odkryli, co działało najlepiej

^{Horatio Frederick Phillips, 1904, wielopłatowiec. Najdłuższy lot 50 stóp (15 metrów)
Gianni Caproni, ok. 60. 1921 r. Rozbił się podczas drugiego lotu}

Konstrukcja z dźwigarem skrzynkowym wzmocnionym drutem może prawdopodobnie zapewnić lepszą wytrzymałość i sztywność niż pojedynczy, i znacznie dłuższy drewniany dźwigar.

Zaletą wielu skrzydeł jest to, że możesz mieć krótsze skrzydła, co może poprawić manewrowość w walce

^{Trójpłatowiec Fokkera. 1917}

Może lepszym pytaniem jest, dlaczego ludzie wybierali tylko dwa skrzydła, skoro mogli mieć ich dwadzieścia?

Komentarze

• Twoja odpowiedź jest najlepsza ze wszystkich. ' szkoda, że tak niewielu ludzi może to docenić.
• ” kochanie, chodź na obiad. ” ” Za minutę, gdy tylko rozwiążę ten problem, ' klapy nie zgadzają się ' … ”
• Jaka jest nazwa samolotu na obrazach 1 i 2? Czy naprawdę latały?
• @AirCraftLover: Dodałem podpisy. Lecieli krótko. Zobacz najnowsze modele wielopłatowców
• Dziękuję za informacje.

Głównym powodem posiadania wielu skrzydeł w początkowych latach lotnictwa był brak dostępności materiałów o wystarczającej wytrzymałości.

Główną zaletą dwupłatowca polega na tym, że skrzydła mogą być krótsze dla danego podnoszenia. Na początkowych etapach lotnictwa materiałami dostępnymi do produkcji samolotów były drewno, tkaniny domieszkowane itp. Wykonane z nich elementy konstrukcyjne nie miały wystarczającej wytrzymałości, co ograniczało wielkość skrzydeł.

Wczesne samoloty miały również słabsze silniki, co skutkowało niższą prędkością. W tym przypadku niższa prędkość przeciągnięcia dwupłatowców była korzystna.

Dwupłatowce miały bardzo dobrą manewrowość (lepszy współczynnik przechyłu) w porównaniu do jednopłatów. To jest powód, dla którego trójpłatowce zostały opracowane podczas WWWI.

^{„ SopTri3 ” autorstwa http://www.earlyaviator.com/archive/a/images/tripe_peggy.jpg . Licencjonowane w domenie publicznej za pośrednictwem Commons .} Jednak wraz z pojawieniem się lepszych materiałów, takich jak stopy aluminium, wady aerodynamiczne dwupłatowców stały się oczywiste, a jednopłaty szybko stały się preferowanym wyborem konstrukcyjnym.

Wraz ze wzrostem wytrzymałości materiału, współczynniki kształtu stały się coraz większy, a samoloty cywilne napotykają ograniczenia operacyjne (lotniska), a nie ograniczenia wytrzymałościowe w długości skrzydeł.

Jednak dwupłatowce są nadal używane. Lepsza manewrowość i niska prędkość przeciągnięcia sprawiają, że są to popularne samoloty akrobacyjne.

Komentarze

• aeroalias odkąd zacząłeś korzystać z tej witryny, masz najlepsze odpowiedzi . Dlatego też udzielaj innym dobrych odpowiedzi. Dziękuję za odpowiedzi na moje pytania.
• @Ethan, nie ' Nie bój się czekać kilka godzin, a nawet dni, aby wybrać odpowiedź, która działa najlepszy dla Ciebie. Nie ' nie musisz zawsze akceptować pierwszej odpowiedzi. (Nie mówię, że tym razem był to zły wybór, ale coś, o czym należy pamiętać.)
• Aby wyjaśnić mój głos negatywny: materiały nie były problemem. Przy prędkościach możliwych 100 lat temu grube drewniane skrzydło miałoby wystarczająco dużo siły. Nie, była to przewaga bardzo cienkich, mocno wypukłych płatów, które po prostu nie miały miejsca na wewnętrzny dźwigar. Czasami twoje odpowiedzi są trafne, ale czasami tylko zgadujesz. Tym razem źle zgadłeś. Spójrz także na odpowiedź @RedGrittyBrick ' z ważnych powodów.
• @PeterK ä mpf Podczas gdy gruby drewniany Skrzydło może mieć wystarczającą wytrzymałość, ' jest zbyt masywne, aby można je było stosować w samolotach o małej mocy. Uwaga: wytrzymałość drewna w mniejszym stopniu wiąże się z gęstością, więc nie widzę pracujących tutaj masywnych hebanowych lub hikorowych skrzydeł.

Właściwie było sporo jednopłatów nawet we wczesnych latach:

1909: Bleriot XI przecina kanał La Manche
1910: Fokker Spider lata wokół wieży kościoła w Haarlemie. Młody Anthony ma 20 lat.

1912: Deperdussin Monocoque, pierwszy projekt z kadłubem z akcentowaną skórą.
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

Wszystkie zdjęcia z Wikipedii

Komentarze

• Niezła kolekcja! Dobrym dodatkiem byłby wyścigowiec Deperdussin z 1912 roku, jeden z pierwszych projektów z kadłubem z naprężoną skórą.
• @PeterK ä mpf Gotowe.
• Antonow trzy. Tee hee!
• Pamiętaj, że ' to F.VII-3M, trzecia pochodna silnika F.VII. Został zbudowany na licencji przez Forda, który opracował go w swoim Trimotorze.

Mimo że niektóre wczesne samoloty były zaprojektowane ze skrzydłami wspornikowymi, które nie wymagały podpór drucianych, nadal istniało wiele powodów, dla których konstrukcja dwupłatowca z kratownicą drucianą pozostawała w użyciu przez długi czas. Jak każda nowa technologia, rozwój wymaga czasu. Projektant firmy Fokker, Reinhold Platz, „projektuje w czasie I wojny światowej jest świetnym przykładem. Jego grube skrzydło, dźwigary skrzynkowe były solidnym projektem, ale klej niekoniecznie był bardzo mocny i / lub wykwalifikowana siła robocza przy montażu była niewielka, co powodowało problemy i śmierć. drewno nie stanowi problemu. Wysokiej jakości świerk ma w rzeczywistości taki sam stosunek wytrzymałości do masy jak aluminium lotnicze, chociaż AL jest bardziej izometryczny, drewno okazało się godne konstrukcji samolotu, gdy zostało prawidłowo użyte. Kiedy dźwigary skrzyniowe Fokkera zawiodły, rozeszły się wieści szybko, i generował strach i wstręt u pilotów, którzy lubili wiedzieć, że ich skrzydła się nie złożą. Piloci nie lubili dwupłatowców i chcieli „tego, co wiemy, że już działa”. Trójpłat miał skrzynkowe dźwigary i były prawdziwymi skrzydłami wspornikowymi, bez szelek i rozpórek, jednak piloci oddalali się od niego w wielkim strachu i odmawiali latania. Tak więc Platz dodał rozpórki międzypłatowe, aby związać wszystkie trzy skrzydła razem na końcach tylko po to, aby zrobić wrażenie, jakie zrobiło to na pilotach. Eliminowano jednak przewody. Jednopłat Fokker D8 miał prawdziwie wspornikowe skrzydło, które również miało pewne problemy z jakością na początku, co oczywiście zwykle kończy się śmiercią, a pilotom się to nie podobało. Monopłaty przewodowe nie miały żadnych zalet, duży opór, niższy wznios i słabszy niż dwupłatowce. Piloci, pasażerowie i inwestorzy lubili dwupłatowce. Projektanci w końcu udowodnili swoją wiedzę pilotom i opinii publicznej, ale jak wszystko inne istnieje ogromny element psychologiczny – nie do końca nieważny strach, który spowolnił postęp. Wojskowi najgorzej przyjmują nowe pomysły, z długą historią akceptowania tylko wypróbowanych i prawdziwych rozwiązań, bez prawdziwej chęci narażania pilotów na niepotrzebne ryzyko. Ponadto dwupłatowce miały dwie wyraźne zalety, odpowiedni udźwig przy mniejszej rozpiętości skrzydeł, a także związany z tym wysoki współczynnik przechyłu i wytrzymałość: i jest – bardzo dobrze, w rzeczywistości były one trudne do pokonania.

Siła strukturalna nie była głównym powodem wczesnego dwupłatowce. Otto Lilenthal wykonał swój szybowiec eksperymenty w konstrukcji podobnej do jednopłatowca. Bracia Wright śledzili jego badania, ale chcieli stworzyć lot z napędem. Najwcześniejszy silnik nie miał wystarczającej mocy. Dwupłatowiec mógł generować większą siłę nośną przy mniejszej prędkości. Jednopłat nie. To był główny powód wyboru projektu dwupłatowca.

Komentarze

• Do 1930 roku ' s samoloty z napędem były znacznie szybsze niż szybowce Lilienthala '. Kiedy ponownie odwiedziliśmy samoloty o słabej mocy (zasilane przez człowieka lub energię słoneczną), wróciliśmy do jednopłatowców. Zatem twierdzenie, że dwupłatowce zwiększają siłę nośną przy małych prędkościach, jest zarówno fałszywe, jak i nieistotne. -1.
• Powodem, dla którego dwupłatowiec mógł generować większe siły nośne przy mniejszej prędkości, był fakt, że miał on większą powierzchnię skrzydeł przy tej samej wadze. Było to możliwe tylko dlatego, że był z natury mocniejszy niż jednopłat o tej samej wadze.

Nie jest tak, że drewno i tkanina nie były „wystarczająco mocnymi” materiałami do budowy jednopłatów i dłuższe skrzydła. (Nawiasem mówiąc, to „liczba mnoga”. Nie potrzeba „s” na końcu, aby coraz więcej ludzi w dzisiejszych czasach się w to wpychało.) Peter Kampf słusznie zwraca uwagę na wysoce zaawansowaną drewnianą konstrukcję skorupowego kadłuba modelu Deperdussin z 1912 a rzut oka na długoskrzydłe drewniane szybowce Wasserkuppe nieco ponad dziesięć lat po pierwszej wojnie światowej pokazuje, jak błędny jest ten pomysł. Wymienione już dwie cechy determinowały konstrukcję i konstrukcję wielopłatów: cienkie płaty stosowane we wczesnych samolotach (znajomość fizyki płatów była wówczas, co zrozumiałe, również dość słaba) oraz pożądane duże przechylenie. Zawsze opisywane przez dziennikarzy jako „słabe”, te maszyny z I wojny światowej nie były niczym innym. Kratownica dwupłatowca jest niezwykle mocna.