Varför har äldre flygplan en vinge både på flygplanets ovansida och botten?

Främst för styrka. Fram till omkring 1920 använde vingarna mycket tunna flygblad och var huvudsakligen gjorda av tyg sträckt över en träram. Huvudsparren var för tunn och skulle ha varit benägen att böjas om den hade tvingats bära hela flygplanets vikt i ett enda spann. Endast genom att använda två vingar, den övre som kompressionselementet och den andra som spänningselementet för ett fackverk, var den nödvändiga styrkan möjlig.

Jämförelse av tjocklekens tjocklek av D.R. Kirk, Florida Institute of Technology (bild källa )

På ditt foto kan du nästan se ledningarna som går från den övre vingen ( nära de yttre stagarna) där bottenvingen ansluter till flygkroppen. Dessa ledningar tar det mesta av belastningen under flygning och sprider lasten på vingarna. Det är samma princip som att använda trianglar i konstruktionen av elmastroner eller broar.

Monoplanes av den tiden behövde ännu mer trådavstängning. Titta på bilden av en kopia av Etrich Taube , ett mycket populärt plan under perioden före första världskriget.

Etrich Taube under flygning. Observera fackverket under vingen och de många trådarna som håller den i form (bild källa ).

Den kortare vingbredden på en biplan minskar också belastningen på vingarna. Biplanes tenderar att ha mycket lyft (för sin storlek) på grund av den stora vingen område, men också mycket drag, så de är ganska ineffektiva totalt sett. Det fanns också triplan, med tre huvudplan för ännu mer lyft i samma vingbredd. WW I-piloter krävde den högsta rullningen, vilket bäst kunde uppnås med biplaner.

Under tiden mellan världskriget möjliggjorde användningen av höghållfast aluminium för flygplan och monocoque-flygplanet båda flygplanen att bli starkare. Detta innebar att monoplan-designen blev mer praktisk, även om de äldre flygarna inte trodde att en monoplan kunde vara tillräckligt stark. Så snart monoplaner var praktiska såg förbättringarna i effektivitet och flygprestanda att de ersatte två- och tri-plan. / p>

Kommentarer

• Så de behövde två vingar för att hålla upp flygplanet bättre, men under andra världskriget hade de starkare vingar för att hålla flygplanets kropp bättre. Är det i princip vad du säger.
• Jag ’ jag säger inte att du har fel men det finns gott om monoplaner av trä som kunde göra med att förklaras.
• @RedGrittyBrick The Goose hade vingar ungefär tio meter tjocka och flög bara en gång. Den ’ t behöver verkligen förklara mycket.
• @DanHulme: Och hur är det med myggen, ” träunderverk ”? Din förklaring är halvstämd, men du utelämnar att flygplattor från början var mycket tunna, så de kunde inte bära den nödvändiga strukturen internt. Att använda stål, btw., Skulle inte ha gjort någon skillnad.
• Jag förstår hur den övre vingen upplever kompression (eftersom den flygande tråden är i en vinkel), men vad jag inte ’ är inte hur och varför en biplans undre vinge är spänningsmedlet? .. @ Dan Hulme @ Peter K ä mpf

I de tidiga dagarna ser det verkligen ut som om människor inte riktigt hade räknat ut vad som fungerade bäst

^{Horatio Frederick Phillips, 1904 Multiplan. Längsta flygning 50 fot (15 meter)
Gianni Caproni, ca 60. 1921. Kraschade vid andra flygningen}

En trådupphängd lådbalkstruktur kan förmodligen ge bättre hållfasthet och styvhet än en enda, och mycket längre, träspar.

En fördel med flera vingar är att du kan ha kortare vingar, och detta kan förbättra manövrerbarheten i strid

^{Fokker triplan. 1917}

Kanske är en bättre fråga varför människor valde bara två vingar när de kunde ha haft tjugo?

Kommentarer

• Återigen, ditt svar är det bästa. Det ’ är synd att så få människor kan uppskatta detta.
• ” älskling, kom till middag. ” ” Om en minut så fort jag felsöker detta ’ flikar håller inte med ’ indikator … ”
• Vad är flygplanets namn på bild 1 och bild 2? Skulle de verkligen flyga?
• @AirCraftLover: Jag har lagt till bildtexter. De flög kort. Se senaste modeller av multiplane
• Tack för informationen.

Den främsta anledningen till att ha flera vingar under flygets första år var bristen på tillgänglighet av material med tillräcklig styrka.

Den största fördelen av biplan är att vingarna kan vara kortare för en given hiss. Under flygets inledande skeden var materialet som var tillgängligt för tillverkning av flygplan trä, dopat tyg etc. De strukturella elementen av dessa hade inte tillräcklig styrka, vilket begränsade vingstorleken.

De tidiga flygplanen hade också mindre kraftfulla motorer, vilket resulterade i lägre hastighet. I detta fall var biplanernas lägre stallhastighet fördelaktig.

Biplanerna hade mycket bra manövrerbarhet (bättre rullhastighet) jämfört med monoplanerna. Detta är anledningen till att triplanes utvecklades under WWWI.

^{” SopTri3 ” av http://www.earlyaviator.com/archive/a/images/tripe_peggy.jpg . Licensierat under Public Domain via Commons .} Men med tillkomsten av bättre material som aluminiumlegeringar blev de aerodynamiska nackdelarna med biplaner tydliga och monoplanes blev snabbt det föredragna designvalet.

När materialstyrkan förbättrades har bildförhållandena blivit allt större, med civila flygplan som är operativa (flygplats) begränsningar snarare än styrka begränsningar i vinglängden.

Biplanerna används dock fortfarande. Bättre manövrerbarhet och låg stallhastighet gör dem till populära flygflygplan.

Kommentarer

• aeroalias ända sedan du började på den här webbplatsen har du fått de bästa svaren . Så fortsätt att ge andra bra svar också. Tack för att du har svarat på mina frågor.
• @Ethan, var inte ’ Var inte rädd för att vänta några timmar, eller till och med ett par dagar för att välja svaret som fungerar bäst för dig. Du behöver inte ’ alltid acceptera det första svaret. (Att inte säga att det var fel val den här gången, men något att tänka på.)
• För att förklara min nedröstning: Materialen var inte problemet. Vid de möjliga hastigheterna för 100 år sedan skulle en tjock trävinge ha haft tillräckligt med styrka. Nej, det var förekomsten av väldigt tunna, kraftigt vikta bågar som helt enkelt inte hade plats för en intern sparv. Ibland är dina svar på plats, men ibland bara gissar du. Den här gången gissade du fel. Titta också på @RedGrittyBrick ’ s svar av några giltiga skäl.
• @PeterK ä mpf Medan ett tjockt trä wing kan ha tillräckligt med styrka att den ’ är för massiv för att kunna användas i de lågdrivna planen. Obs: trästyrka är mer mindre relaterad till densiteten så jag kan inte se en massiv ebenholts- eller hickoryving som arbetar här

Egentligen fanns det en hel del monoplaner även i början:

1909: Bleriot XI korsar den engelska kanalen
1910: Fokker Spider flyger runt Haarlemskyrktornet. Unga Anthony är 20 år.

1912: Deperdussin Monocoque, den första designen med en kropp i stressad hud.
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

Alla bilder från Wikipedia

Kommentarer

• Trevlig samling! Ett bra tillskott skulle vara Deperdussin racer från 1912, en av de första designerna med en stressad hudkropp.
• @PeterK ä mpf Klar.
• Antonov tre. Tee hee!
• Tänk på att ’ är en F.VII-3M, 3-motorns derivat av F.VII. Det var licens byggt av Ford som utvecklade det till sin Trimotor.

Även om vissa tidiga flygplan var designad med utskjutande vingar som inte behövde trådstöd, det fanns fortfarande ett antal skäl till varför trådstångens tvåplandesign förblev i bruk under lång tid. Liksom all ny teknik tar utvecklingen tid. Fokker-designer Reinhold Platz ”-designer under första världskriget är ett utmärkt exempel. Hans tjocka vinge, lådspar var en ljuddesign, men limet var inte nödvändigtvis särskilt starkt och / eller det skickliga arbetet för montering var dåligt vilket skapade problem och dödsfall. trä är inte problemet. Gran av hög kvalitet har faktiskt ungefär samma styrka / viktförhållande som flygplansaluminium, även om AL är mer isometrisk, visade sig trä värdigt flygplanskonstruktion när det användes korrekt. När Fokker-rutorna misslyckades kom ordet runt snabbt och genererade rädsla och avsky av piloter som tyckte om att veta att deras vingar inte skulle vikas. Piloter tyckte inte om biplaner och ville ”det vi vet redan fungerar”. Triplanet hade lådspar och var riktiga utskjutande vingar utan hängslen och stöttor, men piloter svängde bort från det med stor rädsla och vägrade att flyga det. Så, Platz lade till flygplanens stag för att binda ihop alla tre vingarna i ändarna enbart för det intryck det gjorde på piloter. Ledningar eliminerades dock. Fokker D8 monoplan hade en riktig utskjutande vinge som också hade några kvalitetsproblem tidigt vilket naturligtvis vanligtvis slutar med en död, och piloter tyckte inte om det. Trådade monoplanes hade inga fördelar, högt drag, lägre lyft och svagare än biplaner. Piloter, passagerare och investerare gillade biplaner. Formgivare bevisade så småningom sin kunskap för piloter och allmänheten, men som allt annat finns det ett enormt psykologiskt element – En inte helt ogiltig rädsla som saktade framstegen. Militära människor är värst att acceptera nya idéer, med en lång historia av att bara acceptera de beprövade och sanna, utan någon verklig önskan att sätta piloter i onödig risk. Plus det fanns två distinkta fördelar med biplaner, adekvat lyft med kortare vingspänning, plus tillhörande hög rullhastighet, och styrka var, och är- mycket bra, de var faktiskt svåra att slå.

Strukturell styrka var inte huvudorsaken till tidig tvåplan Otto Lilenthal gjorde sin segelflygplan experiment i en monoplanliknande struktur. Wright-bröderna följde hans forskning men de ville skapa motoriserad flygning. Den tidigaste motorn hade inte tillräckligt med kraft. En biplan skulle kunna generera mer lyft vid långsammare hastighet. En monoplan kunde inte ”t. Det var den främsta anledningen till att välja en biplandesign.

Kommentarer

• Vid 1930 ’ , drivna flygplan var mycket snabbare än Lilienthal ’ s segelflygplan. När vi återbesök underdrivna flygplan (människodrivna eller soldrivna), återvände vi till monoplaner. Så påståendet att tvåbanor lyfter mer vid låga hastigheter är både falskt och irrelevant. -1.
• Anledningen till att en biplan kunde generera mer lyft vid lägre hastighet var att den hade större vingyta för samma vikt. Det var bara möjligt eftersom det i sig var starkare än en monoplan med samma vikt.

Det är inte så att trä och tyg inte var ”tillräckligt starka” material för att bygga monoplaner och längre vingar. (Att ”en plural, förresten. Det behöver inte ett” s ”i slutet som fler och fler människor nuförtiden håller fast vid.) Peter Kampf uppmärksammar med rätta den mycket avancerade trämonokoakkroppsstrukturen i Deperdussin 1912 och en blick på Wasserkuppes långvingade träglidare lite mer än ett decennium efter första världskriget visar hur felaktig idén är. De två ovan nämnda funktionerna styrde designen och strukturen hos flervingsflygplanet: tunna flygplan som användes på tidiga flygplan (kunskap om flygfysik var, förståeligt nog, också ganska tunn då) och önskvärdheten av en hög rullningshastighet. Dessa WW1-maskiner var alltid beskrivna som ”spetsiga” av journalister och var allt annat än. Biplanfacket är oerhört starkt.