Какие специальные характеристики или методы управления имеют бипланы?

Вопросы / ответыКакие специальные характеристики или методы управления имеют бипланы?
0 +1 -1
flyman Админ. спросил 3 недели назад

Чем отличается полет на биплане от полета на моноплане? Помимо увеличения сопротивления и подъемной силы, как он справляется по-разному, и какое влияние это оказывает на маневрирование?

В частности, меня интересуют различия между бипланом и гипотетическим эквивалентным монопланом, а не различия между старинными самолетами и современными или различия между пилотажными и служебными самолетами.

flyman Админ. ответил 3 недели назад

Есть много основанных на мнениях ответов и ответов, скопированных из других источников, но очень мало фактических доказательств. В некотором смысле этот вопрос бессмыслен, если только кто-то не может придумать два реальных самолета, которые имеют один и тот же двигатель и планер, но с разными крыльями.

flyman Админ. ответил 3 недели назад

Я думал, что выбор дизайна между бипланом и одним крылом был вопросом площади крыла, а ранние конструкторы самолетов использовали коробчатые конструкции из-за преимущества веса над длинным, тяжелым сильным лонжероном.

flyman Админ. ответил 3 недели назад

@rbp ответы, как правило, сосредоточены на дизайнерских решениях, но я думал больше с точки зрения пилота. Когда я лечу на своем биплане, что я делаю иначе, чем просто медленный, старый моноплан?

flyman Админ. ответил 3 недели назад

пролетев оба, реальный ответ не так много. вы найдете большую разницу между стилями передач, задним колесом и трехколесным велосипедом, чем между одним крылом и бипланом.

flyman Админ. ответил 3 недели назад

Лучшая видимость с монопланом.

5 ответ
0 +1 -1
flyman Админ. ответил 3 недели назад

Короткий ответ:

Для уточнения: эквивалентность между бипланом и монопланом означает, что оба имеют одинаковую площадь крыла и один и тот же двигатель. Тогда основными отличиями в маневрировании являются:

  • Биплан имеет лучшее ускорение крена, чем эквивалентный моноплан.
  • Биплан имеет более высокую скорость крена, чем эквивалентный моноплан на тех же скоростях.
  • Весь полет биплана происходит на более низких скоростях, что приводит к снижению требований к пространству для всех маневров. Это также означает, что инерционные эффекты менее выражены: при подтягивании меньше кинетической энергии, доступной для восхождения, поэтому (например) повороты молота закончатся меньшим увеличением высоты.

Различия в обращении: биплан имеет

  • понизьте усилия элерона для такого же тарифа крена на такой же скорости
  • более легкие силы управления в целом из-за более низкой скорости полета

Различия в производительности:

  • более короткие взлетно-посадочные расстояния
  • более низкая скорость стойла
  • гораздо более низкая максимальная скорость
  • более низкие оптимальные скорость и ряд круиза
  • более низкая потребляемая мощность из-за более низких скоростей полета, или если оба используют один и тот же двигатель, лучшее соотношение мощности к весу

по сравнению с эквивалентным монопланом. Эти различия наиболее выражены, если самолет несет только пилота и не много полезной нагрузки.

Техника полета такая же, как и для монопланов. Косвенно, различия, вероятно, связаны с различиями в дизайне. Пример: несколько бипланов получают прибыль от наличия убирающегося шасси, в то время как убирание механизма имеет смысл для монопланов с более высокой силовой нагрузкой (установленная власть относительно области крыла).

Объяснение

Бипланы имеют два основных отличия:

  • Меньший размах крыла на той же площади крыла, и
  • Проволока крепления приводит к очень легким крыльям биплана.

Меньший промежуток уменьшает демпфирование крена и инерцию крена, таким образом, биплан ускорится в крен быстрее, чем эквивалентный моноплан и достигнет более высокой скорости крена. Это главное отличие в маневрировании.

Меньший размах крыла приводит к более индуцированному сопротивлению, если оба имеют одинаковую массу и одинаковую скорость. С проволочной связью это условие нереально, и эквивалентный биплан будет намного легче. Если конструкция составляет существенную часть массы самолета (это характерно для пилотажных самолетов), то в результате может быть легко меньше индуцированное сопротивление, несмотря на меньший размах, а также меньшая нагрузка на крыло. Это, в свою очередь, означает, что оба летают с разной скоростью: биплан сможет летать намного медленнее, но аэродинамическое сопротивление крепления ограничит его низкими скоростями. Это также означает, что инерционные эффекты менее выражены: меньшая масса и меньшая скорость биплана объединяются для заметного отличия от эквивалентного моноплана.

Для пилотажных показов это идеальный вариант: все действия проходят близко к зрителям, а биплану потребуется гораздо меньшая площадь для всех маневров, чем эквивалентный, но более тяжелый моноплан. Недостатком являются низкая максимальная скорость и низкий диапазон.

Еще одним отличием в производительности являются гораздо более короткие взлетные и посадочные расстояния из-за более низкой нагрузки на крыло, что приводит к более низкой скорости сваливания. Оптимальная выносливость и оптимальные скорости диапазона ниже, чем у эквивалентного моноплана, поэтому все полеты на биплане происходят на более низких скоростях, что выгодно для учебных самолетов.

Поскольку управляющие силы пропорциональны динамическому давлению, биплан будет иметь меньшие управляющие силы, чем эквивалентный моноплан. Здесь эквивалентность также означает, что относительная хорда всех управляющих поверхностей одинакова. В действительности хороший проектировщик выберет более высокую относительную хорду для поверхностей управления биплана, чтобы гарантировать, что силы Управления выше их требуемого минимума.

Тяжелые, ненадежные двигатели первых лет сделали бипланы идеальным способом взлета в воздух. Как только двигатели стали более мощными и позволили более высокую полезную нагрузку, моноплан стал лучше подходит для перевозки пассажиров и грузов на более высоких скоростях и на большие расстояния.

flyman Админ. ответил 3 недели назад

сколько из этих преимуществ можно отнести к более легкому весу бипланов по сравнению с однокрылыми самолетами для той же площади крыла? помимо конструкции воздушного змея коробки, у большинства бипланов есть крылья ткани, против металлической кожи и древесины или металлических лонжеронов самолетов единственного крыла, делая их намного легче.

flyman Админ. ответил 3 недели назад

@rbp: эквивалентность означает, что оба должны использовать одни и те же материалы и процессы. С более низким динамическим давлением biplanes, они имеют меньше Проблемы с нагрузками flutter и порыва, поэтому возможно построить их древесины и ткани. Теперь оба они больше не эквивалентны, как и с возможностью втягивания шестерни, которую я использовал в качестве примера. Оптимизация каждого будет означать потерю основы для справедливого сравнения. Когда оптимизированные конструкции сравниваются, биплан будет использовать легкий дизайн крыла, чтобы также сэкономить вес во всех других частях. В конце концов, все это действительно следствие конструкции коробочного кайта.

flyman Админ. ответил 3 недели назад

«чем ниже динамическое давление бипланов, у них меньше проблем с флаттером и порывами» можете ли вы улучшить ответ, чтобы привести ссылку? или, может быть, лучше объяснить почему?

flyman Админ. ответил 3 недели назад

@rbp: и скорость и динамическое давление факторы в флаттере. Скорость определяет частоту аэродинамических колебаний, а динамическое давление определяет, сколько энергии задействовано. Чтобы избежать флаттера, колебания не должны иметь таких же частот, как собственные моды конструкции, и для этого требуется меньшая жесткость конструкции. Нагрузки от порывов снова пропорциональны обоим, а более высокая скорость полета создает более крутые градиенты изменения силы, а само изменение силы пропорционально динамическому давлению.

flyman Админ. ответил 3 недели назад

@BrianDrummond: это очень помогает и делает одно крыло структурно очень похожим на одно крыло биплана.

0 +1 -1
flyman Админ. ответил 3 недели назад

В двух словах, преимущества и недостатки:

Преимущества

  • Бипланы (или трипланы ) обычно могут поднимать до 20% больше, чем моноплан аналогичного размера с аналогичным размахом крыльев. Биплан будет поэтому, как правило, имеют более короткий размах крыльев, чем эквивалентный моноплан, который стремится обеспечить большую маневренность.
  • Распорки и связывать провода типичной формы биплана прогон коробки. Особенно при разделении на отсеки это позволяет получить очень легкую, но прочную и жесткую конструкцию крыла. Это позволяет биплану летать с очень малой мощностью…

Ущерб

  • Каждое крыло отрицательно влияет на аэродинамику другого крыла, требуя большей общей площади поверхности для создания той же подъемной силы, что и крыло. эквивалентный моноплан.
  • Биплан, как правило, также производит больше сопротивления, чем моноплан, особенно по мере увеличения скорости.

Сравнение

технический прогресс

В первые дни (1900-1930-е годы) самым большим преимуществом бипланов было наличие вдвое большей площади поверхности и жесткой конструкции для поддержки Крыльев. Но в настоящее время высокопрочные углепластики позволили построить крылья с очень высоким соотношением сторон без какой-либо (или небольшой) внешней поддержки. С появлением стальных, а затем алюминиевых воздушных каркасов предыдущие соображения были немыми, и монопланы стали более распространенными, чем бипланы.


У НАСА есть историческая дискуссия об этом.

flyman Админ. ответил 3 недели назад

Что вы подразумеваете под вторым преимуществом? Как структура коробчатой балки влияет на мощность (помимо увеличения ее, потому что она имеет более высокое сопротивление)?

flyman Админ. ответил 3 недели назад

@JanHudec я не вставлял все объяснение Из Википедии, но сделал это сейчас. Если вы думаете, что это все еще не полностью проясняет вопрос, пожалуйста, дайте мне знать, и я буду обновлять его.

flyman Админ. ответил 3 недели назад

Это не так. Потому что это тоже не имеет смысла в Википедии. Коробчатая балка позволяет строить ее из более слабого материала. Но он имеет большее сопротивление, и поэтому требует большей мощности двигателя на всех скоростях.

flyman Админ. ответил 3 недели назад

@PeterKämpf: действительно, так медленно, что у Antonov 2, Как сообщается, нет официальной скорости сваливания. Если вы летите достаточно медленно, вы просто спуститесь с ним, как с парашютом.

flyman Админ. ответил 3 недели назад

@JanHudec: индуцированное сопротивление также пропорционально подъему, и более легкий самолет требует меньше. Опять же, небольшая разница в скорости уже будет иметь большое значение в мощности.

0 +1 -1
flyman Админ. ответил 3 недели назад

Бипланы работают как кирпичи. Они теряют высоту быстрее на низкой скорости, и их гораздо легче остановить. Они имеют больше сопротивления и войдут вращение более легко. Они гораздо более восприимчивы к встречным ветрам, чем монопланы, и поэтому могут взлетать и приземляться только в относительно умеренных условиях, так как они легко переворачиваются.

Преимущество у них в том, что они могут поворачиваться намного быстрее, чем моноплан, поэтому в настоящее время они в основном используются для акробатики, например, специальные Питты.

Во время войны летчики Fairey Swordfishes и светлячки были в большой опасности от гораздо более быстрых Bf109s. Они бы сбежали, упав в океан в виртуальном свободном падении, а затем вытащив в последний момент. Любой пилот Мессершмидта, достаточно глупый, чтобы последовать за ними в этом маневре, будет выполнять их последнюю миссию.

0 +1 -1
flyman Админ. ответил 3 недели назад

Принципиальной разницы в обработке нет. Оба имеют одинаковый набор рулей, и стабильность достигается с использованием одних и тех же методов, поэтому методы пилотирования одинаковы. Там, как правило, разница в производительности. Бипланы теряют скорость быстрее, но немного маневреннее.

Основным преимуществом биплана является то, что он может быть построен из менее прочных материалов, потому что крылья короче, а конструкция крепления коробчатой балки очень хорошо распределяет нагрузки. Это часто означало меньший вес, который компенсировал увеличенное сопротивление.

Основным недостатком биплана является то, что более короткий размах крыла означает меньшее соотношение сторон и, следовательно, более высокое индуцированное сопротивление, которое доминирует на низкой скорости, а большая лобовая площадь и площадь поверхности (интерференция между Крыльями означает, что они менее эффективны, чем они были бы независимо) означают более высокое сопротивление формы, которое доминирует на высокой скорости. Таким образом, биплан нуждается в более сильном двигателе для того же веса и не будет скользить так далеко, если двигатель выйдет из строя.

До того, как были разработаны консольные (без крепления) крылья, крепление не позволило монопланам достичь гораздо более низкого сопротивления, а их более высокий вес отменил небольшое аэродинамическое преимущество, которое они имели, поэтому доминировали бипланы. С консольными крыльями аэродинамическое преимущество монопланов стало более важным, и бипланы почти исчезли.

Несколько пилотажных бипланов (например, знаменитый Pitts SC1) остались, скорее всего, потому, что с более коротким размахом крыла они имеют более низкий момент инерции в рулоне и поэтому катятся немного легче.

0 +1 -1
flyman Админ. ответил 3 недели назад

Бипланы, как правило, имеют более высокие площади крыла для самолетов того же размера. Я помню, что биплан, на котором я катался, разбился не на час позже, потому что на коротком финале он поймал порыв ветра и оказался вверх ногами на взлетной полосе!

(Все были в порядке, но вы никогда не забудете жестяную банку, свисающую с велосипеда звук авиакатастрофы .)

flyman Админ. ответил 3 недели назад

Во время Первой мировой войны триплан Fokker был действительно маневренным. < "Undoubtedly the most famous fighter of World War 1, the Fokker Dr I was a revelation when it entered service on the western front in 1917. » data-translation=»acepilots.com/wwi/fokker_triplane.html " несомненно, самый известный боец Первой мировой войны, доктор Фоккер I был откровением, когда поступил на вооружение на Западном фронте в 1917 году. » data-type=»trSpan»>acepilots.com/wwi/fokker_triplane.html » несомненно, самый известный боец Первой мировой войны, доктор Фоккер I был откровением, когда поступил на вооружение на Западном фронте в 1917 году. JG 1 Манфреда фон Рихтгофена была первой Jasta, которая полностью переоборудовала нового бойца, и в умелых руках своих многочисленных тузов Dr I оказался грозным противником. Д — р I оставался на службе на Западном фронте до тех пор, пока в мае 1918 года не был заменен превосходящим Fokker D VII. …

flyman Админ. ответил 3 недели назад

Революционная конструкция триплана, принятая Фоккером, была вдохновлена столь же успешным Трипланом Сопвича, и хотя построена в удивительно малом количестве, легенда триплана Фоккера сделала его самым известным самолетом, чтобы выйти из Первой мировой войны.»

flyman Админ. ответил 3 недели назад

У англичан тоже был триплан. Также очень эффективным кажется, хотя не так хорошо известен, как триплан Фоккера < thevintageaviator.co.nz/projects/sopwith-triplane / … Picture <" data-translation="> рисунок >< " data-type="trSpan">> рисунок >< thevintageaviator.co.nz/sites/default/files/styles / … » data-translation=»>» data-type=»trSpan»>>

flyman Админ. ответил 3 недели назад

Изображение триплана Фоккер < plane-encyclopedia.com/wp-content/uploads/2016/06 / … Arrgh, link won’t work … » data-translation=»> Arrgh, ссылка не будет работать … » data-type=»trSpan»>> Arrgh, ссылка не будет работать … Но если вставить в браузер он будет …