Das erste Flugzeug der Gebrüder Wright hatte einen Doppelflügel. Dieses Konzept setzte sich im Ersten Weltkrieg bis in die 1930er Jahre fort - warum war dieses Konzept beliebt?
Das erste Flugzeug der Gebrüder Wright hatte einen Doppelflügel. Dieses Konzept setzte sich im Ersten Weltkrieg bis in die 1930er Jahre fort - warum war dieses Konzept beliebt?
Hauptsächlich aus Gründen der Stärke. Bis etwa 1920 verwendeten die Flügel sehr dünne Tragflächen und bestanden hauptsächlich aus Stoff, der über einen Holzrahmen gespannt war. Der Hauptholm war zu dünn und hätte sich leicht verbogen, wenn er das gesamte Gewicht des Flugzeugs in einer einzigen Spannweite hätte tragen müssen. Nur durch die Verwendung von zwei Flügeln, dem oberen als Kompressionselement und dem anderen als Zugelement eines Fachwerks, war die erforderliche Festigkeit möglich.
Vergleich der Tragflächendicke nach DR Kirk, Florida Institute of Technology (Bild Quelle)
Auf Ihrem Foto sehen Sie fast die Drähte, die vom oberen Flügel (in der Nähe der Außenbordstreben) bis zur Unterseite verlaufen Flügel verbindet den Rumpf. Diese Drähte nehmen den größten Teil der Belastung im Flug auf und verteilen die Last auf die Flügel. Es ist das gleiche Prinzip wie die Verwendung von Dreiecken beim Bau von Strommasten oder Brücken.
Monoplanes dieser Zeit benötigten noch mehr Drahtstreben. Schauen Sie sich das Bild einer Nachbildung der Etrich Taube an, einer sehr beliebten Ebene aus der Zeit vor dem Ersten Weltkrieg.
Etrich Taube im Flug. Beachten Sie das Fachwerk unter dem Flügel und die vielen Drähte, die ihn in Form halten (Bild Quelle).
Die kürzere Flügelspannweite eines Doppeldeckers verringert auch die Belastung der Flügel. Doppeldecker haben aufgrund der großen Flügelfläche tendenziell viel Auftrieb (für ihre Größe), aber auch viel Luftwiderstand, sodass sie insgesamt recht ineffizient sind. Es gab auch Dreiflugzeuge mit drei Hauptebenen für noch mehr Auftrieb bei gleicher Spannweite. Die Piloten des Ersten Weltkriegs forderten die höchste Rollrate, die am besten mit Doppeldeckern erreicht werden konnte.
In der Zeit zwischen den Weltkriegen konnten durch die Verwendung von hochfestem Aluminium für Flugzeuge und die Monocoque-Flugzeugzelle die Flugzeugzellen stärker werden. Dies bedeutete, dass Monoplane-Designs praktischer wurden, obwohl die älteren Piloten nicht glaubten, dass ein Monoplane stark genug sein könnte. Sobald Eindecker praktisch waren, ersetzten sie durch die Verbesserung der Effizienz und der Flugleistung Doppel- und Dreiflugzeuge.
In den frühen Tagen sieht es wirklich so aus, als hätten die Leute nicht wirklich herausgefunden, was am besten funktioniert.
Horatio Frederick Phillips, 1904 Multiplane. Längster Flug 15 Meter (50 Fuß) sup>
Gianni Caproni, Ca.60. 1921. Beim zweiten Flug abgestürzt sup>
Eine drahtverstrebte Kastenträgerstruktur kann wahrscheinlich eine bessere Festigkeit und Steifigkeit bieten als ein einzelner und viel längerer Holzholm.
Ein Vorteil mehrerer Flügel besteht darin, dass Sie kürzere Flügel haben können. Dies kann die Manövrierfähigkeit im Kampf verbessern.
Vielleicht ist eine bessere Frage, warum sich die Leute für nur zwei Flügel entschieden haben, als sie zwanzig hätten haben können?
Der Hauptgrund für mehrere Flügel in den ersten Jahren der Luftfahrt war die mangelnde Verfügbarkeit von Materialien mit ausreichender Festigkeit.
Der Hauptvorteil des Doppeldeckers besteht darin, dass die Flügel für a kürzer sein könnten gegebener Aufzug. In den Anfangsstadien der Luftfahrt waren die für die Herstellung von Flugzeugen verfügbaren Materialien Holz, dotiertes Gewebe usw. Die daraus hergestellten Bauteile hatten nicht genügend Festigkeit, was die Flügelgröße einschränkte.
Die frühen Flugzeuge hatten auch weniger leistungsstarke Triebwerke, was zu einer geringeren Geschwindigkeit führte. In diesem Fall war die niedrigere Strömungsgeschwindigkeit der Doppeldecker vorteilhaft. Die Doppeldecker hatten im Vergleich zu den Eindecker eine sehr gute Manövrierfähigkeit (bessere Rollrate). Dies ist der Grund, warum Dreiflugzeuge während des WWWI entwickelt wurden.
" SopTri3 "von http://www.earlyaviator.com/archive/a/images/tripe_peggy.jpg. Lizenziert unter Public Domain über Commons. Sup> Mit dem Aufkommen besserer Materialien wie Aluminiumlegierungen wurden jedoch die aerodynamischen Nachteile von Doppeldeckern offensichtlich und Monoplanes wurden schnell zur bevorzugten Designwahl.
Mit der Verbesserung der Materialfestigkeit sind die Seitenverhältnisse immer größer geworden, wobei zivile Flugzeuge eher Betriebs- (Flughafen-) Einschränkungen als Festigkeitsbeschränkungen bei der Flügellänge ausgesetzt sind.
Die Doppeldecker werden jedoch weiterhin verwendet. Die bessere Manövrierfähigkeit und die niedrige Stallgeschwindigkeit machen sie zu beliebten Kunstflugzeugen.
Tatsächlich gab es schon in den frühen Tagen einige Eindecker:
1909: Bleriot XI. Überquert den Ärmelkanal
1910: Die Fokker-Spinne fliegt um den Kirchturm von Haarlem. Der junge Anthony ist 20 Jahre alt.
1912: Deperdussin Monocoque, das erste Design mit gestresster Haut Rumpf.
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
Alle Bilder aus Wikipedia
Obwohl einige frühe Flugzeuge mit Auslegerflügeln konstruiert wurden, die keine Drahtstützen benötigten, gab es dennoch eine Reihe von Gründen, warum das Doppeldecker-Design für Drahtbinder lange Zeit verwendet wurde. Wie jede neue Technologie braucht die Entwicklung Zeit. Die Entwürfe des Fokker-Designers Reinhold Platz während des Ersten Weltkriegs sind ein gutes Beispiel. Seine dicken Flügel und Kastenholme waren ein solides Design, aber der Klebstoff war nicht unbedingt sehr stark, und / oder die Fachkräfte für die Montage waren schlecht, was zu Problemen und Todesfällen führte. Das Holz ist nicht das Problem. Hochwertige Fichte hat tatsächlich ungefähr das gleiche Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht wie Flugzeugaluminium. Obwohl die AL isometrischer ist, hat sich Holz bei korrekter Verwendung als flugzeugwürdig erwiesen. Als die Fokker-Box-Holme versagten, sprach sich schnell herum und erzeugte Angst und Abscheu bei Piloten, die gerne wussten, dass sich ihre Flügel nicht falten würden. Piloten mochten Doppeldecker nicht und wollten "was wir wissen, funktioniert bereits". Der Dreidecker hatte Kastenholme und war ein wahrer Ausleger ohne Streben und Streben, doch die Piloten drehten sich voller Angst davon ab und weigerten sich, ihn zu fliegen. Also fügte Platz die Zwischenebenenstreben hinzu, um alle drei Flügel an den Enden zusammenzubinden, nur um den Eindruck zu erwecken, den sie auf die Piloten machten. Drähte wurden jedoch beseitigt. Das Fokker D8-Eindecker hatte einen echten freitragenden Flügel, der auch früh einige Qualitätsprobleme aufwies, die natürlich normalerweise mit einem Tod enden, und die Piloten mochten das nicht. Kabelgebundene Eindecker hatten keine Vorteile, hohen Luftwiderstand, geringeren Auftrieb und schwächer als Doppeldecker. Piloten, Passagiere und Investoren mochten Doppeldecker. Designer haben ihr Wissen schließlich den Piloten und der Öffentlichkeit bewiesen, aber wie alles andere gibt es ein enormes psychologisches Element - eine nicht ganz ungültige Angst, die den Fortschritt verlangsamte. Militärs akzeptieren am schlechtesten neue Ideen, mit einer langen Geschichte, in der sie nur das Bewährte akzeptieren, ohne den wirklichen Wunsch, Piloten einem unnötigen Risiko auszusetzen. Außerdem hatten Doppeldecker zwei deutliche Vorteile: einen angemessenen Auftrieb mit kürzerer Flügelspannweite sowie die damit verbundene hohe Rollrate, und die Festigkeit war und ist sehr gut, sie waren tatsächlich schwer zu übertreffen.
Die strukturelle Festigkeit war nicht der Hauptgrund für frühe Doppeldecker. Otto Lilenthal führte seine Segelflugversuche in einer eindeckerartigen Struktur durch. Die Wright-Brüder verfolgten seine Forschungen, wollten aber einen Motorflug schaffen. Der früheste Motor hatte nicht genügend Leistung. Ein Doppeldecker könnte bei langsamerer Geschwindigkeit mehr Auftrieb erzeugen. Ein Eindecker konnte nicht. Dies war der Hauptgrund für die Wahl eines Doppeldeckers.