Моноплан

редактировать

Супермарин Спитфайр Высокое крыло на de Havilland Canada Dash 8 Среднее крыло на de Havilland Vampire T11 Воздушная яхта Supermarine Air Yacht Р. Дж. Митчелла 1930 г.

Моноплан представляет собой конфигурацию самолета с неподвижным крылом и одним основным самолетом, в отличие от биплана или других типов мультипланов, которые имеют несколько самолетов.

Моноплан по своей сути имеет самый высокий КПД и самое низкое лобовое сопротивление среди всех конфигураций крыла, и его проще всего построить. Однако в первые годы полета эти преимущества нивелировались его большим весом и меньшей маневренностью, что делало его относительно редким до 1930-х годов. С тех пор моноплан был наиболее распространенной формой самолета с неподвижным крылом.

Содержание
  • 1 Характеристики
    • 1.1 Поддержка и вес
  • 2 Положение крыла
    • 2.1 Низкий
    • 2.2 Середина
    • 2.3 Плечо
    • 2.4 Высокий
    • 2.5 Зонтик
  • 3 История
  • 4 См. также
  • 5 ссылок
    • 5.1 Цитаты
    • 5.2 Библиография
Характеристики

Поддержка и вес

Присущая моноплану эффективность лучше всего достигается в свободнонесущем крыле, которое воспринимает все структурные силы внутри. Однако для полета на практических скоростях крыло необходимо сделать тонким, что требует тяжелой конструкции, чтобы сделать его достаточно прочным и жестким.

Внешние распорки можно использовать для повышения эффективности конструкции, снижения веса и стоимости. Для крыла заданного размера снижение веса позволяет ему летать медленнее и с менее мощным и более экономичным двигателем. По этой причине все крылья монопланов в эпоху первопроходцев были с распорками, и большинство из них использовались до начала 1930-х годов. Однако открытые стойки или тросы создают дополнительное сопротивление, снижая аэродинамическую эффективность и снижая максимальную скорость.

Высокоскоростные и дальнобойные конструкции, как правило, представляют собой чисто консольные, в то время как низкоскоростные ближнемагистральные типы часто имеют распорки.

Положение крыла

Помимо общих различий в конфигурации крыла, таких как положение хвоста и использование распорок, основное различие между типами монопланов заключается в том, что крыло установлено вертикально на фюзеляже.

Низкий

Низкоплан на Curtiss P-40

Низкое крыло - это крыло, расположенное на нижней части фюзеляжа или рядом с ним.

Низкое размещение крыла обеспечивает хороший обзор вверх и освобождает центральную часть фюзеляжа от переноса лонжерона крыла. За счет уменьшения маятниковой устойчивости делает самолет более маневренным, как на « Спитфайре » ; но самолетам, для которых стабильность важнее маневренности, может понадобиться двугранный угол.

Особенностью низкорасположенного крыла является его значительный экранный эффект, придающий самолету склонность плавать дальше перед посадкой. И наоборот, этот эффект земли позволяет совершать более короткие взлеты.

Середина

Среднее крыло установлено посередине фюзеляжа. Сквозная лонжеронная конструкция может уменьшить полезный объем фюзеляжа вблизи его центра тяжести, где пространство часто требуется больше всего.

Плечо

Плечевое крыло на ARV Super2, показывающее хороший обзор для пилота.

Плечевое крыло (категория между высокорасположенным и среднерасположенным крылом) представляет собой конфигурацию, при которой крыло устанавливается в верхней части фюзеляжа, но не на самом верху. Он так называется потому, что сидит на «плече» фюзеляжа, а не на плече пилота. Плечевые и высокорасположенные крылья имеют некоторые общие характеристики, а именно: они поддерживают маятниковый фюзеляж, для устойчивости которого не требуется поперечного угла крыла; и, по сравнению с низкопланом, ограниченный эффект земли у плечевого крыла снижает плавучесть при посадке. По сравнению с низкорасположенным крылом конфигурации с плечевым крылом и высокорасположенным крылом дают увеличенный клиренс винта на многомоторных самолетах. На большом самолете практическая разница между плечевым крылом и высокорасположенным крылом незначительна; но на легких самолетах такая конфигурация имеет большое значение, поскольку обеспечивает пилоту превосходный обзор. На легком самолете может потребоваться наклон крыла вперед для сохранения правильного центра тяжести. Примеры легких самолетов с плечевыми крыльями включают ARV Super2, Bölkow Junior, Saab Safari и Barber Snark.

Высоко

Высокое крыло имеет верхнюю поверхность на верхней части фюзеляжа или над ней. У него много общих преимуществ и недостатков с плечевым крылом, но на легком самолете высокорасположенное крыло имеет худший обзор вверх. На легких самолетах, таких как Cessna 152, крыло обычно располагается над кабиной, так что лонжерон крыла проходит над головами пассажиров, оставляя крыло в идеальном продольном положении. Преимущество конфигурации с высокорасположенным крылом заключается в том, что фюзеляж расположен ближе к земле, что облегчает погрузку груза, особенно для самолетов с грузовой дверью в задней части фюзеляжа. Военно-транспортные самолеты представляют собой преимущественно высокопланы с задней грузовой дверью.

зонтик

Крыло от зонтика на Pietenpol Air Camper

Крыло зонтика не прикреплено непосредственно к фюзеляжу, а удерживается над ним, поддерживаемое либо стойками кабины, либо пилоном. Дополнительные распорки могут быть обеспечены распорками или тросами, отходящими от бортов фюзеляжа.

Первые монопланы-зонтики были адаптацией монопланов с плечевым крылом, поскольку поднятие плечевого крыла над фюзеляжем значительно улучшало обзор вниз, что было полезно для разведывательных целей, как в случае с широко используемым Morane - Saulnier L. Крыло от зонтика обеспечивает эффективную конструкцию с хорошей обзорностью для пилота и было принято на некоторых истребителях, таких как Fokker D.VIII и Morane-Saulnier AI, в конце Первой мировой войны.

Крыло от зонтика также обеспечивает высокую точку крепления двигателей и в межвоенный период было популярно на летающих лодках, которым необходимо было поднимать винты без брызг. Примеры включают Martin M-130, Dornier Do 18 и Consolidated PBY Catalina.

По сравнению с бипланом, крыло зонтика имеет меньшую жесткость и меньшее сопротивление. Это остается популярной конфигурацией для амфибий, небольших самодельных и сверхлегких самолетов.

История
Santos - Dumont Demoiselle был первым серийным монопланом (показана копия).

Хотя первыми успешными самолетами были бипланы, первыми попытками создания летательных аппаратов тяжелее воздуха были монопланы, и многие пионеры продолжали разрабатывать конструкции монопланов. Например, первым запущенным в производство самолетом был Santos-Dumont Demoiselle 1907 года, а Blériot XI перелетел через Ла-Манш в 1909 году. 1384 м (4541 фут).

В 1915 году моноплан Junkers J 1 стал первым цельнометаллическим самолетом.

Эквивалентный термин в немецком языке - Eindecker, как и истребитель Fokker Eindecker со средним крылом 1915 года, который какое-то время доминировал в небе, что стало известно как « бич Fokker ». Немецкая военная система обозначения самолетов Idflieg до 1918 года ставила перед обозначениями типов монопланов букву E до утверждения истребителя Fokker D.VIII из его прежнего обозначения «EV». Однако успех Fokker был недолгим, и в Первой мировой войне преобладали бипланы. К концу войны моноплан с зонтиком стал популярным, и успешные конструкции производились до 1920-х годов.

Тем не менее, в период с 1914 по конец 1920-х годов было построено относительно мало типов монопланов по сравнению с количеством бипланов. Причины этого были прежде всего практическими. При низкой мощности двигателя и доступных скоростях полета крылья моноплана должны были быть большими, чтобы создавать достаточную подъемную силу, в то время как биплан мог иметь два меньших крыла и, таким образом, быть меньше и легче.

К концу Первой мировой войны присущее биплану высокое лобовое сопротивление начало ограничивать его характеристики. Двигатели еще не были достаточно мощными, чтобы сделать тяжелый моноплан с свободнонесущим крылом жизнеспособным, и раскосное крыло от зонтика стало популярным на истребителях, хотя немногие прибыли вовремя, чтобы увидеть бой. Он оставался популярным на протяжении 1920-х годов.

На летающих лодках с неглубоким корпусом крыло-зонтик позволяет устанавливать двигатели над брызгами от воды при взлете и посадке. Такое расположение было популярно на летающих лодках в 1930-х годах; последним примером является Consolidated PBY Catalina. Он вымер, когда более высокие корпуса стали нормой во время Второй мировой войны, что позволило прикрепить высокое крыло непосредственно к корпусу.

Поскольку постоянно растущая мощность двигателя сделала вес цельнометаллической конструкции и свободнонесущее крыло более практичным - оба впервые были впервые применены вместе революционным немецким заводским демонстратором Junkers J 1 в 1915–1916 годах - они стали обычным явлением в послевоенный период., день подкосного крыла прошел, и к 1930-м годам свободнонесущий моноплан быстро стал стандартной конфигурацией для самолетов с неподвижным крылом. Усовершенствованные конструкции истребителей-монопланов производились серийно для военных служб по всему миру как в Советском Союзе, так и в Соединенных Штатах в начале-середине 1930-х годов: И-16 Поликарпова и Боинг P-26 Peashooter соответственно.

Большинство военных самолетов Второй мировой войны были монопланами, как и практически все самолеты с тех пор, за исключением нескольких специальных типов.

Реактивные и ракетные двигатели имеют еще большую мощность, и все современные скоростные самолеты, особенно сверхзвуковые, были монопланами.

Смотрите также
использованная литература

Цитаты

Список используемой литературы

  • Ангелуччи, А.; и Матрикарди, П.; World Aircraft: Origins – Первая мировая война, Sampson Low, 1977.
  • Давилла, доктор Джеймс Дж.; Солтан, Артур (1997). Французская авиация Первой мировой войны. Маунтин-Вью, Калифорния: Flying Machines Press. п. 315. ISBN   978-1891268090.
  • « Высококрыло, низкокрыло», рейс 20 марта 1975 г., страницы 453–454.
Последняя правка сделана 2023-08-11 03:59:35
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте