Строим  самолетэнциклопедия авиасамодельщика Soviet Ultralight and Homebuilt Aircraft Download aircraft line drawings Aircraft painting schemes www.stroimsamolet.ru   






ultralights for sale, aircraft parts



Бипланы


Основные этапы, через которые прошла бипланная схема представлены на следующих рисунках:



I - многостоечный биплан с тонким крылом, расчалками и стойками, размещенными в направлении полета и перпендикулярно ему.

II - одностоечный полутораплан со стойками и расчалками в поперечной плоскости и жесткой фермой в направлении полета.

III - одностоечный полутораплан с расчалками коробки крыльев в обеих плоскостях и поперечными расчалками в плоскости ног шасси.

IV - одностоечный полутораплан со свободнонесущими, соединенными по концам жесткими фермами.

V - одностоечный полутораплан со свободнонесущим трапециевидным нижним крылом, к которому при помощи Х-образных стоек крепятся верхние прямоугольные крылья.

VI - одностоечный полутораплан, с расчалками в поперечной плоскости и одной стойкой в продольной плоскости.

VII - одностоечный полутораплан с нисходящими жесткими раскосами в поперечной плоскости, V-образными стойками в продольной плоскости.

VIII - наивыгоднейшая схема: свободнонесущее нижнее крыло, тонкое прямоугольное верхнее крыло, I-образные стойки, верхнее крыло типа "чайка", непосредственно крепится к фюзеляжу.

В развитии биплана отчетливо видно стремление конструкторов уменьшить лобовое сопротивление и интерференцию деталей, находящихся в потоке, путем уменьшения их количества. Радикальное решение вопроса заключается в применении свободнонесущих крыльев, однако этот путь наиболее труден в конструктивном и невыгоден в весовом отношении.

Для характекристики биплана с точки зрения лобового сопротивления достаточно указать, что у самолета He-51L (III) = 0,0429, для схемы VI с убранным шасси = 0,0320, что на 70-80% больше, чем у современного самолета со свободнонесущим крылом и убирающимся шасси.

Минимальный вес при достаточной прочности и жесткости имеет многостоечная бипланная коробка с расчалками (I). Вследствие наличия дополнительных опор вес крыльев в этом случае получается минимальным. Одностоечные коробки (II, III, IV) вследствие увеличения пролетной части тяжелее, чем многостоечные. Внешние расчалки придают коробке значительную жесткость на кручение. Каждое из крыльев в отдельности имеет также большую жесткость при кручении вследствие дополнительных опор. Наивыгоднейшие в аэродинамическом отношении свободнонесущие крылья (IV, V, VIII) для получения той же прочности и жесткости требуют более сильных сечений, жесткой обшивки и в результате оказываются тяжелее.

При чистом биплане, т. е. в случае одинаковых рамахов и хорд обоих крыльев, обзор из кабины летчика затеняется верхним и нижним крыльями. Угол затенения обзора вверх до некоторой степени можно уменьшить, сделав вырезы в передней и задней кромках центроплана верхнего крыла., а также уменьшив его толщину. Однако эти меры в аэродинамическом отношении нежелательны, так как увеличивают сопротивление и уменьшают подьемную силу. Особенно вреден вырез передней кромки. Аналогичные меры применяют для улучшения обзора вверх и вперед на полуторапланах (III, V). Улучшения обзора вперед и вверх можно достигнуть, применяя для верхнего крыла схему "чайка", при которой крыло крепится непосредственно на фюзеляже (II, VI, VII, VIII). В этом случае обзор вверх в плоскости симметрии крылом совершенно не затенен, но углы затенения имеются при обзоре в стороны. Углы затенения вверх достигают наибольших величин при свободнонесущем верхнем крыле (IV), вследствие большой хорды и большой толщины крыла в корне.

Затенение обзора нижним крылом можно значительно уменьшить по сравнению с чистым бипланом применяя схему полутораплана с выносом верхнего крыла вперед. Свободнонесущие трапециевидные нижние крылья несколько затеняют обзор вниз по сравнению с полуторапланами, имеющими узкие прямоугольные крылья с расчалками.

Недостаток бипланных схем в производственном отношении заключается в большом количестве деталей. Этот недостаток в значительной мере искупается простотой и доступностью сборки при полотняной обшивке. Для уменьшения веса ряд металлических деталей, близких по размерам приходится выполнять из материала разной толщины, что увеличивает сортамент, а также усложняет и удорожает производство.

Свободнонесущие бипланные крылья ввиду малой строительной высоты и необходимости жесткой обшивки просты в производстве только в тех случаях, когда материалом для них служимт дерево. При металлической обшивке бипланные крылья значительно сложнее чем крылья свободнонесущего моноплана, вследствие трудности клепки обшивки к силовому набору.

В эксплуатации рачалочные бипланные схемы сложнее, чем свободнонесущие бипланные и монопланные, так как требуют постоянного контроля за тегулировкой и натяжением расчалок. Им дают предварительную затяжку, равную 25% от разрывающего усилия. При этом должны быть обеспечены необходимый вынос крыльев и углы их установки в продольном и поперечном направлении.

С конструктивной точки зрения расчалочные бипланные крылья при прямолинейном верхнем центроплане не представляют особых затруднений, если не считать большого количества узлов. Бипланные крылья типа "чайка" значительно сложнее, даже при полотняной обшивке и изготовленнн отьемных частей из дерева. Сложность заключается в конструкции центральной части верхнего крыла, которая должна обеспечивать достаточную прочность при тонком профиле. Свободнонесущие бипланные крылья сложнее свободжнонесущих монопланных лишь в том отношении, что увеличивается количество деталей и узлов.

При устранении основных недостатков расчалочной бипланной схемы путем перехода на свободнонесущие бипланы типа "чайка" теряется основное достойнство схемы: малый вес крыльев, возможность малой нагрузки на крыло, малый момент инерции и связанная с ним маневренность в горизонтальной плоскости.

Биплан Ирвинга



Особенность бипланной коробки Ирвинга заключается в применении верхнего трапециевидного крыла с прямолинейной передней кромкой и большим сужением (7,6), а также в переменном расстоянии между хордами, отрицательной стреловидностью ниэжнего крыла равной -10 градусов и очень большом угле поперечного V нижнего крыла равного 12,5 градусов.

Почти все мероприятия сводились таким образом к повышению поперечной устойчивости и затягиванию срыва потока, что и являлось целью исследования, хотя слишком большое сужение верхнего крыла врядли можно считать рациональным для повышения поперечной устойчивости.

Модель при исследованиях оказалась устойчивой в поперечном направлении до углов атаки 48 градусов. Критический угол атаки по сравнению с обычным бипланом, имевшим тот же профиль RAF-15 и вынос 30 градусов увеличился с 17 до 25 градусов, причем приращение максимальной подьемной силы составило 0,065 или 6%. При углах атаки 20-25 градусов момент рысканья оказался почти в два раза меньше, чем у обычного биплана. Максимальное качество не изменилось, но переместилось в область коэффициента подьемной силы 0,36, в то время как у биплана обычной формы максимальное качество соответствовало коэффициенту подьемной силы 0,30. На больших углах качество нового биплана ниже, что позволяет планировать на посадку с большим углом при той же скорости. Минимальный коэффициент сопротивления одинаков в обоих случаях.

С точки зрения обзора коробка Ирвинга хуже обычного полутораплана. Обзор вверх стесняется широким верхним крылом, а в стороны - нижним.

по материалам:
Л. И. Сутугин "Основы проектирования самолетов"


Владелец сайта не несет ответственность за результаты и последствия, полученные при попытках использования кем-либо данных технических и иных материалов данного сайта как руководство к действию для самостоятельного творчества.