Будут ли бипланы использоваться в приложениях VSTOL? Что плохого в бипланах? бывший. Bush Pilots или соревнования VSTOL

Вы совершенно правы, что не сомневаетесь в возможностях бипланов, вроде Curtiss Pitts с полностью пилотажным Pitts Special.

Аэродинамически классический биплан имеет много недостатков, везде встроено сопротивление. Например, спроектировать самолет со встроенным воздушным тормозом, который постоянно находится в раскрытом состоянии. Двойное крыло создает большее сопротивление, чем одинарное крыло, стойки создают дополнительное сопротивление, а поперечные тросы между крыльями легко не заметить на фотографиях, но они также вносят значительный вклад в сопротивление.

Конструктивно же конструкция биплана весьма выгодна. Конфигурация биплана действует как коробчатая конструкция, которую гораздо легче интегрировать с фюзеляжем, чем свободнонесущее чистое крыло с его изгибающим моментом в корне крыла. Таким образом, если конструкция подвергается воздействию высоких ускорений, как полностью пилотажный самолет, в ней задействовано меньше авиационной техники. Как обычно в авиации, аэродинамические недостатки приравниваются к конструктивным преимуществам.

Но при еще большем уменьшении нет смысла создавать подъемную силу вместе с большим сопротивлением. Скорость сваливания самолета определяет аэродинамика, здесь у биплана нет никаких преимуществ. Если цель пилота в кустах состоит в том, чтобы лететь медленно и осматривать, а также иметь возможности вертикального взлета и посадки, есть гораздо лучший вариант: автожир. Владелец станции Quobba в Западной Австралии сам построил такую ​​и использует ее для осмотра своего огромного имущества. Они используются в качестве бортовых мотоциклов для отгона овец и т.д. В случае отказа двигателя (что и произошло) его можно безопасно приземлить в любом месте на территории. Просто принеси шляпу.

Обновлять

Мысль о том, что у бипланов должна быть более низкая скорость сваливания, чем у сопоставимых монопланов, не дает мне покоя, но я не могу найти объяснения или указания на то, что это действительно так. Например, для Tiger Moth : скорость сваливания = 40 KIAS @ 827 кг. Для Cessna 172 : скорость сваливания = 40 KIAS @ 1145 кг.

Биплан можно спроектировать для более низких скоростей сваливания и хороших характеристик набора высоты: сделать площадь крыла намного больше, чем требуется, с соответствующей меньшей нагрузкой на крыло. Но это можно сделать и на моноплане:

• Просто используйте большое одиночное крыло.
• Увеличьте площадь крыла в конфигурации посадки/малой скорости за счет использования закрылков Фаулера.
• Увеличить развал крыла в посадочной конфигурации.

И тогда возникает вопрос экономики: дешевле ли построить биплан, чем построить моноплан с причудливыми схемами взмахов? Вероятно. Но вся тяговитость приведет к гораздо большему расходу топлива, и пройдет много времени, прежде чем пилоты доберутся до того места, где они хотят быть.

Биплан был бы ужасным кустарным самолетом по той простой причине, что при посадке оторвалось бы нижнее крыло из-за плохого дорожного просвета.

Берт Рутан попытался сделать биплан STOL / Bush под названием Grizzly с двумя низкими крыльями с гигантскими закрылками и по этой причине отказался от него. Компоновка «утка / крыло» позволила избежать аэродинамических недостатков бипланов со сложенным крылом. Он сказал, что у него было принципиально плохое понимание необходимости, когда он проектировал это.

На самом деле, Барнстормеры использовали Curtiss JN-4 в качестве собственных самолетов.

Кроме того, проводятся исследования бипланов с большой подъемной силой. При определенных условиях индуктивное сопротивление от взаимодействия крыльев устраняется, а подъемная сила увеличивается. Это особенно верно, когда верхнее крыло стреловидное, а нижнее крыло эллиптическое, как у Pitts Special и Christensen Eagle.

https://arc.aiaa.org/doi/pdf/10.2514/3.59846

https://www.skytamer.com/Antonov_An-2.html