Monofly -Monoplane
Et monoplan er en fastvinget flykonfiguration med et enkelt hovedplan, i modsætning til et biplan eller andre typer flerplan , som har flere planer.
Et monoplan har i sagens natur den højeste effektivitet og laveste luftmodstand af enhver vingekonfiguration og er den enkleste at bygge. Men i løbet af de første år af flyvningen blev disse fordele opvejet af dens større vægt og lavere manøvredygtighed, hvilket gjorde den relativt sjælden indtil 1930'erne. Siden da har monoplanet været den mest almindelige form for et fastvinget fly.
Egenskaber
Støtte og vægt
Den iboende effektivitet af monoplanet opnås bedst i cantilever- vingen, som bærer alle strukturelle kræfter internt. Men for at flyve med praktiske hastigheder skal vingen gøres tynd, hvilket kræver en tung struktur for at gøre den stærk og stiv nok.
Ekstern afstivning kan bruges til at forbedre den strukturelle effektivitet, reducere vægt og omkostninger. For en vinge af en given størrelse gør vægtreduktionen det muligt for den at flyve langsommere og med en mindre drevet og mere økonomisk motor. Af denne grund var alle monoplanvinger i pionertiden afstivet, og de fleste var op til begyndelsen af 1930'erne. Imidlertid skaber de blottede stivere eller wirer yderligere modstand, hvilket sænker den aerodynamiske effektivitet og reducerer den maksimale hastighed.
Højhastigheds- og langrækkende designs har tendens til at være rene udkragere, mens lavhastighedstyper med kort rækkevidde ofte får afstivning.
Vinge position
Udover de generelle variationer i vingekonfigurationen, såsom haleposition og brug af afstivning, er den vigtigste skelnen mellem typer af monoplan, hvor vingen er monteret lodret på skroget .
Lav
En lav vinge er en, der er placeret på eller nær bunden af flykroppen.
Placering af vingen lavt giver et godt udsyn opad og frigør den centrale skrog fra vingespeilet. Ved at reducere pendulstabiliteten gør det flyet mere manøvredygtigt, som på Spitfire ; men fly, der værdsætter stabilitet frem for manøvredygtighed, kan da have brug for noget dihedral .
Et træk ved den lave vingeposition er dens betydelige jordeffekt , hvilket giver flyet en tendens til at flyde længere før landing. Omvendt tillader denne jordeffekt kortere starter.
Midt
En midtervinge er monteret midt i skroget. Den gennemførlige bjælkestruktur kan reducere det nyttige flykroppevolumen nær dens tyngdepunkt, hvor pladsen ofte er mest efterspurgt.
Skulder
En skuldervinge (en kategori mellem højvinge og midtvinge) er en konfiguration, hvor vingen er monteret nær toppen af skroget, men ikke helt på toppen. Det kaldes sådan, fordi det sidder på "skulderen" af flykroppen, snarere end på pilotens skulder. Skuldervinger og højvinger deler nogle karakteristika, nemlig: de understøtter en hængende skrog, som ikke kræver nogen vingedihedral for stabilitet; og sammenlignet med en lavvinge reducerer en skuldervinges begrænsede jordeffekt flyderen ved landing. Sammenlignet med en lavvinget giver skuldervinge- og højvingekonfigurationer øget propelfrigang på flermotorede fly. På et stort fly er der lille praktisk forskel mellem en skuldervinge og en højvinge; men på lette fly er konfigurationen væsentlig, fordi den giver overlegen synlighed for piloten. På et let fly kan det være nødvendigt at feje skuldervingen fremad for at opretholde det korrekte tyngdepunkt . Eksempler på lette fly med skuldervinger omfatter ARV Super2 , Bölkow Junior , Saab Safari og Barber Snark .
Høj
En høj vinge har sin øvre overflade på eller over toppen af flykroppen. Den deler mange fordele og ulemper med skuldervingen, men på et let fly har den høje vinge dårligere sigt opad. På lette fly som f.eks. Cessna 152 er vingen normalt placeret over kabinen, så vingespalten passerer over passagerernes hoveder og efterlader vingen i den ideelle for-agterste position. En fordel ved den højvingede konfiguration er, at skroget er tættere på jorden, hvilket letter lastning af last, især for fly med en bagerste skrog fragtdør. Militære fragtfly er overvejende højvingede design med en bageste fragtdør.
Parasol
En parasolvinge er ikke direkte knyttet til flykroppen, men holdt over den, understøttet af enten kabanestag eller en pylon. Yderligere afstivning kan tilvejebringes af stivere eller wirer, der strækker sig fra skrogets sider.
De første parasolmonoplaner var tilpasninger af skuldervinge monoplaner, da en hævning af en skuldermonteret vinge over flykroppen i høj grad forbedrede sigtbarheden nedad, hvilket var nyttigt til rekognosceringsroller, som med den meget brugte Morane-Saulnier L . Parasolvingen giver mulighed for et effektivt design med god pilotsynlighed og blev brugt til nogle jagerfly som Fokker D.VIII og Morane-Saulnier AI i den senere del af Første Verdenskrig.
En parasolvinge giver også et højt monteringspunkt for motorer og var i mellemkrigstiden populær på flyvebåde, som skal løfte propellerne fri for sprøjt. Eksempler inkluderer Martin M-130 , Dornier Do 18 og Consolidated PBY Catalina .
Sammenlignet med en biplan har en parasolvinge mindre afstivning og lavere modstand. Det er fortsat en populær konfiguration for padder og små hjemmebyggede og ultralette fly .
Historie
Selvom de første succesrige fly var biplane, var de første forsøg på tungere-end-luft flyvende maskiner monoplaner, og mange pionerer fortsatte med at udvikle monoplan-design. For eksempel var det første fly, der blev sat i produktion, Santos-Dumont Demoiselle fra 1907 , mens Blériot XI fløj over Den Engelske Kanal i 1909. Igennem 1909-1910 satte Hubert Latham adskillige højderekorder i sit Antoinette IV monoplan, og nåede til sidst 1.384 m (4.541 fod).
Det tilsvarende tyske sprogbegreb er Eindecker , som i den midtfløjede Fokker Eindecker -jager fra 1915, der i en periode dominerede himlen i det, der blev kendt som " Fokker-svøben ". Det tyske militære Idflieg -flybetegnelsessystem før 1918 præfikserede monoplan-typebetegnelser med et E , indtil godkendelsen af Fokker D.VIII -jagerflyet fra dets tidligere "EV"-betegnelse. Fokkerens succes var dog kortvarig, og 1. Verdenskrig blev domineret af biplaner. Mod slutningen af krigen blev parasolmonoplanet populært, og succesfulde designs blev produceret ind i 1920'erne.
Ikke desto mindre blev der bygget relativt få monoplantyper mellem 1914 og slutningen af 1920'erne sammenlignet med antallet af biplane. Årsagerne til dette var primært praktiske. Med de lave motorkræfter og flyvehastigheder til rådighed, skulle vingerne på et monoplan være store for at skabe tilstrækkelig løft, mens en biplan kunne have to mindre vinger og derfor gøres mindre og lettere.
Mod slutningen af Første Verdenskrig begyndte biplanens iboende høje luftmodstand at begrænse ydeevnen. Motorer var endnu ikke kraftige nok til at gøre det tunge cantilever-vinge monoplan levedygtigt, og den afstivede parasolvinge blev populær på kampfly, selvom få ankom i tide til at se kamp. Det forblev populær gennem 1920'erne.
På flyvende både med lavt skrog gør en parasolvinge det muligt at montere motorerne over sprøjten fra vandet ved start og landing. Dette arrangement var populært på flyvebåde i løbet af 1930'erne; et sent eksempel er Consolidated PBY Catalina . Den døde ud, da højere skrog blev normen under Anden Verdenskrig, hvilket gjorde det muligt at fastgøre en høj vinge direkte til skroget.
Efterhånden som stadigt stigende motorkræfter gjorde vægten af helmetalkonstruktion og cantilever - vingen mere praktisk - begge først banebrydende sammen af den revolutionære tyske Junkers J 1 fabriksdemonstrator i 1915-16 - blev de almindelige i perioden efter 1. Verdenskrig , dagen for den afstivede vinge passerede, og i 1930'erne var det cantilever monoplan hurtigt ved at blive standardkonfigurationen for et fastvinget fly. Avancerede monoplan-jagerfly-design blev masseproduceret til militærtjenester rundt om i verden i både Sovjetunionen og USA i begyndelsen af midten af 1930'erne, med henholdsvis Polikarpov I-16 og Boeing P-26 Peashooter .
De fleste militærfly fra Anden Verdenskrig var monoplaner, som stort set alle fly siden har været, bortset fra nogle få specialtyper.
Jet- og raketmotorer har endnu mere kraft, og alle moderne højhastighedsfly, især supersoniske typer, har været monoplaner.
Se også
Referencer
Citater
Bibliografi
- Angelucci, A.; og Matricardi, P.; World Aircraft: Origins-World War I , Sampson Low, 1977.
- Davilla, Dr. James J.; Soltan, Arthur (1997). Franske fly fra første verdenskrig . Mountain View, Californien: Flying Machines Press. s. 315. ISBN 978-1891268090.
- "Høj vinge, lav vinge", Flight 20. marts 1975, side 453 – 454