Биплан (>nhlgu)

Реплика биплана Camel F.I лейтенанта Джорджа Воуна, мл., 17-я воздушная эскадра

Биплан — самолёт с двумя несущими поверхностями, как правило, расположенными одна над другой.

Данная конструкция позволяет получить бо́льшую площадь крыльев и подъёмную силу при меньшем размахе крыла, что очень существенно при недостатке прочности. По сравнению с монопланом для взлёта и посадки биплану требуется гораздо меньшая полоса. Недостатком является повышенное аэродинамическое сопротивление. Кроме того, крылья ранних самолётов обычно изготавливались из дерева и обтягивались тканью. Прочность таких крыльев не позволяла делать их слишком большими или же ставить слишком мощный мотор. Постепенно в течение 1930-х годов на смену деревянным самолётам стали приходить металлические монопланы с гораздо большей прочностью.

Биплан, у которого нижнее крыло значительно меньше верхнего, называют полуторапланом. Вариант биплана с плоскостями, расположенными не друг над другом, называют биплан-тандемом. Такая схема не распространена, однако она может позволить обходиться без горизонтального оперения (вариант схемы «утка»), как это сделал Бёрт Рутан на самолёте «Квики».

Бипланы, наряду с трипланами, были основными самолётами Первой мировой войны. Ко второй половине 1930-х годов бипланы стали заменяться более совершенными типами самолётов, в основном деревянно-металлическими или цельнометаллическими монопланами. Последними странами, где производили бипланы-истребители в том числе и в первые годы Второй мировой войны, стали Италия (Fiat CR.42 Falco), Великобритания (Gloster Gladiator) и СССР (И-153).

Преимущества

«Квики» Берта Рутана

Ан-2

Разделение несущей площади на две плоскости благотворно сказывается на габаритах самолёта, что в свою очередь вызывает уменьшение общего веса, а также вертикального и горизонтального моментов инерции. Уменьшение моментов инерции положительно сказывается на маневренности аппарата. Дополнительный выигрыш в весе может дать использование расчаливания коробки крыльев. Расчаленная крыльевая коробка может быть реализована в виде статически неопределимой конструкции, что даёт дополнительный запас надёжности. Практика также показала бо́льшую, чем у монопланов, устойчивость к срыву потока с крыла, объясняемую тем, что в первую очередь срыв начинался на верхнем, как правило, вынесенном вперёд по полёту и установленному с большим углом атаки, крыле. При этом нижнее крыло продолжало выполнять несущие функции. Вместо срыва в штопор правильно построенный биплан просто опускает нос и набирает необходимую для создания подъёмной силы скорость. В качестве преимущества в определённых условиях можно также назвать низкие скорости взлёта/посадки и, как следствие, небольшую необходимую длину взлётно-посадочной полосы.

Недостатки

Основным недостатком биплана по сравнению с монопланом является более высокое «профильное сопротивление», вызванное наличием двух крыльев. Сопротивление системы подкосов и расчалок, которое приписывается бипланам, скорее присуще наиболее ранним конструкциям самолётов, а не самой схеме. В истории есть примеры бипланов с обоими «чистыми» (без подкосов и расчалок) крыльями.

Другим недостатком является взаимное влияние крыльев друг на друга, из-за чего подъёмная сила увеличивается только на 20 % по сравнению с одним крылом. Тем самым ухудшается аэродинамическое качество самолёта и увеличивается расход топлива.

В качестве недостатка при некоторых компоновках аппарата может также выступать ограничение обзора крыльями (хотя пилот может располагаться впереди крыльев).

Примеры

Самолёт, который осуществил первый официально признанный полёт 17 декабря 1903 года («Флайер-1»), был бипланом.

Один из самых известных бипланов (полуторапланов) в СССР — знаменитый «кукурузник» Ан-2.

Единственная модель реактивного биплана — WSK-Mielec M-15 Belphegor

Литература

Гейдемарк Г. Биплан «С 666»: Из записок лётчика на Западном фронте Архивная копия от 29 октября 2016 на Wayback Machine. — М.—Л., 1926. — 62, [2] с.