Máy bay hai cánh: đặc điểm thiết kế, ưu nhược điểm

2024 Tác giả: Howard Calhoun | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-17 10:44

Ngay cả một người ở xa ngành hàng không nói chung cũng nên hiểu rõ rằng có những chiếc máy bay khác nhau - và chúng khác nhau cả về chức năng lẫn nguyên tắc về hình thức và ngoại hình. Ví dụ, có những chiếc máy bay bipla trong số các loại máy bay. Chúng như thế nào khi những chiếc máy bay sinh đôi đầu tiên xuất hiện, những chiếc hiện đại khác với chúng như thế nào - và chúng tôi kể về những thông tin khác liên quan đến những con chim sắt này trong tài liệu của chúng tôi.

Máy bay hai tầng là gì

Trước khi nói về thủy phi cơ của thế giới, về thủy phi cơ của các quốc gia khác nhau, chúng ta hãy nói sơ qua về nói chung thủy phi cơ là gì và nó khác biệt với các loài chim sắt khác như thế nào. Chính cái tên "hai máy bay" dường như gợi ý về loại máy bay này là gì: "bi" có nghĩa là "hai", trong trường hợp cụ thể này chúng ta đang nói về hai cặp cánh nằm trên đôi cánh kia. Những chiếc cánh như vậy có diện tích lớn, mặc dù thực tế là khoảng cách của chúng nhỏ hơn. Do đó, trong quá trình cất cánh và hạ cánh, máy bay hai cánh yêu cầu một dải nhỏ hơn đáng kể so với máy bay đơn - tức là máy bay chỉ có một đôi cánh. Ban đầu, cánh của những chiếc thủy phi cơ bằng gỗ, bên trên chúng được phủ một lớp vải. Không thể nói rằng một thiết kế như vậy đã được phân biệt bởisức mạnh, và do đó họ sớm từ bỏ nó, thay thế những chiếc máy bay bằng gỗ (như tên gọi của đôi cánh) bằng những chiếc máy bay bằng kim loại.

Khi thủy phi cơ xuất hiện

Ngày xuất hiện chính xác của máy bay không phải là khó, đúng hơn là không thể. Được biết, vào thời điểm Chiến tranh thế giới thứ nhất bắt đầu, thủy phi cơ là loài chim sắt được săn lùng nhiều nhất. Chúng rất nổi tiếng và trong chiến tranh, chúng thường là "số một" trong ngành hàng không.

Tuy nhiên, sự phát triển của thủy phi cơ chắc chắn đã bắt đầu sớm hơn. Vào cuối thế kỷ 19, khi ngành hàng không chỉ mới “chân ướt chân ráo”, nhiều nhà thiết kế đã thử nghiệm các mô hình máy bay và đưa thứ gì đó của riêng họ vào lĩnh vực khoa học này. Quá trình "phát triển" tàu lượn đang diễn ra tích cực, tuy nhiên, kinh nghiệm cho thấy thiết kế của loại máy bay này không thành công lắm - máy bay sinh đôi hóa ra lại tiện lợi hơn nhiều. Nhiều người (chủ yếu là người nói tiếng Pháp) nói chung tin rằng chiếc hai cánh là chiếc đầu tiên được chế tạo từ máy bay và quyền tác giả của nó thuộc về một nhà du hành khí cầu người Pháp-Brazil tên là Santos-Dumont. Vấn đề là mỗi nhà thiết kế máy bay - mà Santos-Dumont đã nói ở trên, anh em nhà Wright khét tiếng, các nhà khoa học khác - đã đóng góp, như đã đề cập ở trên, một cái gì đó của riêng họ cho ngành công nghiệp máy bay, mà như chúng ta nhớ, chỉ mới bắt đầu. phát triển. Không ai thực sự biết cái gì sẽ hoạt động, cái gì sẽ "bắn". Vì vậy, tất cả những người bằng cách nào đó đã góp tay vào việc phát triển những mẫu máy bay đầu tiên đều có thể được coi là những người tiên phong trong lĩnh vực này.

Đầu thế kỷ XX

BVào đầu những năm 1900, như người ta nói, máy bay hai chiều “được sử dụng” trong ngành hàng không. Có một số giống. Tuy nhiên, có hai phiên bản khí động học chính của chim sắt: với một cánh quạt đẩy và cái gọi là cánh hình hộp (đây là cánh hai cánh khi hình dạng của hộp khi nhìn từ phía trước là hình chữ nhật) - một lần và với bộ lông nằm phía sau và vít kéo - hai. Trong những năm đó, nói chung, thủy phi cơ đôi hoặc thủy phi cơ một chỗ ngồi đã được chế tạo, vì hai loại máy bay này, dựa trên kết quả của các cuộc thử nghiệm khác nhau, cho kết quả tốt nhất. Ưu điểm của thủy phi cơ cũng như nhược điểm của chúng sẽ được thảo luận chi tiết hơn ở phần sau.

Lợi ích

Biplanes có nhiều ưu điểm - nếu không thì chúng đã không trở nên phổ biến như vậy. Có lẽ lợi thế chính của chúng là diện tích cánh lớn đã được đề cập ở trên với sải cánh tương đối nhỏ và chỉ cần một đường băng tối thiểu. Tuy nhiên, bên cạnh đó, các máy bay sinh đôi có đủ ưu điểm: khả năng chuyên chở lớn hơn, tầm nhìn tốt hơn cho cả phi công và hành khách, khả năng sử dụng máy này như một máy bay huấn luyện, khả năng cơ động tốt hơn do có hai cánh máy bay, giảm trong tổng trọng lượng và mômen quán tính, độ tin cậy cao hơn - vì lý do tương tự, độ ổn định cao hơn và độ xoáy hiếm hơn nhiều. Như bạn có thể thấy, có quá đủ điểm cộng, nhưng không thể cho rằng máy bay sinh học không có điểm hạn chế nào. Họ đã làm, và cuộc trò chuyện sẽ tiếp tục về họ.

Nhược điểm của biplanes

Không giống nhưmonoplanes, thích hợp hơn cho các môn thể thao bay, song phi cơ không được sử dụng thường xuyên bởi các vận động viên (mặc dù các loại biplanes thể thao đặc biệt cũng tồn tại, chúng ta sẽ nói về vấn đề này sau). Tuy nhiên, đây không thể gọi là một nhược điểm đáng kể, nhưng việc tiêu hao nhiên liệu nghiêm trọng do hai cặp cánh tác động lẫn nhau chắc chắn là một điểm trừ của thiết kế này. Nhân tiện, đôi cánh có khả năng hạn chế phần nào tầm nhìn của phi công; tuy nhiên, vị trí của phi công trong buồng lái khác nhau - anh ta có thể ở phía trước cánh, khi đó nhược điểm này cũng trở nên không đáng kể. Nhược điểm chính của máy bay hai tầng cánh được coi là lực cản biên dạng tăng lên (đây là sự khác biệt giữa lực cản khí động học của cánh và lực cản cảm ứng của nó).

Có thể như vậy, nhưng những thiếu sót của thủy phi cơ không ngăn cản được chúng, chúng tôi xin nhắc lại một lần nữa, chiếc máy bay được sử dụng nhiều nhất trong Chiến tranh thế giới thứ nhất. Chúng ta sẽ nói về vấn đề này sau.

Máy bay quân sự

Ở trên đã đề cập đến hai loại máy bay bipla đặc biệt phổ biến. Một trong số đó, loại máy bay hai cánh có cánh quạt đẩy, là số một trong những năm chiến tranh. Nó được sử dụng lần đầu tiên vào năm 1910 như một biến thể cải tiến của các mẫu xe quân sự trước đó. Việc hiện đại hóa các thủy phi cơ như vậy được hưởng lợi - sự tinh gọn của chúng tăng lên, do đó những con chim sắt có thể phát triển tốc độ lớn hơn. Những chiếc Biplanes trong Chiến tranh thế giới thứ nhất không có thân, không giống như những mẫu được sử dụng trước đó. Đó là một lựa chọn rất phổ biến.như bạn có thể đoán, máy bay biplanes được gọi là "Scout" do Anh sản xuất - có kích thước nhỏ, với hộp cánh một cột và đơn - không mong đợi sự hiện diện của một hành khách. Chúng đã phát triển một tốc độ rất cao - cao hơn cả máy bay đơn - do tải trọng trên cánh thấp, và trong điều kiện thời chiến, đây gần như là chất lượng cơ bản của máy bay. Scout là loài chim nhanh nhất và nhanh nhẹn nhất trong số các loài chim sắt, và chính mẫu máy bay hai cánh này đã trở thành nguồn cảm hứng cho các loại máy bay chiến đấu sau này.

Liên Xô hai thủy phi cơ

Đây đều là những phi cơ của thế giới, nhưng còn những phi cơ của Liên Xô thì sao? Điều gì làm hài lòng những người yêu thích hàng không với việc chế tạo máy bay của đất nước Xô Viết?

Những thành công trong lĩnh vực khoa học này ở nước ta không quy mô lớn như ở các bang khác, nhưng chúng cũng đã diễn ra. Chúng tôi cũng phát triển máy bay hai chiều của riêng mình - và chiếc máy bay hai cánh đầu tiên bay thành công trên không thuộc quyền tác giả của Hoàng tử Kudashev. Năm 1910, ông ở trên không trung trong vài phút, bay xa vài chục mét và thay đổi hoàn toàn thái độ hoài nghi của các đại diện của bộ máy nhà nước đối với sự phát triển của Nga.

Theo sau Kudashev, các nhà khoa học-kỹ sư như Sikorsky, Gakkel và tất nhiên, Mozhaisky đã đóng góp vào việc chế tạo máy bay hai cánh của Nga. Và một vài thập kỷ sau, đã gần đến giữa thế kỷ, AN-2 đã làm hài lòng thế giới với sự ra đời của nó - một chiếc hai máy bay do Liên Xô sản xuất, đã trở thành người giữ kỷ lục Guinness là chiếc máy bay hoạt động lâu nhất trên thế giới. Về anh ấy và về người tiền nhiệm của anh ấy, chiếc máy bay U-2, chúng tôi sẽ kểtiếp theo.

U-2 ra đời nhờ một nhà khoa học tên là Polikarpov vào năm 1927. Khi ông qua đời vào năm 1944, chiếc máy bay hai cánh được đổi tên - từ U-2, nó chuyển thành PO-2 để tưởng nhớ người tạo ra nó. Sức mạnh của chiếc máy bay này khoảng một trăm mã lực, chỉ mất mười lăm mét để cất cánh, và nó được sử dụng trong các lĩnh vực hoàn toàn khác nhau: vệ sinh và vận chuyển hành khách, cho mục đích quân sự và chụp ảnh trên không - v.v. Thậm chí còn có một máy bay ném bom hai tầng cánh U-2. Trên tàu được đặt tới sáu quả bom, mỗi quả nặng tám kg.

AN-2 do nhà thiết kế Antonov khai sinh - đó là lý do tại sao có tên này, theo hai chữ cái đầu tiên trong họ của người kỹ sư. Lần đầu tiên nó cất cánh vào bầu trời vào năm 1947 và kể từ đó nó đã tiếp tục hoạt động như vậy trong gần 70 năm dài (cùng thời điểm nó đã gần kề bờ vực đóng cửa vài lần vào thời Liên Xô). "Kukuruznik" - như mọi người gọi là AN-2 cho đến nay - thường được sử dụng để vận chuyển hành khách và hàng hóa trên các tuyến địa phương, bay liên tục đến các trung tâm khu vực, làng mạc và khu vực. Điều này có thể xảy ra do khả năng cơ động tuyệt vời của hai mặt phẳng và cũng bởi vì các đặc tính của nó bao gồm khả năng hạ cánh trên các địa điểm không được chuẩn bị trước (và cất cánh từ chúng, tương ứng). Chất lượng tương tự sau đó đã góp phần vào việc trên chiếc AN-2 đã thực hiện chuyến bay đến Nam Cực - nơi hạ cánh và cất cánh không được chuẩn bị kỹ lưỡng hơn nhiều!

Biplanes trong Thế chiến II

Trong Chiến tranh Vệ quốc Vĩ đại, các máy bay U-2 của Liên Xô đóng một vai trò to lớn trong ngành hàng không của chúng ta. Cái gì đãngười ta đã nói ở trên, chúng được sử dụng làm máy bay ném bom - không chỉ là những quả bom được đặt bên hông, chúng còn thực tế không thể nhìn thấy khi bị pháo kích, vì chúng rất nhẹ và điều này cho phép chúng bay ở độ cao cực thấp hoặc ở tốc độ "rùa".. Ngoài ra, các thủy phi cơ còn thực hiện các chức năng của máy bay do thám và thông tin liên lạc. Biplanes cũng thực hiện các cuộc đột kích ban đêm vào trại địch, U-2 liên tục giao tranh với các phân đội du kích. U-2 có khả năng cơ động cao hơn nhiều so với các máy bay chiến đấu của Đức, và do đó người Đức không thể quản lý để ngồi trên đuôi các phi công Liên Xô.

Cũng trong Chiến tranh Vệ quốc Vĩ đại, máy bay chiến đấu hai tầng cánh I-153 cũng đóng một vai trò quan trọng, trận chiến đầu tiên là trận chiến năm 1939 tại Khalkhin Gol. Sau đó, I-153 được sử dụng tích cực trong cuộc chiến với người Phần Lan, và với sự khởi đầu của Chiến tranh Vệ quốc Vĩ đại - trên các mặt trận của nó. Với sự giúp đỡ của họ, họ chủ yếu thực hiện các cuộc tấn công vào các mục tiêu mặt đất. Vì nó là một mẫu cũ nên đến năm 1945, nó thực tế đã không còn phù hợp và nhường chỗ cho những chiếc “non”, hầu như không được sử dụng trong tương lai.

Nhưng AN-2 không có thời gian được sử dụng trong Thế chiến II - nó được “sinh ra” sau khi hoàn thành. Nhưng tuy nhiên, nó có thể được gọi một cách chính xác là một chiếc máy bay quân sự - loại máy bay hai cánh này đã được chứng kiến rất nhiều trong cuộc đời của nó. Chiến tranh Triều Tiên và Việt Nam, nội chiến ở Lào và Nicaragua, chiến tranh ở Afghanistan, chiến tranh ở Croatia, cuộc nổi dậy ở Hungary, xung đột ở Karabakh, chiến tranh ở Angola … Và đây là những cuộc đụng độ quân sự ở mà nhưcả phương tiện vận tải và xe tấn công đều được "ngô" Liên Xô sử dụng tích cực và thành công.

Biplanes của ngày hôm nay

Những chiếc máy bay hiện đại tất nhiên là hiện đại hơn. Nhiều thứ trong đó đã được cải tiến, mặc dù một số thứ vẫn được sử dụng từ những gì thời Xô Viết. Ví dụ, vị trí của cánh trên trước cánh sau không thay đổi, điều này giúp cải thiện đáng kể góc nhìn.

Nếu chúng ta nói về những phát triển mới, thì ví dụ như đây là việc sử dụng động cơ tuốc bin phản lực cánh quạt cực kỳ hiện đại của Mỹ thay vì loại xăng piston cũ tốt. Những chiếc thủy phi cơ như vậy được sản xuất ở Ukraine, những chiếc tương tự sẽ sớm xuất hiện ở nước ta - mặc dù thực tế là gần mười năm trước, việc sản xuất AN-2 đã bị ngừng. Hiện nay có tin đồn về khả năng tiếp tục sản xuất loại "ngô" phổ biến nhất của Liên Xô như một phần của chương trình phát triển chế tạo máy bay cho đến năm 2025.

Thể thao đa dạng của biplanes

Như đã đề cập ở trên, máy bay hai cánh không bao giờ là một máy bay thể thao - không giống như máy bay đơn, nó thuận tiện hơn cho mục đích này. Tuy nhiên, tất nhiên, trên thế giới đã có - và vẫn đang tồn tại - một số loại máy bay sinh học thể thao. Trong số đó, ví dụ, các mẫu Acro Sport (Hoa Kỳ) được tạo ra vào năm 1972. Những chiếc thủy phi cơ này rất nhẹ và thiết kế của chúng rất đơn giản, thậm chí nó còn có khả năng tự lắp ráp. Acro Sport ban đầu được phát hành dưới dạng máy bay hai chỗ thể thao một chỗ ngồi, nhưng đãsáu năm sau, nó đã được cải tiến - và một mô hình hai chỗ ngồi của chiếc máy bay hai chỗ này đã xuất hiện.

Sự thật thú vị

1. Chuyến bay đầu tiên được thế giới công nhận chính thức được thực hiện vào tháng 12 năm 1903. Máy bay thực hiện hành động này là máy bay hai tầng cánh.
2. Đối với "ngô" của Liên Xô cũ, cuộc đột kích có thể lên đến hai mươi nghìn giờ, đây là một con số rất đáng kể.
3. Việc sản xuất AN-2 bắt đầu ở Novosibirsk. Tại đó, một cơ sở sản xuất lớn đã được mở tại Nhà máy Hàng không Chkalovsky. Và tên ban đầu của chiếc máy bay này là "Vezdelet" - tên do chính người sáng tạo, kỹ sư Antonov đề xuất.
4. Trước AN-3, AN-2 là máy bay một động cơ lớn nhất.
5. Biplanes bắt đầu được gọi là "ngô" vào giữa những năm 50 của thế kỷ trước, khi chúng bắt đầu được sử dụng tích cực cho công việc nông nghiệp trên các "đồn điền" ngô.
6. Ở Liên Xô, máy bay bipla được gọi là "ngô", nhưng người Đức trong Chiến tranh Vệ quốc Vĩ đại đã gọi loại máy bay này của chúng tôi là "máy xay cà phê" và "máy khâu" - một chiến hào nữa!
7. Cùng năm với AN-2, súng trường tấn công Kalashnikov ra đời. Vì vậy, trong một thời gian dài, người ta đã nói đùa rằng chiếc máy bay trên là súng trường tấn công Kalashnikov có cánh quạt.
8. AN-2 của Liên Xô hiện được sản xuất ngay cả ở Trung Quốc - tất nhiên là dưới một cái tên khác. Và cho đến năm 2002, một chiếc hai máy bay cũng được sản xuất ở Ba Lan - trong gần bốn mươi năm, gần mười hai nghìn chiếc trong số nàymáy bay.
9. Cho đến ngày nay, AN-2 đã có mặt trong số các máy bay của quân đội mười chín quốc gia, bao gồm cả quân đội Nga.
10. Nhà máy hai máy bay đầu tiên được thành lập vào năm 1907 tại Pháp.
11. Máy bay hai cánh nhanh nhất trên thế giới, một máy bay chiến đấu hai máy bay tốc độ cao, trở lại vào năm 1938, đã được Fiat của Ý công nhận, nó đã trở thành một dạng hiện đại hóa của máy bay chiến đấu chính phủ. Tốc độ tối đa mà chiếc máy bay này có thể đạt được là năm trăm hai mươi km một giờ.
12. Ở Liên Xô trong những năm bốn mươi, máy bay đơn được ưa thích, trong khi máy bay hai cánh được coi là một chủ nghĩa lỗi thời, một di tích của quá khứ. Có lẽ, một phần vì lý do này, kỹ sư Antonov đã mất khá nhiều thời gian để hiện thực hóa ý tưởng của mình - sau cùng, ông đã lên kế hoạch tạo ra AN-2 trong tương lai vào năm 1940 (và mọi thứ diễn ra chỉ bảy năm sau đó).
13. Máy bay chiến đấu hai cánh cuối cùng của Pháp được sản xuất vào năm 1937 với tên gọi Bleriot-SPAD.
14. Kỹ sư Polikarpov không chỉ tạo ra chiếc máy bay hai cánh U-2 nổi tiếng. Quyền tác giả của anh ấy cũng thuộc về chiếc máy bay chiến đấu hai tầng cánh mang tên "The Seagull", hay nói cách khác là chiếc I-153 đã đề cập ở trên.
15. Mặc dù việc sản xuất AN-2 bị đình chỉ ở nước ta (và nó đã bị đình chỉ do chi phí cao của những chiếc thủy phi cơ này và do đó, thiếu nhu cầu về chúng), sơ đồ hai phi cơ vẫn là "dễ tiêu hóa" nhất và phù hợp nhất trong đó bao gồm cả máy bay hạng nhẹ của thế kỷ XXI, việc tìm kiếm thiết kế của nó hiện đang được thực hiện bởi các nhà thiết kế máy bay hiện đại. Các kỹ sư chỉ rarằng không một mẫu máy bay nào, ngoại trừ máy bay bipla, có thể vững chắc chiếm lĩnh thị trường hàng không. Và điều này có nghĩa là các thủy phi cơ vẫn sống và sống.

Đây là thông tin về các loại thủy phi cơ trên thế giới. Và tôi thực sự muốn ở đây, vào cuối bài viết của chúng tôi, đưa ra một đoạn trích ngắn trong tác phẩm của nhà văn nổi tiếng Richard Bach, người cũng là một người yêu thích độ cao, máy bay và bầu trời. Tác phẩm của anh ấy được gọi như vậy - "Biplane", và có những dòng như vậy trong đó:

Đây là một trong những thời điểm chắc chắn rằng khoảnh khắc này là một khoảnh khắc quan trọng sẽ được ghi nhớ trong một thời gian dài. Vào lúc đó, cần ga cổ dưới găng tay của tôi tiến về phía trước, và giây đầu tiên của cuộc hành trình bắt đầu. Dưới đây là các chi tiết kỹ thuật xung quanh: động cơ 1750 vòng / phút, áp suất dầu - 70 psi, nhiệt độ - 100 độ F. Những chi tiết khác vội vàng tham gia và tôi sẵn sàng tìm hiểu lại: khi chiếc máy bay này ở trên mặt đất, tôi hoàn toàn không nhìn thấy gì ở phía trước; Tôi tự hỏi bạn có thể nhấn ga về phía trước bao xa để động cơ không quay nhanh hơn; đó sẽ là một cuộc hành trình dài và đầy gió; chú ý đến cỏ mọc ở rìa đường băng; đuôi tăng quá nhanh, và chúng tôi lao dọc theo mặt đất trên một bánh trước. Và chúng tôi đang ở trên mặt đất. Tôi bị bao quanh bởi tiếng gầm rú và tiếng gió giật mạnh, nhưng tôi có thể nghe thấy tất cả những gì họ nghe thấy từ đó, từ mặt đất: một tiếng ầm ầm tinh tế lớn dần và trong giây lát trực tiếp biến thành một tiếng gầm mạnh mẽ.trên không, sau đó mờ dần cho đến khi chỉ còn lại một chiếc phi cơ cũ nhỏ bé, im lặng trên bầu trời.

Đẹp phải không