Biplaan

Õppelennuki Boeing Stearman E75 (PT-13D) 1934. aasta konstruktsioon

Antonov An-2 on praegu suurim ühemootoriline lendav biplaan, kõige kauem seeriana ehitatud biplaan ja tootmises olnud aja pikkuse järgi teine lennumasin

Biplaan on fikseeritud tiibadega lennuk, mille üks tiib asub teise tiiva kohal.

Vendade Wrightide sooritatud maailma esimesel aerodünaamiliselt juhitava lennu lennumasinal oli samuti biplaanile omane tiibade asetust. Biplaan oli valitsev lennukikonstruktsioon lennunduse algusaastatel. Kuigi biplaani struktuur on monoplaani omast lihtsam, on üksteise kohal asetsevate tiibade rindtakistus õhuvoolus suurem. Arenev lennukiehitus, paremad teadmised aerodünaamikast ja paremad ehitusmaterjalid tõrjusid biplaanlennukikonstruktsiooni lennunduses tagaplaanile 1930. aastate lõpuks.

Ülevaade

Biplaani kaks teineteise kohal asetsevat tiiba tekitavad väikestel lennukiirustel suuremat tõstejõudu võrreldes monoplaaniga. Mõlemad tiivad tekitavad tõstejõudu, kuid see ei ole kaks korda suurem kui sarnase konstruktsiooniga ühetiivalisel lennukil. Teineteise kohal asetsevad tiivad mõjutavad üksteist. Näiteks biplaanil, mille tiiva külgsuhe on 6 ja tiibade vaheline kaugus on tiiva üks kõõlu jagu, tekitab tiivaulatus umbes 20% rohkem tõstejõudu kui sama külgsuhtega ühetiivaline lennuk.

Tavaliselt on biplaani alumine tiib kinnitatud lennuki kere külge ning ülemine tiib on kinnitatud kere kohale. Eleroonid ehk kaldtüürid võivad olla mõlemal tiival, kuid tagatiivaga on tavaliselt varustatud ainult alumine tiib. Tiivad on omavahel kere suhtes sümmeetriliselt kinnitatud tugedega ning diagonaalsete pingutustrossidega või eriliste profileeritud teraslehtpingutitega.

Eelised ja puudused

Biplaani peamine eelis monoplaani ees on võimalus saavutada lennuki konstruktsiooni suur jäikus väiksema kaalu ja mõõtmete juures. Biplaanlennuki kandepindadele saab anda lihtsamalt suure jäikuse, sest kaks tiiba toimivad teineteise suhtes suurema ruumilise n-ö karptarindina ning seetõttu on võimalik kasutada tiibade konstruktsioonis vähem materjali ja ehitada kergem lennumasin. Biplaanid on aeglasemad kui monoplaanid, sest nende aerodünaamiline kogutakistus on kõikvõimalike pingutite ja tugede tõtt suur. Biplaani tiibade väike pinnakoormus ja üksteise kohal paiknevus annavad ka väiksema tõenäosuse sattuda pöörisesse, sest selliste lennukite varisemiskiirus on väiksem. Biplaaniga on võimalik monoplaanist väiksemas õhuruumis manööverdada, samuti vajab biplaan maandumiseks ja õhkutõusmiseks lühemat rada.

Tiiva astmeline paigutus

Biplaani tiivad olid algupäraselt täpselt üksteise kohal. Paljudel biplaanidel paiknevad tiivad astmeliselt üksteise kohal. Positiivseks astmelisuseks nimetatakse olukorda, kus ülemine tiib asetseb alumise suhtes eespool. Selline astmelisus aitab suurendada kogutõstejõudu, vähendades kahe tiiva omavahelist aerodünaamilist mõju. Samuti paigaldatakse alumise tiiva esiserv ettepoole ülemise tiiva esiservast (negatiivne astmelisus). Enamasti kasutatakse positiivse astmelisusega konstruktsioone, kuna see avardab vaatevälja alla ja lihtsustab pääsu kabiini.