الطائرات ذات السطحين: ميزات التصميم ، المزايا والعيوب

2024 مؤلف: Howard Calhoun | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-17 10:18

حتى الشخص الذي يكون بعيدًا عن الطيران بشكل عام يجب أن يكون واضحًا أن هناك طائرات مختلفة - وتختلف في وظائفها ومن حيث المبدأ في الشكل والمظهر. على سبيل المثال ، هناك طائرات ذات سطحين بين أنواع الطائرات. كيف تبدو عندما ظهرت الطائرات ذات السطحين الأولى ، وكيف تختلف تلك الحديثة عنها - ونخبرنا عن معلومات أخرى بخصوص هذه الطيور الحديدية في مادتنا.

ما هي الطائرة ذات السطحين

قبل الحديث عن الطائرات ذات السطحين في العالم ، وعن الطائرات ذات السطحين من مختلف البلدان ، فلنتحدث بإيجاز عن ماهية الطائرة ذات السطحين بشكل عام وكيف تختلف عن الطيور الحديدية الأخرى. يبدو أن اسم "ذات السطحين" يشير إلى ماهية هذه الطائرة المتنوعة: "ثنائية" تعني "اثنين" ، في هذه الحالة بالذات نتحدث عن زوجين من الأجنحة يقع أحدهما فوق الآخر. هذه الأجنحة لها مساحة كبيرة ، على الرغم من أن امتدادها أصغر. نتيجة لذلك ، أثناء الإقلاع والهبوط ، تتطلب الطائرة ذات السطحين شريطًا أصغر بكثير من الطائرة أحادية السطح - أي طائرة بها زوج واحد من الأجنحة. في البداية ، كانت أجنحة الطائرات ذات السطحين خشبية ، وكانت مغطاة بقطعة قماش من الأعلى. لا يمكن القول أن مثل هذا التصميم تميز بارتفاعالقوة ، وبالتالي سرعان ما تخلوا عنها ، واستبدلوا الطائرات الخشبية (كما تسمى الأجنحة) بأخرى معدنية.

عندما ظهرت الطائرات ذات السطحين

التاريخ الدقيق لظهور الطائرات ليس بهذه الصعوبة ، بل مستحيل. من المعروف أنه بحلول الوقت الذي بدأت فيه الحرب العالمية الأولى ، كانت الطائرات ذات السطحين هي الطيور الحديدية الأكثر طلبًا. لقد كانوا يتمتعون بشعبية كبيرة ، وخلال الحرب كانوا عمومًا "رقم واحد" في مجال الطيران.

ومع ذلك ، بدأ تطوير الطائرات ذات السطحين بالتأكيد حتى قبل ذلك. في نهاية القرن التاسع عشر ، عندما كان الطيران "يقف على قدميه" ، جرب العديد من المصممين نماذج الطائرات وجلبوا شيئًا خاصًا بهم إلى هذا المجال من العلوم. كان "تطوير" الطائرات الشراعية مستمرًا بنشاط ، ومع ذلك ، أظهرت التجربة أن تصميم هذه الطائرات لم يكن ناجحًا للغاية - اتضح أن الطائرات ذات السطحين كانت أكثر ملاءمة. يعتقد الكثير (معظمهم من المتحدثين الفرنسيين) أن الطائرة ذات السطحين كانت أول من تم بناؤها من الطائرات ، وأن مؤلفها ينتمي إلى منطاد فرنسي برازيلي يدعى سانتوس دومون. الشيء هو أن كل مصمم للطائرات - أن سانتوس دومون المذكور أعلاه ، والأخوان رايت سيئي السمعة ، وعلماء آخرين - ساهموا ، كما ذكرنا سابقًا ، بشيء خاص بهم في صناعة الطائرات ، والتي ، كما نتذكر ، كانت قد بدأت للتو في تطوير. لا أحد يعرف حقًا حتى الآن ما الذي سينجح ، وما الذي "يطلق النار". لذلك ، يمكن اعتبار كل من ساهم بطريقة ما في تطوير نماذج الطائرات الأولى من الرواد في هذا المجال.

أوائل القرن العشرين

بفي أوائل القرن العشرين ، كانت الطائرات ذات السطحين ، كما يقولون ، "قيد الاستخدام" في مجال الطيران. كان هناك العديد من الأصناف. ومع ذلك ، كان هناك نسختان رئيسيتان من الديناميكيات الهوائية للطيور الحديدية: بمروحة دافعة وما يسمى بالجناح الصندوقي الشكل (هذا هو الجناح ذو السطحين عندما يكون شكل الصندوق عند النظر إليه من الأمام مستطيلًا) - مرة واحدة ومع يقع الريش في الخلف ومسمار السحب - اثنان. في تلك السنوات ، بشكل عام ، تم بناء طائرات ثنائية السطح أو أحادية السطح أحادية المقعد ، نظرًا لأن هذين النوعين من الطائرات ، بناءً على نتائج الاختبارات المختلفة ، قد أظهروا أفضل النتائج. سيتم مناقشة مزايا الطائرات ذات السطحين ، بالإضافة إلى عيوبها ، بمزيد من التفصيل لاحقًا.

الفوائد

تتمتع الطائرات ثنائية السطح بالعديد من المزايا - وإلا لما اكتسبت هذه الشعبية الكبيرة. ربما كانت ميزتهم الرئيسية هي مساحة الجناح الكبيرة التي سبق ذكرها أعلاه مع امتداد جناح صغير نسبيًا والحاجة إلى حد أدنى من المدرج فقط. ومع ذلك ، بالإضافة إلى ذلك ، كان للطائرات ذات السطحين مزايا كافية: قدرة تحمل أكبر ، رؤية أفضل لكل من الطيار والراكب ، والقدرة على استخدام هذا الجهاز كتدريب ، وقدرة أفضل على المناورة بسبب طائرتين بجناحين ، وتقليل في الوزن الإجمالي ولحظات القصور الذاتي ، موثوقية أكبر - للسبب نفسه ، استقرار أكبر ودوران أكثر ندرة. كما ترون ، هناك أكثر من إيجابيات كافية ، لكن لا يمكن افتراض أن الطائرات ذات السطحين لم يكن لها أي عيوب. لقد فعلوا ، وسيستمر الحديث عنهم.

عيوب الطائرات ذات السطحين

على عكسالطائرات أحادية السطح ، التي كانت أكثر ملاءمة للطيران الرياضي ، لم يتم استخدام الطائرات ذات السطحين كما هو الحال في كثير من الأحيان من قبل الرياضيين (على الرغم من وجود طائرات رياضية خاصة ثنائية السطح ، سنتحدث عن هذا لاحقًا). ومع ذلك ، لا يمكن أن يسمى هذا عيبًا كبيرًا ، ولكن الاستهلاك الجاد للوقود بسبب التأثير المتبادل لزوجين من الأجنحة على بعضهما البعض يعد بلا شك ناقصًا لهذا التصميم. بالمناسبة ، الأجنحة قادرة إلى حد ما على الحد من رؤية الطيار ؛ ومع ذلك ، يختلف موقع الطيار في قمرة القيادة - يمكن أن يكون أمام الأجنحة ، ثم يصبح هذا العيب أيضًا غير مهم. يعتبر العيب الرئيسي للطائرة ذات السطحين هو زيادة السحب الجانبي (هذا هو الفرق بين السحب الديناميكي الهوائي للجناح والسحب الاستقرائي).

كن على هذا النحو ، لكن عيوب الطائرات ذات السطحين لم تمنعها ، ونكرر مرة أخرى ، من أن تكون أكثر الطائرات استخدامًا خلال الحرب العالمية الأولى. سنتحدث عن هذا لاحقًا.

طائرات عسكرية

المذكورة أعلاه نوعان من الطائرات ذات السطحين التي كانت شائعة بشكل خاص. كان أحدهم ، وهو طائرة ذات سطحين مزودة بمروحة دافعة ، هو رقم واحد خلال سنوات الحرب. تم استخدامه لأول مرة في عام 1910 كتنوع محسّن للنماذج العسكرية السابقة. استفاد من هذا التحديث للطائرات ذات السطحين - زاد تبسيطها ، مما أدى إلى تمكن الطيور الحديدية من تطوير سرعة أكبر. كانت الطائرات ذات السطحين في الحرب العالمية الأولى بلا جسم ، على عكس النماذج المستخدمة سابقًا. كان خيارًا شائعًا جدًا.طائرات ذات سطحين تسمى "سكاوت" ، كما قد يتبادر إلى ذهنك ، بريطانية الصنع - صغيرة الحجم ، مع جناح أحادي العمود وصندوق أحادي - لم يكن من المتوقع وجود راكب. لقد طوروا سرعة عالية جدًا - أعلى من الطائرات أحادية السطح - نظرًا للحمل المنخفض على الأجنحة ، وفي ظروف الحرب كانت هذه ميزة أساسية تقريبًا للطائرات. كانت الكشافة الأسرع والأكثر رشاقة بين جميع الطيور الحديدية ، وكان هذا النموذج ذو السطحين هو مصدر إلهام للطائرة المقاتلة اللاحقة.

طائرات الاتحاد السوفياتي

هذه كلها طائرات عالمية ، لكن ماذا عن الطائرات ذات الطائرات السوفيتية؟ ما الذي أسعد عشاق الطيران بصناعة الطائرات لبلد السوفييت؟

النجاحات في هذا العلم في بلدنا لم تكن على نطاق واسع كما هو الحال في دول أخرى ، لكنها حدثت أيضًا. لقد طورنا أيضًا طائراتنا ذات السطحين - والطائرة ذات السطحين الأولى التي طارت بنجاح في الهواء كانت ملكًا لمؤلف الأمير كوداشيف. مكث في الجو عام 1910 لعدة دقائق ، وحلّق على بعد عشرات الأمتار ، وغير بشكل جذري الموقف المتشكك لممثلي أجهزة الدولة تجاه التطورات الروسية.

بعد Kudashev ، ساهم علماء ومهندسون مثل Sikorsky و Gakkel وبالطبع Mozhaisky في بناء الطائرات الروسية ذات السطحين. وبعد بضعة عقود ، أقرب إلى منتصف القرن ، أسعد AN-2 العالم بميلادها - طائرة ذات سطحين سوفيتية الصنع ، والتي أصبحت صاحبة الرقم القياسي في كتاب غينيس كأطول طائرة تعمل في العالم. سنقول عنه وعن سلفه طائرة U-2التالي

ولدت U-2 بفضل عالم يدعى Polikarpov في عام 1927. عندما وافته المنية في عام 1944 ، أعيدت تسمية الطائرة ذات السطحين - من U-2 تحولت إلى PO-2 في ذكرى منشئها. كانت قوة هذه الطائرة حوالي مائة حصان ، واستغرق إقلاعها خمسة عشر متراً فقط ، وتم استخدامها في مناطق مختلفة تمامًا: للنقل الصحي ونقل الركاب ، وللأغراض العسكرية والتصوير الجوي - وما إلى ذلك. حتى أنه كان هناك قاذفة ذات سطحين من طراز U-2. تم وضع ما يصل إلى ست قنابل وزن كل منها ثمانية كيلوغرامات على متن الطائرة.

تدينAN-2 بميلادها للمصمم أنتونوف - ولهذا السبب تم تسمية الاسم ، وفقًا للحرفين الأولين من اسم المهندس الأخير. لأول مرة انطلقت في السماء في عام 1947 ومنذ ذلك الحين استمرت في القيام بذلك لمدة سبعين عامًا تقريبًا (في نفس الوقت كانت على وشك الإغلاق عدة مرات في العهد السوفيتي). "Kukuruznik" - كما يسمي الناس AN-2 حتى الآن - كانت تستخدم غالبًا لنقل الركاب والبضائع على الخطوط المحلية ، وتطير باستمرار إلى المراكز الإقليمية والقرى والمناطق. كان هذا ممكنًا بسبب القدرة الكبيرة على المناورة للطائرة ذات السطحين ، وأيضًا لأن خصائصها تضمنت القدرة على الهبوط في مواقع غير مجهزة (والإقلاع منها ، على التوالي). ساهمت جودة مماثلة لاحقًا في حقيقة أن الرحلة إلى القطب الجنوبي كانت على AN-2 - مكان غير جاهز للهبوط والإقلاع!

طائرات ثنائية في الحرب العالمية الثانية

خلال الحرب الوطنية العظمى ، لعبت الطائرات ذات السطحين السوفياتي U-2 دورًا كبيرًا في طيراننا. ما بالفعلقيل أعلاه ، لقد تم استخدامها كقاذفات - لم يتم وضع القنابل على جوانبها فحسب ، بل كانت أيضًا غير مرئية عمليًا للقصف ، لأنها كانت خفيفة جدًا مما سمح لها بالتحليق إما على ارتفاع منخفض جدًا أو بسرعة "سلحفاة". بالإضافة إلى ذلك ، قامت طائرات الاستطلاع بمهام طائرات الاتصالات. كما نفذت طائرات Biplan أيضًا غارات ليلية على معسكر العدو ، وتفاعلت U-2 باستمرار مع الفصائل الحزبية. كانت U-2 أكثر قدرة على المناورة من الطائرات الألمانية ذات السطحين ، وبالتالي لم يتمكن الألمان من الجلوس على ذيل الطيارين السوفييت.

أيضًا في الحرب الوطنية العظمى ، لعبت مقاتلات I-153 ذات السطحين أيضًا دورًا مهمًا ، وكانت المعركة الأولى التي كانت المعركة في عام 1939 في خالخين جول. بعد ذلك ، تم استخدام I-153 بنشاط في الحرب مع الفنلنديين ، ومع بداية الحرب الوطنية العظمى - على جبهاتها. وبمساعدتهم نفذوا بشكل أساسي هجمات على أهداف برية. نظرًا لأنه كان نموذجًا قديمًا ، وبحلول عام 1945 ، كان من الناحية العملية خارج النظام ، وفسح المجال أمام "الشباب" ، ولم يتم استخدامه في المستقبل.

لكن AN-2 لم يكن لديها الوقت لاستخدامها في الحرب العالمية الثانية - لقد "ولدت" بعد اكتمالها. ولكن مع ذلك ، يمكن أن يطلق عليها بحق اسم طائرة عسكرية - لقد شهدت هذه الطائرة ذات السطحين الكثير في حياتها. حروب كوريا وفيتنام ، الحروب الأهلية في لاوس ونيكاراغوا ، الحرب في أفغانستان ، الحرب في كرواتيا ، انتفاضة المجر ، الصراع في كاراباخ ، الحرب في أنغولا … وهذه ليست كل الاشتباكات العسكرية في الذي ، مثلتم استخدام كل من مركبات النقل والاعتداء بشكل نشط وناجح من قبل "الذرة" السوفيتية.

طائرات ثنائية اليوم

الطائرات الحديثة ، بالطبع ، أكثر حداثة. تم تحسين العديد من الأشياء فيها ، على الرغم من أن بعض الأشياء لا تزال تستخدم مما كان عليه في الحقبة السوفيتية. على سبيل المثال ، ظل موقع الجناح العلوي أمام الجناح الخلفي دون تغيير ، مما يحسن زاوية الرؤية بشكل كبير.

إذا تحدثنا عن التطورات الجديدة ، فهذا ، على سبيل المثال ، هو استخدام محرك توربيني أمريكي حديث للغاية بدلاً من البنزين ذي المكبس القديم الجيد. يتم إنتاج مثل هذه الطائرات ذات السطحين في أوكرانيا ، ومن المفترض أن تظهر طائرات مماثلة قريبًا في بلدنا - على الرغم من حقيقة أنه منذ ما يقرب من عشر سنوات توقف إنتاج AN-2. الآن هناك شائعات حول احتمال استئناف إنتاج "الذرة" السوفيتية الأكثر شعبية كجزء من برنامج تطوير تصنيع الطائرات حتى عام 2025.

أنواع رياضية من الطائرات ذات السطحين

كما ذكرنا سابقًا ، لم تكن الطائرة ذات السطحين أبدًا طائرة رياضية - على عكس الطائرة أحادية السطح ، التي كانت أكثر ملاءمة لهذا الغرض. ومع ذلك ، بالطبع ، كان هناك - ولا يزال - العديد من الأنواع الرياضية من الطائرات ذات السطحين في العالم. من بينها ، على سبيل المثال ، نماذج Acro Sport (الولايات المتحدة الأمريكية) التي تم إنشاؤها في عام 1972. هذه الطائرات ذات السطحين خفيفة للغاية ، وتصميمها بسيط للغاية لدرجة أنها تتضمن إمكانية التجميع الذاتي. تم إصدار Acro Sport في الأصل كطائرة رياضية ثنائية السطح ذات مقعد واحد ، ولكن بالفعلبعد ست سنوات ، تم تحسينه - وظهر نموذج بمقعدين لهذه الطائرة ذات السطحين.

حقائق مثيرة للاهتمام

1. تم إجراء أول رحلة طيران عالمية معترف بها رسميًا في ديسمبر 1903. الطائرة التي حدث فيها هذا الإجراء كانت ذات سطحين.
2. على "الذرة" السوفيتية القديمة الجيدة يمكن أن تصل الغارة إلى عشرين ألف ساعة ، وهو رقم كبير للغاية.
3. بدأ إنتاج AN-2 في نوفوسيبيرسك. هناك ، تم افتتاح إنتاج كبير في مصنع Chkalovsky للطيران. والاسم الأصلي لهذه الطائرة كان "Vezdelet" - الاسم الذي اقترحه المبدع نفسه المهندس أنتونوف
4. قبل AN-3 ، كانت AN-2 أكبر طائرة ذات محرك واحد.
5. بدأ يطلق على Biplanes "الذرة" في منتصف الخمسينيات من القرن الماضي ، عندما بدأ استخدامها بنشاط في الأعمال الزراعية في "مزارع" الذرة.
6. في الاتحاد السوفيتي ، كانت الطائرات ذات السطحين تسمى "الذرة" ، لكن الألمان أثناء الحرب الوطنية العظمى أطلقوا على طائرتنا من هذا النوع "مطاحن القهوة" و "آلات الخياطة" - واحدة أخرى لاذعة!
7. في نفس العام الذي ولدت فيه بندقية هجومية من طراز AN-2. لذلك لفترة طويلة كانت هناك مزحة أن الطائرة أعلاه عبارة عن بندقية هجومية من طراز كلاشينكوف مع مروحة.
8. السوفياتي AN-2 يتم إنتاجه الآن حتى في الصين - تحت اسم مختلف بالطبع. وحتى عام 2002 ، تم إنتاج طائرة ذات سطحين أيضًا في بولندا - لما يقرب من أربعين عامًا ، ما يقرب من اثني عشر ألفًا منهاالطائرات.
9. حتى يومنا هذا ، AN-2 موجودة بين طائرات جيوش 19 دولة ، بما في ذلك الروسية.
10. تم إنشاء أول مصنع للطائرات ذات السطحين في عام 1907 في فرنسا.
11. أسرع طائرة ذات سطحين في العالم ، مقاتلة عالية السرعة ذات سطحين ، تعود إلى عام 1938 ، تم التعرف عليها من قبل شركة فيات الإيطالية ، والتي أصبحت شكلاً حديثًا من مقاتلة polutoraplan. السرعة القصوى التي استطاعت هذه الطائرة الوصول إليها وصلت إلى خمسمائة وعشرين كيلومترًا في الساعة.
12. في الاتحاد السوفيتي في الأربعينيات كانت الطائرات أحادية السطح مفضلة ، بينما اعتبرت الطائرات ذات السطحين مفارقة تاريخية ، من بقايا الماضي. ربما ، لهذا السبب جزئيًا ، استغرق المهندس أنتونوف وقتًا طويلاً لتحقيق فكرته - بعد كل شيء ، خطط لإنشاء مستقبل AN-2 في عام 1940 (وقد تحول كل شيء بعد سبع سنوات فقط).
13. تم إنتاج آخر مقاتلة فرنسية ذات سطحين في عام 1937 تحت اسم Bleriot-SPAD.
14. أنشأ المهندس Polikarpov ليس فقط طائرة U-2 ثنائية السطح الشهيرة. هو مؤلفه الذي ينتمي أيضًا إلى المقاتل ذو السطحين المسمى "The Seagull" ، بمعنى آخر ، I-153 المذكور أعلاه.
15. على الرغم من توقف إنتاج AN-2 في بلدنا (وقد تم تعليقه بسبب التكلفة العالية لهذه الطائرات ذات السطحين ، ونتيجة لذلك ، قلة الطلب عليها) ، لا يزال المخطط ثنائي السطح هو الأكثر "قابلية للهضم" والأنسب في ذلك بما في ذلك الطائرات الخفيفة من القرن الحادي والعشرين ، والتي يجري البحث عن تصميمها الآن من قبل مصممي الطائرات الحديثين. يشير المهندسونأنه لا يوجد نموذج واحد ، باستثناء الطائرات ذات السطحين ، يمكنه أن يحتل مكانته في سوق الطيران. وهذا يعني أن الطائرات ذات السطحين ما زالت حية وتعيش.

هذه هي المعلومات حول مختلف الطائرات ذات السطحين في العالم. وأريد هنا ، في نهاية مقالنا ، أن أعطي مقتطفًا قصيرًا من عمل الكاتب الشهير ريتشارد باخ ، وهو أيضًا من محبي المرتفعات والطائرات والسماء. يسمى عمله كذلك - "ذات السطحين" ، وفيه أسطر مثل:

هذه واحدة من تلك الأوقات التي لا يوجد فيها شك في أن هذه اللحظة هي لحظة مهمة سوف نتذكرها لفترة طويلة. في تلك اللحظة ، تتحرك عصا الخانق القديمة الموجودة أسفل قفازتي إلى الأمام ، وتبدأ الثانية الأولى من الرحلة. فيما يلي التفاصيل الفنية المزدحمة حول: 1750 دورة في الدقيقة للمحرك ، ضغط الزيت - 70 رطل / بوصة مربعة ، درجة حرارته - 100 درجة فهرنهايت. تندفع التفاصيل الأخرى للانضمام إليهم ، وأنا مستعد للتعلم مرة أخرى: عندما تكون هذه الطائرة على الأرض ، لا يمكنني رؤية أي شيء أمامي على الإطلاق ؛ أتساءل إلى أي مدى يمكنك دفع دواسة الوقود للأمام حتى لا يدور المحرك بشكل أسرع ؛ ستكون رحلة طويلة ورياح. انتبه إلى العشب الذي ينمو على حافة المدرج ؛ يرتفع الذيل بسرعة كبيرة ، ونسرع على الأرض على عجلات أمامية واحدة. ونحن بعيدون عن الأرض. أنا محاط بالزئير والضرب والريح ، لكن يمكنني سماعه بالطريقة التي يسمعونها من هناك ، من الأرض: قعقعة خفية تنمو وتتحول للحظة إلى هدير قوي مباشرةفوق الرأس ، ثم يتلاشى تدريجياً حتى تبقى في السماء طائرة صغيرة قديمة وصامتة.

جميل ، أليس كذلك؟