מטוס דו-כנפי: תכונות עיצוב, יתרונות וחסרונות

2024 מְחַבֵּר: Howard Calhoun | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-17 10:27

גם לאדם שרחוק מתעופה באופן כללי צריך להיות ברור שישנם מטוסים שונים - והם נבדלים הן בתפקוד והן בעקרונית בצורה ובמראה. לדוגמה, ישנם דו-כנפיים בין סוגי המטוסים. איך הם נראים כשהופיעו הדו-כנפיים הראשונים, במה נבדלים מהם המודרניים - ואנחנו מספרים על מידע אחר לגבי ציפורי הברזל הללו בחומר שלנו.

מהו דו-כנפי

לפני שנדבר על דו-כנפי של העולם, על דו-כנפי ממדינות שונות, בואו נדבר בקצרה על מה זה דו-כנפי בכלל ובמה הוא שונה משאר ציפורי ברזל. נראה שעצם השם "דו-כנפי" מרמז על מה זה מגוון המטוסים הזה: "בי" פירושו "שניים", במקרה הספציפי הזה אנחנו מדברים על שני זוגות כנפיים הממוקמים זה מעל זה. לכנפיים כאלה יש שטח גדול, למרות שהטווח שלהן קטן יותר. כתוצאה מכך, במהלך ההמראה והנחיתה, דו-כנפי דורש רצועה קטנה משמעותית ממונו-מטוס – כלומר מטוס בעל זוג כנפיים בודד. בתחילה, כנפי הדו-כנפיים היו מעץ, הם כוסו בבד מלמעלה. לא ניתן לומר כי עיצוב כזה היה מובחן על ידי גבוהכוח, ולכן הם נטשו אותו עד מהרה, והחליפו את מטוסי העץ (כפי שמכנים הכנפיים) במטוסי מתכת.

כאשר הופיעו דו-כנפיים

התאריך המדויק של הופעת המטוסים הדו-כנפיים הוא לא כל כך קשה, די בלתי אפשרי. ידוע שעד שהחלה מלחמת העולם הראשונה, המטוסים הדו-כנפיים היו ציפורי הברזל המבוקשות ביותר. הם היו מאוד פופולריים, ובמהלך המלחמה הם היו בדרך כלל "מספר אחת" בתעופה.

עם זאת, הפיתוח של דו-כנפיים בהחלט התחיל עוד קודם לכן. בסוף המאה התשע עשרה, כשהתעופה רק "קמה על הרגליים", מעצבים שונים התנסו בדגמי מטוסים והביאו משהו משלהם לתחום המדע הזה. "פיתוח" הרחפנים נמשך באופן פעיל, אולם הניסיון הראה כי העיצוב של מטוסים כאלה לא היה מוצלח במיוחד - דו-כנפי התברר הרבה יותר נוח. רבים (בעיקר דוברי צרפתית) מאמינים בדרך כלל שהמטוס הדו-כנפי היה הראשון שנבנה ממטוסים, והחבר שלו היה שייך לכדור פורח פרנקו-ברזילאי בשם סנטוס-דומונט. העניין הוא שכל מעצב מטוסים - שסנטוס-דומונט הנ"ל, שהאחים רייט הידועים לשמצה, שמדענים אחרים - תרמו, כאמור לעיל, משהו משלהם לתעשיית המטוסים, שכזכור רק התחילה לפתח. אף אחד לא באמת ידע עדיין מה יעבוד, מה "יירה". לכן, כל מי שאיכשהו הייתה לו יד בפיתוח דגמי המטוסים הראשונים יכול להיחשב לחלוצים בתחום הזה.

תחילת המאה העשרים

Bבתחילת שנות ה-1900, מטוסים דו-כנפיים היו, כמו שאומרים, "בשימוש" בתעופה. היו כמה סוגים. עם זאת, היו שתי גרסאות אווירודינמיות עיקריות של ציפורי ברזל: עם מדחף דוחף ומה שנקרא כנף בצורת קופסה (זוהי כנף דו-כנפית כאשר צורת התיבה במבט מלפנים היא מלבנית) - פעם אחת, ועם הנוצות הממוקמות מאחור והבורג המושך - שניים. באותן שנים, באופן כללי, נבנו או דו-כנפיים כפולים או חד-כנפיים חד-מושבים, שכן שני סוגי המטוסים הללו הם שהראו את התוצאות הטובות ביותר על סמך תוצאות בדיקות שונות. היתרונות של דו-כנפיים, כמו גם החסרונות שלהם, יידונו ביתר פירוט בהמשך.

הטבות

לדו-כנפי היו יתרונות רבים - אחרת הם לא היו זוכים לפופולריות כה גדולה. אולי היתרון העיקרי שלהם היה שטח הכנפיים הגדול שכבר הוזכר לעיל עם מוטת כנפיים קטנה יחסית והצורך במסלול מינימלי בלבד. עם זאת, בנוסף לכך, היו למטוסים הדו-כנפיים מספיק יתרונות: כושר נשיאה גדול יותר, ראייה טובה יותר לטייס וגם לנוסע, יכולת להשתמש במכונה זו כמכשיר אימון, יכולת תמרון טובה יותר בזכות שני מטוסי כנף, הפחתה במשקל כולל וברגעי אינרציה, אמינות גדולה יותר - מאותה סיבה, יציבות גדולה יותר וספין הרבה יותר נדיר. כפי שאתה יכול לראות, יש יותר ממספיק פלוסים, אבל לא ניתן להניח שלדו-כנפי לא היו מינוסים. הם עשו זאת, והשיחה תימשך עליהם.

חסרונות של דו-כנפיים

לא אוהבמטוסים מונו-כנפיים, שהתאימו יותר לטיסה ספורטיבית, דו-כנפי לא שימשו לעתים קרובות על ידי ספורטאים (למרות שהיו קיימים גם דו-כנפי ספורט מיוחדים, נדבר על כך בהמשך). עם זאת, זה לא יכול להיקרא חיסרון משמעותי, אבל צריכת הדלק הרצינית בגלל ההשפעה ההדדית של שני זוגות כנפיים זה על זה היא ללא ספק מינוס של עיצוב זה. הכנפיים, אגב, מסוגלות להגביל במידת מה את ראיית הטייס; עם זאת, המיקום של הטייס בתא הטייס משתנה - הוא יכול להיות מול הכנפיים, ואז גם החיסרון הזה הופך לחסר חשיבות. החיסרון העיקרי של מטוסים דו-כנפיים נחשב לגרירת פרופיל מוגברת (זה ההבדל בין הגרר האווירודינמי של הכנף והגרר האינדוקטיבי שלה).

איך שזה יהיה, אבל החסרונות של המטוסים הדו-כנפיים לא מנעו מהם, אנחנו חוזרים שוב, מלהיות המטוס הכי בשימוש במהלך מלחמת העולם הראשונה. נדבר על זה מאוחר יותר.

דו-כנפי צבאי

הזכרנו למעלה שני סוגים של מטוסים דו-כנפיים שהיו פופולריים במיוחד. אחד מהם, דו-כנפי עם מדחף דוחף, היה מספר אחד בשנות המלחמה. הוא שימש לראשונה בשנת 1910 כווריאציה משופרת של דגמים צבאיים קודמים. מודרניזציה כזו של הדו-כנפיים הועילה - התייעלותם גדלה, שבגללה הצליחו ציפורי הברזל לפתח מהירות גבוהה יותר. מטוסים דו-כנפיים של מלחמת העולם הראשונה היו חסרי גוף, בניגוד לדגמים ששימשו קודם לכן. זו הייתה אופציה פופולרית מאוד.מטוסים דו-כנפיים הנקראים "סקאוט", כפי שניתן לנחש, מתוצרת בריטי - קטנים במידותיהם, עם תיבת כנף חד-עמודה ויחידה - לא צפויה נוכחות של נוסע. הם פיתחו מהירות גבוהה מאוד - גבוהה ממטוסים מונו-מטוסים - בגלל העומס הנמוך על הכנפיים, ובתנאי מלחמה זו הייתה כמעט איכות בסיסית למטוסים. הסקאוט היה המהיר והזריז ביותר מבין כל ציפורי הברזל, והדגם הדו-כנפי הזה הוא שהפך להשראה למטוסי הקרב הבאים.

דו-כנפי ברית המועצות

כל אלה הם דו-כנפיים בעולם, אבל מה לגבי דו-כנפי סובייטי? מה שימח את אוהבי התעופה בבניית המטוסים של מדינת הסובייטים?

הצלחות במדע זה בארצנו לא היו בקנה מידה גדול כמו במדינות אחרות, אבל הן גם התרחשו. פיתחנו גם דו-כנפיים משלנו - והמטוס הדו-כנפי הראשון שעף לאוויר בהצלחה היה שייך למחברו של הנסיך קודאשב. הוא שהה באוויר ב-1910 במשך מספר דקות, טס כמה עשרות מטרים, ושינה באופן קיצוני את היחס הספקני של נציגי המנגנון הממלכתי כלפי התפתחויות רוסיות.

בעקבות קודאשב, מדענים-מהנדסים כמו סיקורסקי, גקל וכמובן מוז'איסקי תרמו את תרומתם לבניית המטוס הדו-כנפי הרוסי. וכמה עשורים לאחר מכן, כבר קרוב יותר לאמצע המאה, ה-AN-2 שימח את העולם עם לידתו - דו-כנפי מתוצרת ברית המועצות, שהפך למחזיק השיא בספר גינס כמטוס הארוך ביותר הפועל בעולם. עליו ועל קודמו, מטוס ה-U-2, נספרהבא.

U-2 נולד הודות למדען בשם פוליקרפוב ב-1927. כשנפטר ב-1944, שונה שמו של המטוס הדו-כנפי - מ-U-2 הוא הפך ל-PO-2 לזכר יוצרו. הספק של כלי טיס זה היה כמאה כוחות סוס, לקח להמריא רק חמישה עשר מטרים, והוא שימש באזורים שונים לחלוטין: להסעת נוסעים סניטריים, למטרות צבאיות וצילום אווירי - וכן הלאה. היה אפילו מפציץ דו-כנפי מסוג U-2. על הסיפון הונחו עד שש פצצות של שמונה קילוגרמים כל אחת.

AN-2 חייב את לידתו למעצב אנטונוב - לכן השם הוא, לפי שתי האותיות הראשונות של שם המשפחה של המהנדס. לראשונה הוא המריא לשמיים ב-1947 ומאז הוא ממשיך לעשות זאת במשך כמעט שבעים שנה ארוכות (במקביל הוא היה על סף סגירה מספר פעמים בתקופה הסובייטית). "קוקורוזניק" - כפי שהאנשים מכנים AN-2 עד עכשיו - שימש לעתים קרובות להובלת נוסעים ומטענים בקווים מקומיים, שטס ללא הרף למרכזים אזוריים, כפרים ואזורים. הדבר התאפשר בשל יכולת התמרון הגדולה של הדו-כנפי, וגם בגלל שתכונותיו כללו את היכולת לנחות באתרים לא מוכנים (ולהמריא מהם, בהתאמה). איכות דומה תרמה מאוחר יותר לעובדה שב-AN-2 בוצעה הטיסה לקוטב הדרומי - מקום הרבה יותר לא מוכן לנחיתה והמראה!

מטוסים דו-כנפיים במלחמת העולם השנייה

במהלך המלחמה הפטריוטית הגדולה, מטוסי U-2 דו-כנפיים סובייטים מילאו תפקיד עצום בתעופה שלנו. מה כברנאמר לעיל, הם שימשו כמפציצים - לא רק שהונחו פצצות בצדדים, הם גם היו כמעט בלתי נראות להפגזה, מכיוון שהם היו קלים מאוד וזה איפשר להם לטוס בגובה נמוך במיוחד או במהירות "צבים".. בנוסף, מטוסים דו-כנפיים ביצעו תפקידי מטוסי סיור ותקשורת. מטוסים דו-כנפיים ביצעו גם פשיטות לילה על מחנה האויב, U-2 קיים כל הזמן אינטראקציה עם יחידות פרטיזנים. ה-U-2 היה בעל תמרון הרבה יותר מהמטוסים הדו-כנפיים הגרמניים, ולכן הגרמנים לא הצליחו לשבת על זננם של הטייסים הסובייטים.

גם במלחמה הפטריוטית הגדולה, גם לוחמי I-153 דו-כנפי מילאו תפקיד משמעותי, שהקרב הראשון עבורו היה הקרב ב-1939 בח'לחין גול. לאחר מכן, ה-I-153 שימש באופן פעיל במלחמה עם הפינים, ועם תחילת המלחמה הפטריוטית הגדולה - בחזיתותיה. בעזרתם הם ביצעו בעיקר התקפות על מטרות קרקעיות. מכיוון שזה היה דגם ישן, עד שנת 1945 הוא כמעט לא היה תקין, ובעקבותיו היה מקום ל"צעירים", כמעט ולא היה בשימוש בעתיד.

אבל ל-AN-2 לא היה זמן להשתמש במלחמת העולם השנייה - הוא "נולד" לאחר השלמתו. אבל בכל זאת, אפשר לקרוא לו בצדק מטוס צבאי - הדו-כנפי הזה ראה הרבה במהלך חייו. מלחמות קוריאה וויאטנם, מלחמות האזרחים בלאוס וניקרגואה, המלחמה באפגניסטן, המלחמה בקרואטיה, המרד בהונגריה, הסכסוך בקרבאך, המלחמה באנגולה… ואלה רחוקים מלהיות כל העימותים הצבאיים ב- שכמוגם רכבי הובלה וגם רכבי תקיפה שימשו באופן פעיל ומוצלח את ה"תירס" הסובייטי.

המטוסים הדו-כנפיים של היום

מטוסים דו-כנפיים מודרניים, כמובן, מודרניים יותר. דברים רבים בהם שופרו, אם כי חלק מהדברים עדיין בשימוש ממה שהיה בתקופה הסובייטית. לדוגמה, מיקום הכנף העליונה מול הכנף האחורית נותר ללא שינוי, מה שמשפר משמעותית את זווית הצפייה.

אם מדברים על פיתוחים חדשים, אז זה, למשל, השימוש במנוע טורבו-פרופ אמריקאי אולטרה-מודרני במקום הבנזין הבוכנה הישן והטוב. מטוסים דו-כנפיים כאלה מיוצרים באוקראינה, דומים אמורים להופיע בקרוב בארצנו - למרות העובדה שלפני כמעט עשר שנים הופסק ייצור ה-AN-2. כעת יש שמועות על חידוש אפשרי של ייצור ה"תירס" הסובייטי הפופולרי ביותר כחלק מתוכנית הפיתוח של ייצור המטוסים עד 2025.

זני ספורט של דו-כנפיים

כפי שצוין לעיל, הדו-כנפי מעולם לא היה מטוס ספורט - בניגוד למטוס המונו-מטוס שהיה נוח יותר למטרה זו. עם זאת, כמובן, בעולם היו - ועדיין קיימים - כמה סוגים ספורטיביים של דו-כנפיים. ביניהם, למשל, דגמי ה-Acro Sport (ארצות הברית של אמריקה) שנוצרו ב-1972. המטוסים הדו-כנפיים הללו קלים מאוד, והעיצוב שלהם כל כך פשוט שהוא אפילו מרמז על אפשרות של הרכבה עצמית. Acro Sport שוחרר במקור בתור דו-כנפי ספורט דו-מושבי, אבל כברשש שנים לאחר מכן, הוא שופר - והופיע דגם דו-מושבי של המטוס הדו-כנפי הזה.

עובדות מעניינות

1. הטיסה העולמית הראשונה המוכרת רשמית בוצעה בדצמבר 1903. המטוס שבו התרחשה פעולה זו היה דו-כנפי.
2. על ה"תירס" הסובייטי הישן והטוב, הפשיטה יכולה להיות עד עשרים אלף שעות, וזה נתון ניכר מאוד.
3. ייצור AN-2 החל בנובוסיבירסק. שם נפתחה הפקה גדולה במפעל התעופה צ'קלובסקי. והשם המקורי של המטוס הזה היה "Vezdelet" - השם שהציע היוצר עצמו, המהנדס אנטונוב.
4. לפני ה-AN-3, ה-AN-2 היה המטוס החד-מנועי הגדול ביותר.
5. בי-כנפיים החלו להיקרא "תירס" באמצע שנות החמישים של המאה הקודמת, כאשר החלו להשתמש בהם באופן פעיל לעבודה חקלאית על "מטעי תירס".
6. בברית המועצות קראו למטוסים דו-כנפיים "תירס", אבל הגרמנים במהלך המלחמה הפטריוטית הגדולה כינו את המטוסים שלנו מסוג זה "מטחנות קפה" ו"מכונות תפירה" - עוד תפירה אחת!
7. באותה שנה של ה-AN-2, נולד רובה סער קלצ'ניקוב. אז במשך זמן רב הייתה בדיחה שהמטוס הנ"ל הוא רובה סער קלצ'ניקוב עם מדחף.
8. סובייטי AN-2 מיוצר כעת אפילו בסין - תחת שם אחר, כמובן. ועד שנת 2002 יוצר בפולין גם דו-כנפי - במשך כמעט ארבעים שנה, כמעט שנים עשר אלף כאלה.מטוסים.
9. עד היום, ה-AN-2 נוכח בין המטוסים של צבאות תשע-עשרה מדינות, כולל זו הרוסית.
10. המפעל הדו-כנפי הראשון נוסד ב-1907 בצרפת.
11. המטוס הדו-כנפי המהיר ביותר בעולם, מטוס קרב דו-כנפי מהיר, עוד בשנת 1938, הוכר על ידי פיאט האיטלקית, שהפכה לצורה מודרנית של מטוס קרב פולוטור-פלן. המהירות המרבית שאליה היה מטוס זה מסוגל להגיע הגיעה לחמש מאות ועשרים קילומטרים לשעה.
12. בברית המועצות בשנות הארבעים הועדפו מונו-כנפיים, בעוד שמטוסים דו-כנפיים נחשבו לאנכרוניזם, שריד מהעבר. אולי, בין היתר מסיבה זו, לקח למהנדס אנטונוב די הרבה זמן לממש את הרעיון שלו - אחרי הכל, הוא תכנן את יצירת ה-AN-2 העתידי ב-1940 (והכל התברר רק שבע שנים מאוחר יותר).
13. מטוס הקרב הדו-כנפי הצרפתי האחרון הופק ב-1937 תחת השם Bleriot-SPAD.
14. מהנדס Polikarpov יצר לא רק את הדו-כנפי המפורסם U-2. הסופר שלו הוא ששייך גם למטוס הקרב הדו-כנפי שנקרא "השחף", במילים אחרות, ה-I-153 שהוזכר לעיל.
15. למרות ייצור ה-AN-2 שהושעה בארצנו (והוא הופסק עקב העלות הגבוהה של המטוסים הדו-כנפיים הללו וכתוצאה מכך היעדר הביקוש להם), התכנית הדו-כנפית היא עדיין הכי "ניתן לעיכול" והמתאים ביותר בזה לרבות למטוס קל של המאה העשרים ואחת, שהחיפוש אחר עיצובו מתבצע כעת על ידי מעצבי מטוסים מודרניים. המהנדסים מצייניםשאף דגם אחד, למעט מטוסים דו-כנפיים, לא יכול לכבוש בתוקף את הנישה שלו בשוק התעופה. וזה אומר שהמטוסים הדו-כנפיים עדיין חיים וחיים.

זה המידע על הדו-כנפיים השונים בעולם. ואני באמת רוצה כאן, בסוף המאמר שלנו, לתת קטע קצר מיצירתו של הסופר המפורסם ריצ'רד באך, שהוא גם חובב גבהים, מטוסים ושמים. היצירה שלו נקראת כך - "Biplane", ויש בה שורות כאלה:

זו אחת מהפעמים שבהן אין ספק שהרגע הזה הוא רגע חשוב שייזכר להרבה זמן. באותו רגע, מקל המצערת העתיק מתחת לכפפה שלי נע קדימה, והשנייה הראשונה של המסע מתחילה. הנה הפרטים הטכניים העמוסים מסביב: 1750 סל ד מנוע, לחץ שמן - 70 psi, הטמפרטורה שלו - 100 מעלות פרנהייט. פרטים אחרים ממהרים להצטרף אליהם, ואני מוכן ללמוד שוב: כשהמטוס הזה על הקרקע, אני בכלל לא יכול לראות שום דבר לפניי; מעניין כמה רחוק אפשר לדחוף את המצערת קדימה כדי שהמנוע לא יסתובב מהר יותר; זה יהיה מסע ארוך וסוער; שימו לב לדשא שצומח בשולי המסלול; הזנב עולה כל כך מהר, ואנחנו ממהרים לאורך הקרקע על גלגלים קדמיים אחד. ואנחנו יוצאים מהקרקע. אני מוקף בשאגה וברוח המפעימה והמסתחררת, אבל אני שומע אותה כל הדרך שהם שומעים משם, מהאדמה: רעם עדין שגדל ולרגע הופך לשאגה עוצמתית ישירות.מעל הראש, ואז דועך בהדרגה עד שרק דו-כנפי ישן ושקט, קטנטן נשאר בשמים.

יפה, נכון?