Биплан: конструкция и применение в авиации¶

Биплан — самолёт с двумя несущими поверхностями (крыльями), расположенными одна над другой и соединёнными системой стоек и расчалок. Относится к классу много­планных аэродинамических схем; исторически первая массовая компоновка летательных аппаратов тяжелее воздуха. Характерные признаки — увеличенная суммарная площадь крыльев при малом размахе, повышенная жёсткость коробки крыльев и высокая манёвренность на малых скоростях.

¶Конструкция

Классическая бипланная коробка состоит из верхнего и нижнего крыла, соединённых вертикальными стойками и диагональными расчалками (проволочными или ленточными). Такая схема образует пространственную ферму, которая воспринимает изгибные и крутильные нагрузки без тяжёлого внутреннего силового набора. Это позволяло строить прочные крылья из дерева и полотна при отсутствии мощных двигателей.

Основные варианты компоновки:

• Полутораплан — верхнее крыло заметно больше нижнего (например, схема многих истребителей 1930-х годов).
• Равнокрылый биплан — крылья одинакового размаха и площади.
• Сесквиплан — промежуточный тип с выраженной разницей площадей.
• Тандем — крылья расположены последовательно по фюзеляжу, а не друг над другом.

Крылья обычно выполнялись с выносом верхнего относительно нижнего, что снижало интерференцию потоков и улучшал обзор пилоту. Стойки и расчалки давали дополнительное сопротивление, поэтому бипланы уступали монопланам в максимальной скорости.

¶История

Первые успешные полёты аппаратов тяжелее воздуха в начале XX века совершались именно на бипланах: братья Райт в 1903 году использовали схему с двумя поверхностями. В годы Первой мировой войны биплан стал основной боевой компоновкой — истребители, разведчики и лёгкие бомбардировщики строились преимущественно по этой схеме. В 1920–1930-е годы бипланы доминировали в гражданской и военной авиации благодаря прочности и хорошим взлётно-посадочным характеристикам.

К концу 1930-х с ростом мощности двигателей и внедрением металлических монопланов с убирающимся шасси бипланы утратили первенство в скоростной авиации. Отдельные типы оставались в строю до конца Второй мировой войны, в основном как учебные и связные машины.

¶Применение

Бипланная схема сохраняет практическую ценность там, где важны малая скорость, короткий разбег и высокая манёвренность:

Классические примеры — учебный У-2 (По-2), истребители Первой мировой войны, современные лёгкие машины для авиахимии (например, Ан-2 выполнен по схеме биплана).

¶Преимущества и недостатки

Преимущества: высокая жёсткость и прочность крыльевой коробки, малый размах при большой площади, хорошая управляемость на малых скоростях, короткий разбег и пробег, устойчивость к сваливанию.

Недостатки: повышенное аэродинамическое сопротивление из-за стоек и расчалок, меньшая максимальная скорость, увеличенная масса конструкции, сложность обслуживания и большая высота ангара.

¶Современное состояние

В военной и скоростной авиации биплан вытеснен монопланом. Схема применяется в лёгкой и специализированной авиации, в спорте и в исторических репликах. Отдельное направление — сверхлёгкие бипланы и мотодельтапланы с двумя поверхностями, где ценится простота и устойчивость полёта на малых скоростях.