เครื่องบินสองปีก

เครื่องบิน ปีกสองชั้น (Biplane)คือเครื่องบินปีกคง ที่ที่มี ปีกหลักสอง ปีก ซ้อนกันเครื่องบิน ขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์ลำแรก ที่บินได้คือ ไร ท์ฟลายเออร์ (Wright Flyer ) ซึ่งใช้โครงสร้างปีกแบบสองชั้น เช่นเดียวกับเครื่องบินหลายลำในยุคแรกเริ่มของการบินแม้ว่าโครงสร้างปีกแบบสองชั้นจะมีข้อได้เปรียบทางด้านโครงสร้างมากกว่าปีกชั้นเดียวแต่ก็สร้างแรงต้านมากกว่าปีกชั้นเดียว เทคนิคการสร้างโครงสร้างที่ดีขึ้น วัสดุที่ดีกว่า และความเร็วที่สูงขึ้น ทำให้โครงสร้างปีกแบบสองชั้นล้าสมัยสำหรับการใช้งานส่วนใหญ่ในช่วงปลายทศวรรษ1930
เครื่องบินปีกสองชั้นมีข้อดีหลายประการเหนือกว่า เครื่องบินปีกเดี่ยว แบบคานยื่น ทั่วไป คือ ช่วยให้โครงสร้างปีกมีน้ำหนักเบาขึ้น ภาระปีกต่ำ และมีช่วงปีกที่แคบลงเมื่อเทียบกับพื้นที่ปีกที่เท่ากัน อย่างไรก็ตาม การรบกวนระหว่างการไหลของอากาศเหนือปีกแต่ละข้างจะเพิ่มแรงต้านอย่างมาก และโดยทั่วไปแล้วเครื่องบินปีกสองชั้นจำเป็นต้องมีโครงสร้างค้ำยันจำนวนมาก ซึ่งก่อให้เกิดแรงต้านเพิ่มเติม
เครื่องบินปีกสองชั้นแตกต่างจาก เครื่องบิน ปีกเรียงซ้อนตรงที่ปีกจะวางอยู่ด้านหน้าและด้านหลัง แทนที่จะอยู่ด้านบนและด้านล่าง
คำนี้ยังถูกนำมาใช้ในทางชีววิทยา บ้างเป็นครั้งคราว เพื่ออธิบายปีกของสัตว์บินบาง ชนิด
ลักษณะเฉพาะ

ในเครื่องบินปีกสองชั้น ปีกสองข้างวางซ้อนกัน โดยแต่ละข้างสร้างแรงยกได้บางส่วน แม้ว่าจะไม่สามารถสร้างแรงยกได้เป็นสองเท่าของปีกเดี่ยวที่มีขนาดและรูปร่างคล้ายกัน เนื่องจากปีกบนและปีกล่างทำงานบนชั้นบรรยากาศส่วนเดียวกันเกือบทั้งหมด จึงรบกวนการทำงานของกันและกัน ในการกำหนดค่าปีกสองชั้นที่ไม่มีการเหลื่อมกันระหว่างปีกบนกับปีกล่างค่าสัมประสิทธิ์แรงยก จะลดลง 10 ถึง 15 เปอร์เซ็นต์เมื่อเทียบกับเครื่องบินปีกชั้นเดียวที่ใช้ปีกและ อัตราส่วนความยาวต่อความกว้างเดียวกัน[ 1 ]

ปีกด้านล่างมักจะติดอยู่กับลำตัวเครื่องบินในขณะที่ปีกด้านบนจะยกขึ้นเหนือลำตัวเครื่องบินด้วยโครงสร้างค้ำยันแบบคาเบนแม้ว่าจะมีการใช้โครงสร้างแบบอื่นบ้างก็ตาม ปีกหลักทั้งสองข้างหรือข้างใดข้างหนึ่งสามารถรองรับปีกเล็กควบคุมการเลี้ยวได้ ในขณะที่ปีกเล็กควบคุมการยกตัว (แฟลป) มักจะติดตั้งอยู่ที่ปีกด้านล่าง โดยทั่วไปแล้วจะมีการเสริมโครงสร้างค้ำยันระหว่างปีกบนและปีกล่างในรูปแบบของค้ำยันระหว่างปีกที่วางตำแหน่งสมมาตรกันทั้งสองด้านของลำตัวเครื่องบิน และลวดค้ำยันเพื่อป้องกันไม่ให้โครงสร้างงอ ในกรณีที่ปีกไม่ได้เป็นโครงสร้างแบบคานยื่น
ข้อดีและข้อเสีย

ข้อได้เปรียบหลักของเครื่องบินปีกสองชั้นเหนือเครื่องบินปีกชั้นเดียวคือความสามารถในการรวมความแข็งแกร่งที่มากกว่าเข้ากับน้ำหนักที่เบากว่า ความแข็งแกร่งต้องการความลึกของโครงสร้าง และในขณะที่เครื่องบินปีกชั้นเดียวรุ่นแรกๆ ต้องใช้โครงสร้างค้ำยันภายนอกเพื่อเพิ่มความแข็งแกร่ง เครื่องบินปีกสองชั้นมีโครงสร้างที่ลึกโดยธรรมชาติ จึงทำให้สร้างได้ง่ายกว่าทั้งในด้านความเบาและความแข็งแรง สายเคเบิลบนเครื่องบินปีกชั้นเดียวที่ไม่ใช้คานยื่นจะทำมุมที่แหลมกว่ามาก จึงให้แรงดึงน้อยลงเพื่อเสริมความแข็งแกร่งของปีกด้านนอก ในเครื่องบินปีกสองชั้น เนื่องจากมุมต่างๆ ใกล้เคียงกับอุดมคติที่อยู่ในแนวเดียวกับแรงที่ต้านกัน โครงสร้างโดยรวมจึงสามารถทำให้แข็งแกร่งขึ้นได้ เนื่องจากความแข็งแกร่งที่ลดลง เครื่องบินปีกชั้นเดียวที่ใช้สายเคเบิลค้ำยันจึงมักมีสายเคเบิลสำหรับบินและลงจอดหลายชุด ในขณะที่เครื่องบินปีกสองชั้นสามารถสร้างได้ง่ายๆ ด้วยช่องเดียว และมีสายเคเบิลสำหรับบินและลงจอดเพียงชุดเดียว อย่างไรก็ตาม แรงต้านเพิ่มเติมจากสายเคเบิลไม่เพียงพอที่จะชดเชยข้อเสียเปรียบทางอากาศพลศาสตร์จากการที่ปีกสองปีกรบกวนกัน มีการทดลองใช้เครื่องบินปีกชั้นเดียวที่ใช้ค้ำยันแบบแท่ง แต่ก็ไม่มีรุ่นใดประสบความสำเร็จ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื่องจากแรงต้านจากจำนวนแท่งค้ำยันที่ใช้
แรงโครงสร้างที่กระทำต่อคานของปีกเครื่องบินสองปีกมักจะต่ำกว่า เนื่องจากแรงเหล่านั้นถูกแบ่งระหว่างคานสี่อันแทนที่จะเป็นสองอัน ดังนั้นปีกจึงสามารถใช้วัสดุน้อยลงเพื่อให้ได้ความแข็งแรงโดยรวมเท่ากัน และจึงมีน้ำหนักเบากว่า พื้นที่ของปีกที่กำหนดก็มักจะสั้นกว่า ซึ่งช่วยลดโมเมนต์ดัดบนคาน ทำให้สามารถสร้างคานให้เบากว่าได้เช่นกัน[ 2 ]อย่างไรก็ตาม เครื่องบินสองปีกจำเป็นต้องมีคานค้ำเพิ่มเติมเพื่อรักษาระยะห่างระหว่างปีก ซึ่งจะเพิ่มทั้งน้ำหนักและแรงต้าน
กำลังเครื่องยนต์ที่ต่ำในยุคแรกของการบินจำกัดความเร็วของเครื่องบินไว้ค่อนข้างต่ำ จึงจำเป็นต้องมีอัตราความเร็วในการร่วงหล่น ที่ต่ำลงไปอีก ซึ่งส่งผลให้ต้อง มีภาระปีก ที่ต่ำ โดยต้องมีพื้นที่ปีกขนาดใหญ่และน้ำหนักเบา การได้พื้นที่ปีกขนาดใหญ่โดยที่ปีกไม่ยาวจนเกินไปและยืดหยุ่นได้มากเกินไปจนเป็นอันตรายนั้น ทำได้ง่ายกว่าด้วยเครื่องบินปีกสองชั้น
ปีกสองปีกที่เล็กกว่าช่วยให้คล่องตัวมากขึ้น หลังสงครามโลกครั้งที่ 1 สิ่งนี้ช่วยขยายยุคของเครื่องบินปีกสองชั้น และแม้จะมีข้อเสียเปรียบด้านประสิทธิภาพเครื่องบินรบ ส่วนใหญ่ ยังคงเป็นเครื่องบินปีกสองชั้นจนถึงช่วงกลางทศวรรษที่ 1930 เครื่องบินปีกสองชั้นสำหรับกีฬาผาดโผน โดยเฉพาะ ยังคงผลิตในจำนวนเล็กน้อย[ 3 ]
เครื่องบินปีกสองชั้นประสบปัญหาการรบกวนทางอากาศพลศาสตร์ระหว่างปีกทั้งสอง เมื่ออากาศที่มีความดันสูงใต้ปีกบนและอากาศที่มีความดันต่ำเหนือปีกด้านล่างหักล้างกันซึ่งหมายความว่าในทางปฏิบัติแล้ว เครื่องบินปีกสองชั้นไม่ได้สร้างแรงยกเป็นสองเท่าของเครื่องบินปีกชั้นเดียวที่มีขนาดใกล้เคียงกัน ยิ่งปีกทั้งสองข้างอยู่ห่างกันมากเท่าไหร่ การรบกวนก็จะยิ่งน้อยลง แต่คานค้ำยันจะต้องยาวขึ้น และช่องว่างระหว่างปีกจะต้องกว้างมากเป็นพิเศษจึงจะลดการรบกวนลงได้อย่างเห็นได้ชัด
เมื่อกำลังเครื่องยนต์และความเร็วเพิ่มสูงขึ้นในช่วงปลายสงครามโลกครั้งที่หนึ่งปีกคานยื่นหนาที่มีแรงต้านต่ำกว่าและภาระปีกสูงกว่าจึงกลายเป็นสิ่งที่ใช้งานได้จริง ซึ่งส่งผลให้เครื่องบินปีกชั้นเดียวมีความน่าสนใจมากขึ้น เนื่องจากช่วยแก้ปัญหาโครงสร้างที่เกี่ยวข้องกับเครื่องบินปีกชั้นเดียวได้ แต่ไม่ได้ช่วยปรับปรุงเครื่องบินปีกสองชั้นมากนัก
เซ

โดยทั่วไปแล้ว เครื่องบินปีกสองชั้นจะมีปีกวางซ้อนกันอยู่ การเลื่อนปีกบนไปข้างหน้าเมื่อเทียบกับปีกล่างเรียกว่าการจัดเรียงปีกแบบเหลื่อมหรือเรียกสั้นๆ ว่า การเหลื่อม การจัดเรียงปีกแบบนี้สามารถเพิ่มแรงยกและลดแรงต้านได้โดยการลดผลกระทบจากการรบกวนทางอากาศพลศาสตร์ระหว่างปีกทั้งสองลงเล็กน้อย แต่ส่วนใหญ่แล้วมักใช้เพื่อปรับปรุงการเข้าถึงห้องนักบิน เครื่องบินปีกสองชั้นหลายลำมีปีกแบบเหลื่อม ตัวอย่างที่พบได้ทั่วไป ได้แก่de Havilland Tiger Moth , Bücker Bü 131 JungmannและTravel Air 2000
อีกทางเลือกหนึ่งคือ สามารถเลื่อนปีกด้านล่างไปข้างหน้าปีกด้านบนได้ ทำให้เกิดการเหลื่อมล้ำเชิงลบ และมีประโยชน์ที่คล้ายคลึงกัน โดยปกติแล้วจะทำในการออกแบบบางอย่างด้วยเหตุผลทางโครงสร้าง หรือเพื่อปรับปรุงการมองเห็น ตัวอย่างของการเหลื่อมล้ำเชิงลบ ได้แก่Sopwith Dolphin , Breguet 14และBeechcraft Staggerwing [ 4 ] [ 5 ] อย่างไรก็ตามการเหลื่อมล้ำเชิงบวก (ไปข้างหน้า) เป็นเรื่องที่พบได้บ่อยกว่ามาก
อ่าว
พื้นที่ที่ล้อมรอบด้วยชุดค้ำยันระหว่างปีกเรียกว่าช่อง (เช่นเดียวกับที่ใช้ในสถาปัตยกรรม ) ดังนั้นเครื่องบินปีกสองชั้นหรือ ปีกสามชั้นที่มีชุดค้ำยันเพียงชุดเดียวที่เชื่อมต่อปีกแต่ละข้างของเครื่องบินจึงเรียกว่าเครื่องบินปีกสองชั้นแบบช่องเดียวซึ่งให้ความแข็งแรงเพียงพอสำหรับเครื่องบินขนาดเล็ก เช่น เครื่องบินขับ ไล่Fokker D.VII ใน ยุคสงครามโลกครั้งที่หนึ่งและเครื่องบินฝึกหัดพื้นฐานde Havilland Tiger Moth ในยุคสงครามโลกครั้งที่สอง[ 6 ]
เครื่องบิน Curtiss JN-4 Jenny สองที่นั่งขนาดใหญ่เป็นเครื่องบินปีกสองชั้นแบบสองช่องโดยช่องพิเศษนั้นจำเป็นเนื่องจากช่องที่ยาวเกินไปมีแนวโน้มที่จะงอและอาจเสียหายได้ เครื่องบินขับไล่ SPAD S.XIIIแม้จะดูเหมือนเป็นเครื่องบินปีกสองชั้นแบบสองช่อง แต่มีเพียงช่องเดียวเท่านั้น แต่มีจุดกึ่งกลางของโครงสร้างที่เสริมด้วยค้ำยันเพิ่มเติม อย่างไรก็ตาม โครงสร้างเหล่านี้ไม่ได้ต่อเนื่องกันจากปีกบนถึงปีกล่าง[ 7 ]เครื่องบินSopwith 1½ Strutterมีห้องโดยสารรูปตัว W แต่เนื่องจากไม่ได้เชื่อมต่อปีกเข้าด้วยกัน จึงไม่ได้เพิ่มจำนวนช่อง[ 8 ]
เครื่องบินปีกสอง ชั้นขนาดใหญ่สำหรับขนส่งและทิ้งระเบิดมักต้องการช่องปีกเพิ่มเติมเพื่อให้มีความแข็งแรงเพียงพอ เครื่องบินเหล่านี้มักถูกเรียกว่าเครื่องบินปีกสองชั้นแบบหลายช่อง ปีก เครื่องบินปีกสองชั้นจำนวนเล็กน้อย เช่นZeppelin-Lindau DIไม่มีคานค้ำระหว่างปีกและถูกเรียกว่าไม่มีคานค้ำ[ 9 ]
- Zeppelin-Lindau DIเครื่องบินปีกสองชั้นไร้สตรัทเลส
- เครื่องบิน เนียวปอร์ต 23แบบปีกสองชั้นเดียว
- เครื่องบินปีกสองชั้น SPAD S.XIIIแบบช่องเดียว พร้อมค้ำยันเสริม
- เครื่องบินปีกสองชั้นแบบสองช่องCurtiss JN-4
- เครื่องบินปีกสองชั้น Handley Page V/1500แบบสี่ช่องหรือหลายช่อง
เสื้อผ้า
เนื่องจากเครื่องบินปีกสองชั้นส่วนใหญ่ไม่มี โครงสร้าง แบบคานยื่นจึงต้องใช้ลวดรัดเพื่อรักษาความแข็งแรง เครื่องบินรุ่นแรกๆ ใช้ลวดธรรมดา (ทั้งแบบถักและแบบธรรมดา) อย่างไรก็ตาม ในช่วงสงครามโลกครั้งที่หนึ่งโรงงานผลิตเครื่องบินหลวง ของอังกฤษ ได้พัฒนาลวดรูปทรงปีกเครื่องบินที่เรียกว่า RAFwire เพื่อเพิ่มความแข็งแรงและลดแรงต้าน ลวดสี่ประเภทถูกใช้ในโครงสร้างปีกของเครื่องบินปีกสองชั้น ลวดต้านแรงต้านภายในปีกจะป้องกันไม่ให้ปีกพับกลับไปติดกับลำตัวเครื่องบิน โดยวิ่งอยู่ภายในช่องปีกจากมุมด้านในด้านหน้าไปยังมุมด้านนอกด้านหลัง[ 10 ]ลวดต้านแรงต้านจะป้องกันไม่ให้ปีกเคลื่อนไปข้างหน้าเมื่อเครื่องบินหยุด และวิ่งในทิศทางตรงกันข้ามกับลวดต้านแรงต้าน[ 11 ]ลวดทั้งสองชนิดนี้มักจะซ่อนอยู่ภายในปีก และหากโครงสร้างมีความแข็งแรงเพียงพอแล้ว อาจละเว้นได้ในบางแบบ อันที่จริง เครื่องบินรุ่นแรกๆ หลายลำอาศัยผ้าที่หุ้มปีกเพื่อให้ความแข็งแรงนี้ จนกระทั่งความเร็วและแรงที่สูงขึ้นทำให้สิ่งนี้ไม่เพียงพอ ภายนอก สายยกจะป้องกันไม่ให้ปีกพับขึ้น และวิ่งจากด้านล่างของปีกด้านนอกไปยังโคนปีกด้านล่าง[ 12 ]ในทางกลับกัน สายลงจอดจะป้องกันไม่ให้ปีกหย่อนลง และต้านทานแรงเมื่อเครื่องบินลงจอด และวิ่งจากส่วนกลางของปีกด้านบนไปยังด้านนอกของปีกด้านล่าง[ 13 ]อาจใช้สายต้านแรงดึงและสายต้านแรงดึงเพิ่มเติมเพื่อค้ำยันคานห้องโดยสารซึ่งเชื่อมต่อลำตัวกับปีก และคานระหว่างปีกซึ่งเชื่อมต่อปีกบนและปีกล่างเข้าด้วยกัน
เซสควิเพลน

เครื่องบินเซสควิเพลนเป็นเครื่องบินปีกสองชั้นชนิดหนึ่ง โดยปีกข้างหนึ่ง (โดยปกติจะเป็นปีกด้านล่าง) จะมีขนาดเล็กกว่าอีกข้างอย่างเห็น ได้ชัด [ 14 ] [ 15 ]คำนี้มาจากภาษาละติน หมายถึง "ปีกหนึ่งครึ่ง" การจัดเรียงแบบนี้สามารถลดแรงต้านและน้ำหนักได้ ในขณะที่ยังคงรักษาข้อดีทางโครงสร้างของเครื่องบินปีกสองชั้นไว้ ปีกด้านล่างอาจมีช่วงปีกที่สั้นกว่าอย่างเห็นได้ชัด หรือมีคอร์ด ที่ ลด ลง [ 14 ]
ตัวอย่างเช่นเครื่องบินทหาร ตระกูล Nieuport ตั้งแต่ Nieuport 10ไปจนถึงNieuport 27ซึ่งเป็นกำลังหลักของกองทัพอากาศฝ่ายสัมพันธมิตรระหว่างปี 1915 ถึง 1917 [ 16 ]ประสิทธิภาพของเครื่องบิน Nieuport sesquiplane นั้นน่าประทับใจมากจนIdflieg (หน่วยตรวจสอบกองทหารบินของเยอรมัน) ร้องขอให้ผู้ผลิตเครื่องบินผลิตแบบจำลอง ซึ่งความพยายามนี้ได้รับความช่วยเหลือจากเครื่องบินที่ยึดมาได้หลายลำและแบบร่างโดยละเอียด หนึ่งในแบบจำลองที่มีชื่อเสียงที่สุดคือSiemens-Schuckert DI [ 17 ] เครื่องบิน Albatros D.IIIและDVซึ่งลอกเลียนแบบโครงสร้างทั่วไปจาก Nieuport ก็เป็นกำลังหลักของกองทัพเยอรมันในช่วงสงครามโลกครั้งที่หนึ่งเช่นกัน[ 18 ]เครื่องบิน Albatros sesquiplane ได้รับการยกย่องอย่างกว้างขวางจากลูกเรือในด้านความคล่องตัวและอัตราการไต่ระดับที่สูง[ 19 ]
ในช่วงระหว่างสงครามโลกครั้งที่หนึ่งและครั้งที่สองรูปแบบเครื่องบินเซสควิเพลนยังคงได้รับความนิยม โดยมีหลายประเภท เช่นNieuport-Delage NiD 42/52/62 series , Fokker C.Vd & e และPotez 25ซึ่งใช้งานในกองทัพอากาศจำนวนมาก ในภาคการบินทั่วไป เครื่องบินเช่นWaco Custom Cabin seriesได้รับความนิยมค่อนข้างมาก[ 20 ] Saro Windhoverเป็นเครื่องบินเซสควิเพลนที่มีปีกบนเล็กกว่าปีกล่าง ซึ่งเป็นรูปแบบที่หายากกว่าแบบกลับกันมาก[ 21 ] Pfalz D.IIIยังมีการจัดเรียงเซสควิเพลนที่ค่อนข้างแปลก โดยมีปีกล่างที่แข็งแรงกว่าพร้อมคานสองอันที่ช่วยขจัดปัญหาการสั่นสะเทือนที่พบในเครื่องบินเซสควิเพลนแบบคานเดียว[ 18 ]
ประวัติศาสตร์




การวางซ้อนปีกเครื่องบินได้รับการเสนอแนะโดยเซอร์จอร์จ เคย์ลีย์ในปี พ.ศ. 2386 [ 22 ]ไฮแรม แม็กซิมนำแนวคิดนี้มาใช้กับเครื่องทดสอบพลังไอน้ำของเขา ซึ่งบินขึ้นได้แต่ถูกยึดไว้ด้วยรางนิรภัยในปี พ.ศ. 2337 [ 23 ]ออตโต ลิเลียนธาลออกแบบและบินเครื่องร่อน ปีกสองชั้นสองแบบที่แตกต่างกัน ในปี พ.ศ. 2338 [ 24 ]แม้ว่าเขาจะเป็นที่รู้จักกันดีกว่าในเรื่องเครื่องบินปีกชั้นเดียวของเขา[ 25 ]ในปี พ.ศ. 2339 กลุ่มชายหนุ่มในสหรัฐอเมริกา นำโดยอ็อกเทฟ ชานูตได้บินเครื่องร่อนปีก รวมถึงเครื่องบินปีกสองชั้น และสรุปว่าเครื่องบินปีกสองชั้นที่ค้ำยันภายนอกมีโอกาสที่ดีกว่าสำหรับการบินด้วยพลังงานมากกว่าเครื่องบินปีกชั้นเดียว ในปี พ.ศ. 2446 เครื่องบิน ปีกสองชั้นไรท์ฟลายเออร์ กลาย เป็นเครื่องบินที่ขับเคลื่อนด้วยพลังงานลำแรกที่ประสบความสำเร็จ[ 26 ]
ตลอดช่วงปีบุกเบิก ทั้งเครื่องบินปีกสองชั้นและเครื่องบินปีกชั้นเดียวเป็นที่นิยม แต่เมื่อเกิดสงครามโลกครั้งที่หนึ่งเครื่องบินปีกสองชั้นกลับได้รับความนิยมมากกว่า หลังจากความล้มเหลวทางโครงสร้างของเครื่องบินปีกชั้นเดียวหลายครั้ง ส่งผลให้RFC ออก "คำสั่งห้ามใช้เครื่องบินปีกชั้นเดียว" โดยสั่งห้ามใช้เครื่องบินปีกชั้นเดียวทั้งหมดที่ใช้ในกองทัพ[ 27 ]ขณะที่ฝรั่งเศสก็ถอนเครื่องบินปีกชั้นเดียวส่วนใหญ่ออกจากบทบาทการรบและนำไปใช้ในการฝึกอบรมแทน บุคคลสำคัญอย่างบรูซ นักเขียนด้านการบิน สังเกตว่ามีอคติที่เห็นได้ชัดแม้กระทั่งกับเครื่องบินปีกชั้นเดียวที่ออกแบบใหม่ เช่นBristol M.1ซึ่งทำให้เครื่องบินที่มีคุณสมบัติการทำงานค่อนข้างสูงถูกมองข้ามไป โดยเลือกใช้เครื่องบินปีกสองชั้นแบบ 'ดั้งเดิม' แทน และมีความเชื่อที่แพร่หลายในเวลานั้นว่าเครื่องบินปีกชั้นเดียวไม่ปลอดภัยโดยเนื้อแท้ในระหว่างการรบ[ 28 ] [ 29 ]
ระหว่างปี 1914 ถึง 1925 เครื่องบินใหม่ส่วนใหญ่ที่นำมาใช้เป็นเครื่องบินปีกสองชั้น อย่างไรก็ตาม ในช่วงปลายปีของสงครามโลกครั้งที่หนึ่ง ชาวเยอรมันได้ทดลองกับเครื่องบินปีกชั้นเดียวรุ่นใหม่ เช่นFokker D.VIIIซึ่งอาจทำให้ข้อได้เปรียบของเครื่องบินปีกสองชั้นหมดไปเร็วกว่านี้ หากสงครามไม่จบลงในเวลานั้น[ 30 ]ฝรั่งเศสยังได้นำMorane-Saulnier AI มา ใช้ ซึ่ง เป็นเครื่องบินปีกชั้นเดียวแบบร่มที่มีโครงสร้างค้ำยันแม้ว่าเครื่องบินประเภทนี้จะถูกลดบทบาทลงอย่างรวดเร็วไปเป็นเครื่องบินฝึกขั้นสูงหลังจากแก้ไขปัญหาโครงสร้างแล้ว[ 31 ] เครื่องบินแบบเซสควิเพลน ซึ่งเป็นเครื่องบิน ปีกสองชั้นที่มีปีกล่างสั้นกว่า เช่นNieuport 17 ของฝรั่งเศส และAlbatros D.III ของเยอรมนี มีแรงต้านอากาศต่ำกว่าเครื่องบินปีกสองชั้นทั่วไป ในขณะเดียวกันก็แข็งแรงกว่าเครื่องบินปีกชั้นเดียว
ในช่วงระหว่างสงครามโลกครั้งที่หนึ่งและ ครั้งที่สอง มีการนำเครื่องบินโดยสารปีกสองชั้นจำนวนมากมาใช้ เครื่องบิน de Havilland Dragon ของอังกฤษ ประสบความสำเร็จเป็นพิเศษ มีการออกแบบที่เรียบง่าย สามารถบรรทุกผู้โดยสารได้หกคนในเส้นทางที่มีผู้โดยสารหนาแน่น เช่น เส้นทางลอนดอน-ปารีส[ 32 ]ในช่วงต้นเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2477 เครื่องบินลำหนึ่งชื่อTrail of the Caribouได้ทำการบินแบบไม่หยุดพักครั้งแรกระหว่างแผ่นดินใหญ่ของแคนาดาและสหราชอาณาจักรในเวลา 30 ชั่วโมง 55 นาที แม้ว่าเป้าหมายที่ตั้งใจไว้สำหรับการบินระยะไกลครั้งนี้เดิมทีคือแบกแดดประเทศอิรัก[ 33 ] [ 34 ] แม้ จะประสบความสำเร็จในระดับหนึ่ง แต่การผลิตเครื่องบิน Dragon ของอังกฤษก็ยุติลงอย่างรวดเร็วเพื่อหันไปผลิต de Havilland Dragon Rapide ที่ ทรงพลังและสง่างามกว่าซึ่งได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะให้เป็นเครื่องบินที่เร็วและสะดวกสบายกว่า Dragon [ 35 ]
เมื่อกำลังเครื่องยนต์และความเร็วเพิ่มขึ้น แรงต้านอากาศที่เกิดจากโครงสร้างภายนอกก็ยิ่งจำกัดประสิทธิภาพของเครื่องบินมากขึ้นเรื่อยๆ การบินให้เร็วขึ้นจำเป็นต้องลดโครงสร้างภายนอกเพื่อสร้างการออกแบบที่ลื่นไหลตามหลักอากาศพลศาสตร์ อย่างไรก็ตาม การออกแบบคานยื่นในยุคแรกๆ นั้นอ่อนแอเกินไปหรือหนักเกินไป เครื่องบินปีกสองชั้นJunkers JI ในปี 1917 ใช้แผ่น อลูมิเนียม ลูกฟูกสำหรับพื้นผิวการบินทั้งหมด โดยมีคานค้ำยันน้อยที่สุด อย่างไรก็ตาม ผิวโลหะที่บางนั้นค่อนข้างเสียหายได้ง่ายและต้องได้รับการดูแลอย่างระมัดระวังจากเจ้าหน้าที่ภาคพื้นดิน[ 36 ] เครื่องบินขับไล่ Zeppelin-Lindau DIในปี 1918 เป็นเครื่องบินปีกสองชั้นแบบโมโนค็อกที่มีโครงสร้างโลหะทั้งหมดและคานยื่นแต่การมาถึงของมันมาช้าเกินไปที่จะนำไปใช้ในการรบในความขัดแย้ง[ 9 ]
ในช่วงทศวรรษ 1930 เครื่องบินปีกสองชั้นได้ถึงขีดจำกัดประสิทธิภาพแล้ว และเครื่องบินปีกชั้นเดียวก็เริ่มมีบทบาทเด่นมากขึ้น โดยเฉพาะในทวีปยุโรป ซึ่งเครื่องบินปีกชั้นเดียวเริ่มแพร่หลายมากขึ้นตั้งแต่สิ้นสุดสงครามโลกครั้งที่ 1เมื่อเริ่มสงครามโลกครั้งที่ 2กองทัพอากาศหลายแห่งยังคงมีเครื่องบินรบปีกสองชั้นประจำการอยู่ในแนวหน้า แต่เครื่องบินเหล่านั้นไม่สามารถแข่งขันได้อีกต่อไป และส่วนใหญ่ถูกนำไปใช้ในบทบาทเฉพาะทาง เช่น การฝึกอบรมหรือการปฏิบัติการบนเรือ จนกระทั่งหลังจากสิ้นสุดสงครามไม่นาน เครื่องบินปีก สองชั้น Gloster Gladiator ของอังกฤษ เครื่องบินรบ Fiat CR.42 Falcoของอิตาลีและ เครื่องบินรบปีกสองชั้น I-153 ของโซเวียต ยังคงใช้งานได้หลังจากปี 1939 [ 37 ] [ 38 ]ตามที่ Gianni Cattaneo ผู้เขียนด้านการบินกล่าวไว้ CR.42 สามารถประสบความสำเร็จใน บทบาท เครื่องบินขับไล่กลางคืนป้องกันเครื่องบินทิ้งระเบิดของ RAF ที่โจมตีเป้าหมายทางอุตสาหกรรมทั่วภาคเหนือของอิตาลี[ 39 ] [ 40 ]

กองทัพอากาศนาวีอังกฤษปฏิบัติการเครื่องบินทิ้งระเบิดตอร์ปิโดFairey Swordfish จากเรือบรรทุกเครื่องบิน และใช้เครื่องบินประเภทนี้ใน บทบาท การต่อต้านเรือดำน้ำจนกระทั่งสิ้นสุดสงคราม ส่วนใหญ่เป็นเพราะความสามารถในการปฏิบัติการจากดาดฟ้าเรือบรรทุกเครื่องบินคุ้มกัน ที่มีขนาดกะทัดรัด ความเร็วการร่วงหล่นต่ำและการออกแบบที่ทนทานทำให้เหมาะสำหรับปฏิบัติการแม้ในสภาพอากาศที่รุนแรงในมหาสมุทรแอตแลนติกตอนกลาง[ 41 ]เมื่อสิ้นสุดสงคราม Swordfish ได้รับการยกย่องว่าเป็นเครื่องบินที่ทำลายเรือของฝ่าย อักษะ ได้มากกว่าเครื่องบินฝ่ายสัมพันธมิตรอื่นๆ[ 42 ]
ทั้งเครื่องบิน Heinkel He 50 ของเยอรมันและ Polikarpov Po-2ของโซเวียตถูกนำมาใช้ในการโจมตีภาคพื้นดิน ในเวลากลางคืนได้ค่อนข้างประสบความสำเร็จ ตลอดช่วงสงครามโลกครั้งที่สอง ในกรณีของ Po-2 การผลิตเครื่องบินยังคงดำเนินต่อไปแม้หลังสงครามสิ้นสุดลง โดยไม่สิ้นสุดจนกระทั่งประมาณปี 1952 [ 43 ]กองทัพอากาศประชาชนเกาหลีได้ใช้งาน Po-2 จำนวนมากในช่วงสงครามเกาหลีซึ่งสร้างความเสียหายอย่างร้ายแรงระหว่างการโจมตีทางอากาศในเวลากลางคืนต่อฐานทัพของสหประชาชาติ[ 44 ] Po-2 ยังเป็นเครื่องบินปีกสองชั้นเพียงลำเดียวที่ได้รับการบันทึกว่าสามารถยิงเครื่องบินเจ็ตตกได้ โดยเครื่องบิน Lockheed F-94 Starfire ลำหนึ่ง ถูกทำลายขณะลดความเร็วลงเหลือ161 กม./ชม. (100 ไมล์ต่อชั่วโมง)ซึ่งต่ำกว่าความเร็วในการร่วงหล่น ระหว่างการสกัดกั้นเพื่อเข้าปะทะกับ Po-2 ที่บินต่ำ[ 45 ]
ต่อมา เครื่องบินฝึกหัด ปีกสองชั้นรุ่น อื่นๆ ได้แก่เดอ ฮาวิลแลนด์ ไทเกอร์ มอธซึ่งใช้ในกองทัพอากาศอังกฤษ (RAF), กองทัพอากาศแคนาดา (RCAF) และอื่นๆ รวมถึงสแตมป์ เอสวี.4ซึ่งใช้งานหลังสงครามในกองทัพอากาศฝรั่งเศสและเบลเยียม เครื่องบินสเตียร์แมน พีที-13ถูกใช้งานอย่างแพร่หลายโดยกองทัพอากาศสหรัฐฯ (USAAF) ขณะที่กองทัพเรือสหรัฐฯ ใช้เครื่องบินNaval Aircraft Factory N3Nในภายหลัง ในการใช้งานพลเรือนในสหรัฐฯ เครื่องบินสเตียร์แมนมีความเกี่ยวข้องอย่างมากกับการบินผาดโผน เช่นการเดินบนปีกและการพ่นยาฆ่าแมลง ซึ่งขนาดกะทัดรัดของมันทำงานได้ดีในระดับความสูงต่ำ ที่ต้องหลบหลีกสิ่งกีดขวาง

เครื่องบินปีกสองชั้นแบบสมัยใหม่ยังคงมีอยู่สำหรับการใช้งานเฉพาะทาง เช่นเครื่องบินผาดโผนและเครื่องบินเกษตรกรรมโดยบทบาทและรูปแบบการแข่งขันเครื่องบินผาดโผนนั้นได้รับการกำหนดไว้อย่างชัดเจนในช่วงกลางทศวรรษ 1930 โดยเครื่องบินUdet U 12 FlamingoและWaco Taperwing เครื่องบิน Pitts Specialครองความเป็นเจ้าแห่งเครื่องบินผาดโผนเป็นเวลาหลายปีหลังสงครามโลกครั้งที่สองและยังคงผลิตอยู่จนถึงปัจจุบัน
เครื่องบินปีกสองชั้นส่วนใหญ่ติดตั้งเครื่องยนต์ลูกสูบยกเว้นAntonov An-3และWSK-Mielec M-15 Belphegorซึ่งติดตั้ง เครื่องยนต์ เทอร์โบพร็อปและเทอร์โบแฟนตามลำดับ เครื่องบินปีกสองชั้นรุ่นเก่าบางรุ่น เช่นGrumman Ag Catก็มีรุ่นปรับปรุงที่ติดตั้งเครื่องยนต์เทอร์โบพร็อปให้เลือกด้วย
เครื่องบินปีกสองชั้นที่ผลิตมากที่สุดสองแบบคือAvro 504 ของอังกฤษในปี 1913 ซึ่งผลิตออกมา 11,303 ลำ และPolikarpov Po-2ของโซเวียตในปี 1928 ซึ่งผลิตออกมามากกว่า 20,000 ลำ โดย Po-2 เป็นเครื่องบินที่เข้ามาแทนที่ Avro 504 ที่โซเวียตลอกเลียนแบบมาโดยตรง ทั้งสองแบบถูกนำมาใช้เป็นเครื่องบินฝึกหัดอย่างแพร่หลาย ส่วนAntonov An-2ก็ประสบความสำเร็จอย่างมากเช่นกัน โดยผลิตออกมามากกว่า 18,000 ลำ
เครื่องบินอัลตร้าไลท์

แม้ว่าอัลตร้าไลท์ ส่วนใหญ่ จะเป็นเครื่องบินปีกเดียว แต่ความเร็วต่ำและโครงสร้างที่เรียบง่ายได้เป็นแรงบันดาลใจให้เกิดอัลตร้าไลท์แบบสองปีกจำนวนเล็กน้อย เช่นEasy Riser ของ Larry Mauro (1975–) Mauro ยังสร้างเวอร์ชันที่ขับเคลื่อนด้วยเซลล์แสงอาทิตย์ที่ขับเคลื่อนมอเตอร์ไฟฟ้าเรียกว่าSolar Riser Easy Riserของ Mauro ถูกใช้โดย "Father Goose" Bill Lishman [ 46 ]
เครื่องบินอัลตร้าไลท์ปีกสองชั้นอื่นๆ ได้แก่Aviasud Mistral ที่ออกแบบโดยชาวเบลเยียม , FK12 Comet ของเยอรมัน (1997–), Lite Flyer Biplane [ 47 ] [ 48 ] Sherwood RangerและMurphy Renegade
วิวัฒนาการของนก
ไดโนเสาร์มีขนMicroraptor guiร่อน และอาจบินได้ด้วยปีกสี่ปีก ซึ่งอาจจัดเรียงในลักษณะปีกเหลื่อมกัน สิ่งนี้เป็นไปได้เนื่องจากมีขนปีกทั้งที่ขาหน้าและขาหลัง โดยขนที่ขาหน้าจะกางออกได้กว้างกว่า มีการเสนอแนะว่าขาหลังไม่น่าจะกางออกไปด้านข้างได้ แต่ในขณะบินจะห้อยลงมาอยู่ด้านล่างและอยู่ด้านหลังขาหน้าเล็กน้อย[ 49 ]
ดูเพิ่มเติม
ลิงก์ภายนอก
- ภาพถ่ายเครื่องบินสองปีกในอดีต
- Jacqui Hayes: ปีกนกวิวัฒนาการมาจากไดโนเสาร์ปีกสองชั้นเก็บถาวรเมื่อ 27 มกราคม 2007 ที่Wayback Machine , Cosmos
- Spicerweb.orgเครื่องร่อนแขวนเครื่องบินคู่ Octave Chanute