Warum haben die meisten Doppeldecker ihren oberen Flügel etwas vor dem unteren Flügel?

Das Platzieren des oberen Flügels vor dem unteren Flügel in Doppeldeckern wird als (positive) Staffelung bezeichnet. Es wird hauptsächlich in kleinen Doppeldeckern verwendet und verbessert die Sicht des Piloten.

Um eine Variation des Pilotengewichts auszugleichen und Beschleunigungen bei Manövern zu reduzieren, ist es ratsam, den Piloten sehr nahe am Schwerpunkt zu platzieren. Wenn sich der obere Flügel in der gleichen Längsrichtung befinden würde, würde er die Vorwärts- und Aufwärtssicht des Piloten behindern.

Warum ist der Blick nach oben so wichtig? Wegen der Querneigung muss man abwechselnd nach oben schauen, um zu sehen, was vor einem liegt. Ein hoch montierter Flügel genau im Schwerpunkt würde dem Piloten abwechselnd die Sicht nach vorne rauben.

Daher wird bei kleinen Doppeldeckern der obere Flügel nach vorne bewegt, während der untere Flügel entsprechend nach hinten bewegt wird, sodass ein Auftrieb nahe am Schwerpunkt erzeugt wird, der obere Flügel jedoch nicht im Weg ist.

Große Doppeldecker benötigen diese Anordnung nicht, da der Pilot vor dem Flügel sitzt. Das Antonov 2 unten ist ein Beispiel ( Quelle ):

Bei vielen Designs hat der Mittelflügel hinten einen Ausschnitt, um dem Piloten ein besseres Sichtfeld zu geben. Noch interessanter ist, was getan werden musste, um die Sicht der Piloten in Sonnenschirm-Eindeckern zu verbessern. Die Focke-Wulf 56 verwendete eine leichte Flügelpfeilung in Kombination mit einer reduzierten Grundsehne, um die Behinderung des Sichtfelds des Piloten durch die hintere Flügelmitte zu verringern ( Bildquelle ).

Es wird als gestaffelter Flügel bezeichnet und dient dazu, unter bestimmten Umständen aerodynamische Interferenzen zwischen den Flügeln zu verringern. Ein Flügel mit positiver (Vorwärts-) Staffelung ist am gebräuchlichsten, da er sowohl die Sicht nach unten als auch den Zugang zum Cockpit für Doppeldecker mit offenem Cockpit verbessert.

Flügeleffizienz.

Hier ist eine Analyse der Doppeldeckerflügeleffizienz relativ zur Trennung als Prozentsatz der Sehne.

Die Referenz besagt, dass eine positive Staffelung (oberer Flügel vor dem unteren) um 0,4 Sehnen eine 5% bessere Effizienz ergibt, so dass das Vorrücken des oberen Flügels um 0,4 Sehnen im Vergleich zu der gezeigten vertikalen Stapelung vorteilhaft wäre.

Im Fall des abgebildeten landwirtschaftlichen Flugzeugs erhöht die Staffelung den nominellen Schwerpunktbereich ein wenig. Schließlich wird der obere Flügel einen etwas größeren Einfallswinkel haben, was seine Stall- und Stall-Recovery-Eigenschaften verbessert.

Denken Sie daran, dass ein Flügel funktioniert, indem er einen hohen Druck darunter und einen niedrigen Druck darüber hat.

Wenn man sich also den oberen Flügel ansieht, hat er einen niedrigen Druck darüber - OK. Und es hat einen hohen Druck darunter, ABER ... dieser hohe Druck wird dann durch den niedrigen Druck des unteren Flügels beeinflusst.

Jetzt Blick auf den unteren Flügel: Darunter steht Hochdruck - OK. Es hat einen niedrigen Druck darüber, aber das wird durch den hohen Druck unter dem oberen Flügel beeinflusst.

Die Hoch-/Tiefdruckbereiche der beiden Flügel stören sich also gegenseitig, wenn sie senkrecht übereinander montiert werden. Aber wenn Sie einen Flügel vor oder hinter der Vertikalen bewegen, dann beeinflussen sich die Hoch-/Tiefdruckbereiche weniger.

Sie können den oberen Flügel nach vorne bewegen, was normal ist. Oder Sie können den oberen Flügel wie beim Beech Staggerwing nach hinten bewegen. So oder so funktioniert.