Welche Änderungen der Planetenatmosphäre, der verfügbaren Materialien oder der Technologie könnten dazu führen, dass Doppeldecker und Dreidecker dominant bleiben?

Bild eines Dreideckers, eines Flugzeugs mit drei Flügeln übereinander

Ich mag Flugzeuge mit mehreren Flügeln, die übereinander gestapelt sind ; In einer alternativen Welt (die eine ähnliche technologische Geschichte durchmacht wie unser Planet, aber mit einer anderen Ästhetik) möchte ich, dass sie sowohl für kommerzielle als auch für militärische Zwecke dominant bleiben: Äquivalente mit mehreren Flugzeugen für alles von 747 bis F-16.

In der Vergangenheit boten Mehrdecker erhebliche Vorteile gegenüber Eindeckerkonstruktionen. Sie haben mehr Auftrieb mit einer schmaleren Spannweite, und die Takelage hat die Flügel auch viel steifer gemacht. Aber aus meiner (Laien-)Recherche scheint es, dass mehrere Flügel eine Ursache für übermäßigen Luftwiderstand bei höheren Geschwindigkeiten sind, die gegen den Zweiten Weltkrieg verfügbar wurden, als die Motoren stärker wurden.

Ich frage mich, was ich dagegen tun könnte. Mein erster Instinkt ist die Erhöhung des Luftdrucks*, höhere Geschwindigkeiten sind also ausgeschlossen. Das bedeutet, dass der Luftwiderstand, der linear mit dem Luftdruck, aber quadratisch mit der Geschwindigkeit zunimmt, weniger besorgniserregend ist und Multiplanes möglicherweise lebensfähig bleiben. mit Eindeckerflugzeugen, die auf experimentelle Geschwindigkeitsmaschinen beschränkt sind. Dann kann es Tage dauern, bis der durchschnittliche Joe den Atlantik überquert, aber mit einem größeren Auftrieb können Sie mehr Hilfsmittel wie Betten an Bord eines Flugzeugs bringen und es ein praktikables öffentliches Verkehrsmittel bleiben lassen.

Aber erhöhter Luftdruck ist vielleicht nicht die beste Antwort. Der erhöhte Auftrieb eines Mehrdeckers kann ein geringerer Vorteil sein, wenn alles einen größeren Auftrieb hat, einschließlich Eindecker. Hypermanövrierfähige Kampfschiffe würden diesen Vorteil immer noch mögen, aber kein Zivilist, der den Atlantik überquert, wird in Korkenziehern fliegen wollen.

Mein anderer Instinkt ist umgekehrt, den Luftdruck zu senken. Dann wird der Auftrieb zu einem größeren Problem und der Luftwiderstand zu einem geringeren, und das Stapeln von Flügeln kann obligatorisch sein, wenn Sie einfach in der Luft bleiben möchten. Aber die effizientere Lösung, um mit niedrigerem Luftdruck fertig zu werden, besteht im Allgemeinen darin, Ihre Eindeckerflügel einfach größer zu machen, und sobald es Materialien gibt, die so steif sind wie das, was für die Eindecker-Flugdrohne in Erwägung gezogen wird, die in der Marsatmosphäre funktioniert, würden Mehrdecker wieder herausfallen favorisieren. Ich bin damit einverstanden, Zweige von Technologie oder Materialien einzuschränken, aber „alles Steife“ könnte eine zu breite Kategorie von Technologie sein, um sie auszuschließen, da sie den Rest der Welt zu einflussreich wäre.

Daher bin ich offen für weitere Änderungen. Nehmen Sie als Ausgangspunkt die Erde im späten 20. Jahrhundert; Was kann ich ändern, um ein dominantes Design mit mehreren Ebenen glaubwürdig zu machen?

*Die Antworten auf diese Frage halten eine Erhöhung des Luftdrucks im Allgemeinen für überlebensfähig. Natürlich hätte ein Planet mit dem doppelten Luftdruck während seiner gesamten Lebensdauer Lebensformen, die an diese Bedingungen angepasst sind, also bin ich damit einverstanden, den für Menschen tolerierbaren Druck zu überschreiten, solange der resultierende Planet immer noch eine humanoide Lebensform unterstützen würde, die so aussieht wie wir Tun.

Obligatorischer Hinweis auf mehrflügelige Großartigkeit .
@elemtilas Hölle ja. Bonuspunkte für eine Antwort, die Flugboote wie dieses Biest auch praktisch macht.
Nun, sie fliegen tatsächlich , zumindest in Modellform.
@KeizerHarm: Flugboote (und Wasserflugzeuge) sind eigentlich ganz praktisch, wenn man viel Wasser und wenig Start- und Landebahnen hat. Alaska & Nordkanada zum Beispiel. Aber es gibt wirklich keine Bedingungen, die Doppeldecker praktischer machen. Das einzige, was wäre, wären Leute, die nicht herausfinden, wie man Flügel mit inneren Rippen und Verstrebungen stark genug macht. Materialien sind nicht wirklich ein Problem: Es gab eine Reihe von Eindeckern aus Holz oder Holz und Stoff.

Antworten (7)

Was wäre, wenn Sie die Geschichte ein wenig verändern würden, sodass es zwar Doppeldecker gab und Eindecker nicht, der Flugverkehr jedoch viel häufiger und weniger kontrolliert wurde als heute. Ihre Fähigkeit, aufgrund ihrer langsameren Mindestfluggeschwindigkeit und ihrer hohen Manövrierfähigkeit in einem viel dichteren Himmel zu navigieren, würde den Doppeldecker so verschanzen, dass sie nicht von Eindeckern verdrängt werden könnten. Die Regierung müsste versuchen, jeder Familie den Doppeldecker wegzunehmen. Das würde Eindecker auf transozeanische Reisen verweisen, wenn sie in Küstennähe starten, und vielleicht auf einigen ausgewählten kontinentalen Strecken.

Eindecker verdrängten Doppeldecker, als die Materialien und Technologien verfügbar wurden, weil sie weniger Luftwiderstand haben, wodurch Sie schneller fliegen können. Damit ein Eindecker langsamer blüht als ein Doppeldecker, braucht man etwas mit langen, dünnen Flügeln wie ein Segelflugzeug, aber diese sind nicht manövrierfähig, ganz zu schweigen davon, dass sie schwierig zu bauen sind.

Andererseits öffnet dieselbe Logik den Weg für Dinge wie Gyrocopter, die für das Szenario möglicherweise noch besser geeignet sind als Doppeldecker.

Es ist mir jedoch unklar, wie sich dies auf Militärflugzeuge auswirken würde, da sie dazu neigen, die Regeln während des Krieges festzulegen. Andererseits will kein Nazi eine F16 fliegen, um London zu bombardieren und mit Leuten zu kollidieren, die gerade zur Arbeit pendeln. Nun, sie könnten einfach höher fliegen, nehme ich an.


Alternativ, Oder Sie könnten auch die Geschichte so optimieren, dass die billige Raffination von Aluminium (die sehr, sehr neu war) nie entdeckt wurde. Das würde viele Eindecker vom Himmel holen und nur holzhäutige Eindecker übrig lassen, die Sie dann irgendwie wegerklären müssten.

Ich liebe diese Antwort. Akzeptierte es für das mentale Bild von "Du musst meinen Doppeldecker aus meinen kalten, toten Händen nehmen"

Dirigibletech-Batterien in einer Atmosphärenwelt mit hoher Dichte!

  1. Eine dichtere Atmosphäre macht leichter als Flugzeuge leichter.

  2. Leistungsstarke Motoren mit petrochemischer Verbrennung sind schwer und pingelig und bei LTA-Fahrzeugen nicht so hilfreich, sodass die Begeisterung für die Entwicklung leistungsstarker Motoren mit petrochemischer Verbrennung geringer ist.

  3. Wiederaufladbare Batterien und Elektromotoren sind für LTA-Fahrzeuge sehr attraktiv. In Batterien wird viel geforscht, und die dominierenden LTA-Fahrzeuge werden bald von leichten Elektromotoren angetrieben.

  4. Zuverlässige leichte batteriebetriebene Motoren passen sehr gut zu Doppeldeckern und Dreideckern mit niedriger Geschwindigkeit. LTA-Flugzeuge sind immer noch beliebt, aber für bestimmte Anwendungen macht die Manövrierfähigkeit von Flugzeugen sie überlegen.

Tolle Antwort, die ich fast akzeptiert hätte, wenn nicht für die Konkurrenz. Mehrdecker sind nur in einer Nische am besten, aber wenn Luftschiffe sehr verbreitet sind, könnten Mehrdecker immer noch das dominierende Flugzeug sein, das schwerer als Luft ist, und Eindecker ausschließen :)

Hohe Bäume

Eine Welt mit sehr hohen Bäumen. Wie in einem Setup, in dem Sie Bäume mit einer Höhe von 1000 m und mehr haben. Wenn die Mehrheit der fliegenden Fauna mehrere Flügel hat, würde dies das Denken zu mehreren Flügeln weiter vorantreiben.

Hohe Bäume würden große Flügelspannweiten verhindern, um Kollisionen zu vermeiden. Hohe Geschwindigkeit unter Baumwipfeln wäre riskant. Baumwipfelflugplätze könnten eine Sache sein, und kleine Kompaktflugzeuge wären dort ebenfalls nützlich.

Einflügelige schnelle Flugzeuge wären schließlich immer noch eine Sache für Langstreckenflüge über Baumkronen und über der Luftdominanz über Baumkronen. Aber um zwischen die Stämme zu gelangen, wären kleinere, kompaktere und wendigere Flugzeuge erforderlich.

Dies wäre keine allgemeine Doppeldecker-Dominanz. Es wäre eine Dominanz unterhalb der Baumwipfel. Es würde auch bedeuten, dass große Doppeldecker nicht dominieren würden. Aber es erlaubt kleine Doppeldecker, Dreidecker Dominanz für eine lange Zeit in einer Nische.

Es wäre besser, eine dichte Atmosphäre und eine geringe Schwerkraft zu haben, um die Plausibilität und Höhe großer Bäume zu erhöhen. Im Allgemeinen passen jedoch geringe Schwerkraft und dichte Atmosphäre nicht zusammen.

Ein paar Gedanken (und jede Menge episch schlechtes Wetter):

Erstens, wenn die Sicht schlecht, Luftgefahren häufig und Radar weniger effektiv war, würde die Fähigkeit, plötzliche Gefahren zu vermeiden (oder diese Gefahren mit geringer Geschwindigkeit zu treffen, wobei im Schadensfall Hubkraft übrig bleibt), die Entwicklung von Doppeldeckern und Luftschiffen fördern. In DIESER Frage schlug ich dicke Wolken und Luftpflanzen vor, die leichter als Luft sind, als natürliche Gefahren, die hohe Luftgeschwindigkeiten tödlich machen würden. Ein frühes, wirklich billiges und einfaches ultraleichtes Doppeldecker-Design ( das den Himmel mit Flugzeugen füllt) oder ein sehr logischer Grund für eine große Anzahl von Drachen (zeine praktische Energiequelle) würde den Himmel auch mit Hindernissen füllen, mit denen ein normales Flugzeug zu kämpfen hätte. So endlose dunkle Gewitterwolken.

Zweitens benötigen Doppeldecker AUCH sehr kurze Landebahnen. Wenn Sie sich Szenarien vorstellen können, in denen alle oder die meisten Landebahnen sehr kurz sein müssen, werden Doppeldecker, Hubschrauber und Tragschrauber stark bevorzugt. Außergewöhnlich raues und unregelmäßiges Gelände würde bedeuten, dass alle frühen Start- und Landebahnen kurze, kurvige Angelegenheiten waren. Eine extrem gebirgige Welt würde bedeuten, dass Sie Flächenflugzeuge bauen KÖNNTEN, aber warum sollten Sie? Vielleicht für WIRKLICH lange Flüge zu WIRKLICH großen Orten. Starke, unregelmäßige Winde würden auch dazu führen, dass große Flugzeuge, die lange Startzeiten benötigen, im Nachteil wären. Also eine gebirgige Welt mit vielen kleinen Vulkaninseln und Atollen.

Haben Sie zum Schluss über alternative Doppeldecker nachgedacht? Canard-Designs (zum Beispiel) sind technisch gesehen Doppeldecker, erfüllen aber möglicherweise nicht Ihre Kriterien. HIER ist ein vorgeschlagener Überschall-Doppeldecker. Dies bedeutet, dass ein Doppeldecker mit einer angemessenen Beschleunigung zunächst die Probleme anderer Überschallflugzeuge mit Überschallknallen vermeiden und stabile Reisegeschwindigkeiten haben kann. Stellen Sie sich also vor, der ursprüngliche Designer dieses Konzepts hätte Glück gehabt und wäre auf ein Design gestoßen (oder heimlich geliefert worden ...), das es ermöglicht, dieses Konzept mit vorhandener Technologie und Raketen für die anfängliche Beschleunigung auszuführen? Sie könnten das ungeschickte Zeitalter der Eindecker überspringen und Ihre Doppeldecker in das Überschallzeitalter starten!

Leistung/Gewicht

Der große Faktor, der Doppeldecker und Dreidecker in den frühen Tagen der Luftfahrt bevorzugt machte, war das geringe Leistungsgewicht der frühen Motoren. Dies machte es erforderlich, möglichst viel Gewicht an der Flugzeugstruktur einzusparen. Ein Eindeckerflügel ist bei einer bestimmten Stärke tendenziell schwerer als ein Doppeldeckerflügel, aber das erhöhte Verhältnis von Auftrieb zu Luftwiderstand macht ihn bei höheren Geschwindigkeiten effizienter.

Wenn Sie daher Doppeldecker häufiger einsetzen möchten (nicht sicher, ob Sie Eindecker vollständig ausschließen können, solange der Flug noch praktisch genug ist, um nützlich zu sein), begrenzen Sie die Verfügbarkeit leistungsstarker Motoren und / oder erhöhen Sie die Schwerkraft. Sie könnten auch die Verfügbarkeit von Materialien mit hoher Festigkeit/Gewicht reduzieren, aber das würde bedeuten, dass kein Aluminium, Stahl, Titan, Holz oder Verbundwerkstoffe nicht nur für Flugzeuge, sondern für diese Gesellschaft als Ganzes verwendet werden (es sei denn, Sie können begründen, warum sie sie für einige verwenden Dinge, aber keine Flugzeuge, wo sie am nützlichsten wären).

Die Reduzierung der Luftdichte allein wird Eindecker nicht ausschließen, bis die Dichte so gering ist, dass ein Flug unpraktisch ist. Es könnte jedoch dazu führen, dass Mehrflugzeuge in Fracht- / Passagierrollen häufiger eingesetzt werden, solange Sie auch die Länge der Landebahn und / oder die Motorleistung einschränken (andernfalls geben sie sich nur mit höheren Mindestfluggeschwindigkeiten und langen Landebahnen zufrieden). Leider verringert eine niedrige Luftdichte auch die Manövrierfähigkeit (bei sonst gleichen Bedingungen), sodass diese Flugzeuge zwar ästhetisch ansprechender sind, aber das Fliegen keinen großen Spaß machen würde.

Höhere Luftdichten machen hohe Geschwindigkeiten weniger praktisch und verringern den relativen Nutzen der Eindecker-Planform. Sie reduzieren jedoch auch die für den Flug bei einer bestimmten Geschwindigkeit und einem bestimmten Gewicht erforderliche Flügelfläche, sodass eine Erhöhung der Luftdichte ohne weitere Änderungen möglicherweise dazu führt, dass Flugzeuge im Blended Wing Body- oder "Flying Flapjack" -Stil stattdessen Multiplanes vorzuziehen sind . Daher wird die Erhöhung der Luftdichte am besten in Verbindung mit anderen Änderungen durchgeführt.

Denken Sie auch daran, dass die Luftdichte mit der Höhe abnimmt, so dass, solange eine Druckbeaufschlagung der Kabine möglich ist oder Pilot/Besatzung/Passagiere bereits über eigene Lebenserhaltungssysteme verfügen, Flugzeuge einfach auf eine Höhe steigen können, in der die Luft dünn genug ist um hohe Geschwindigkeiten zu ermöglichen. Höhere Schwerkraft und/oder weniger leistungsstarke Motoren können dies unpraktisch machen und das Flugzeug dazu zwingen, niedrig und langsam zu bleiben.

Einschränkung der Motorleistung

Vielleicht ist dies eine Welt, die aus irgendeinem Grund (nicht lebensfähig, kürzlich terraformiert, notwendige Bedingungen wurden nie erfüllt usw.) nie Kohlenwasserstoffbrennstoffe gebildet hat, oder vielleicht sind sie alle verbraucht worden. In jedem Fall bleibt Ihnen ein elektrisch angetriebenes Flugzeug, bei dem die Batterien den größten Teil des Flugzeuggewichts ausmachen. Alternativ haben möglicherweise Umweltauflagen Verbrennungsmotoren verboten oder ihre Leistung durch Emissionskontrollmaßnahmen reduziert. Vielleicht hat die Atmosphäre keinen freien Sauerstoff, also muss das Flugzeug auch sein eigenes Oxidationsmittel tragen, was wiederum das Gesamtleistungsgewicht verringert. Sie müssen nur den für die Flugzeugzelle verfügbaren Gewichtsanteil einschränken, bis die Konstrukteure keine andere Wahl haben, als auf Konfigurationen mit mehreren Ebenen zurückzugreifen.

Was die Leistungsziele betrifft, sollten Sie für ein voll beladenes Flugzeug nicht unter 5 W/N gehen. 10-15 W/N ist in der Regel die untere Grenze für die praktische Leistung (die meisten Jäger aus der Zeit des Ersten Weltkriegs und Flugzeuge der allgemeinen Luftfahrt wie die Cessna 172 fallen in diesen Bereich). Im Gegensatz dazu tendierten Jäger aus der Zeit des Zweiten Weltkriegs dazu, zwischen 25 und 35 W/N zu liegen.

Steigende Schwerkraft

Die Erhöhung der Schwerkraft allein würde das Gewicht erhöhen, ohne die Motorleistung zu erhöhen, sodass Sie das minimale Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht einer Flugzeugzelle erhöhen könnten, bis Eindecker unpraktisch wären. Dies hätte jedoch auch Auswirkungen auf das planetare Leben, und die Erde befindet sich bereits nahe der atmosphärischen Austrittsschwelle von Helium (zumindest für Oberflächentemperaturen, die das Leben, wie wir es kennen, unterstützen können). Ein Planet mit einer höheren Oberflächengravitation würde einen entsprechenden Anstieg der Oberflächentemperatur erfordern, um nicht zu einem Gasriesen zu werden (obwohl es keinen Grund gibt, warum Sie keinen Bespin-ähnlichen kolonisierten Gasriesen haben könnten).

Ich sehe Doppeldecker nur dann als üblich an, wenn sie das Auto ersetzen würden. Doppeldecker und Dreidecker haben viel mehr Auftrieb im Vergleich zu einem ähnlich großen Eindecker. Also vielleicht besitzt in Ihrem Universum niemand Autos, sie haben Doppeldecker. Dies liegt daran, dass ein Doppeldecker sehr kurze Landebahnen benutzen kann, in einer Vorstadtumgebung können sie direkt vor jedem Haus sein. In einer städtischen Umgebung hat vielleicht jedes Dach so etwas wie einen Hubschrauberlandeplatz.

Eine Verringerung der Luftdichte verringert den verfügbaren Auftrieb für jedes Flugzeug, was bedeutet, dass Flugzeuge eine größere Flügelfläche haben und möglicherweise weit fliegen müssen, um den erforderlichen Auftrieb zu erreichen. Eine vergrößerte Flügelfläche kann durch mehrere Flügel bereitgestellt werden.

Die Atmosphäre auf dem Mars hat eine sehr geringe Dichte, die üblicherweise als sehr dünn bezeichnet wird. Damit der Mars-Helikopter in der Mars-Atmosphäre mit niedriger Dichte und niedrigerem Druck fliegen kann, wird der Helikopter zwei Rotorblätter haben, die sich viel schneller drehen, als sie es müssten, wenn der Helikopter in der Erdatmosphäre fliegen würde.