Biplan et monoplan

Airland · [↑]

Bonsoir
Voilà une question basique mais pour laquelle je n'ai jamais réellement trouvé de réponse satisfaisante.
Qu'elles sont les avantages et les inconvénients d'un avion biplan par rapport à un monoplan ?
Et pourquoi ne construit-on plus d'avion biplan ?
Mais peut-être la premère réponse répondra à la deuxième question
Merci pour vos réponses

tevious · [↑]

Excellente question, que je me pose aussi d'ailleurs!

J'avais une idée sur la question, confirmée par wikipedia, je pense que ça répondra à ta question
http://fr.wikipedia.org/wiki/Biplan

Bee Gee · [↑]

Simple:

Le biplan permet de réduire la masse de structure, en contrepartie sa traînee et son rendement seront plus mauvais.

on peut entrer dans plus de détails si nécessaire.

lepingouin · [↑]

Une question bête, faut-il nécessairement un biplan pour piloter la tête dans le vent ?

antoine · [↑]

Non ...
Ex : Blériot XI ... Mais y'en a plein d'autre et aussi des plus récent...

Airland · [↑]

Merci pour vos réponses.
Donc ça serait uniquement une histoire de stockage de l'avion
Je comprends que l'on a arrêté leur construction pour des problèmes de complexités de fabrication aussi certainement
Merci

Prodiax · [↑]

lepingouin a écrit :

Une question bête, faut-il nécessairement un biplan pour piloter la tête dans le vent ?

Je ne me suis jamais posé la question et maintenant que tu le dis c'est pas si bête.

Peut-être qu'avec le progrès les avions monoplans étaient plus rapides et il n'était plus question de piloter sans verrière.

Dernière modification par Prodiax (21-06-2009 19:17:01)

lepingouin · [↑]

Merci pour les réponses. Je vais essayer d'en trouver dans les récents ... qui auront une vitesse de croisière pépère

Anto · [↑]

lepingouin a écrit :

Merci pour les réponses. Je vais essayer d'en trouver dans les récents ... qui auront une vitesse de croisière pépère

ULM pendulaire, Jodel D9, Fairchild PT19, Ryan PT22, ...

Effectivement plus récent c'est difficile à trouver, pour des raisons de confort la verrière est vite devenue légion.

Nico66 · [↑]

Bonsoir,

"Je comprends que l'on a arrêté leur construction pour des problèmes de complexités de fabrication aussi certainement "

Pas exactement.
Les biplans étaient légion car il permettaient d'assurer un ensemble compacte à une époque où l'on ne savait pas faire l'équivalent en terme de résistance structurale sur un monoplan.
A ce titre Blériot fut un précurseur, le précurseur du monoplan.

En ce qui concerne la complexité de construction, mis à part que au lieu de devoir construire deux demi-ailes il en fallait quatre pour un biplan.....
Maintenant pour le rendement aérodynamique et les perfos, là c'est un autre discours.

Vue la trainée souvent catastrophique engendrée par les deux ailes (hautes et basse), les haubans, etc.... le cycle infernal poids/puissance où le premier doit être minimum et le second maximum a certainement eu raison de bien des constructeurs. Surtout à une époque où les perfos des moteurs étaient....rustiques.

Aujourd'hui on ne voit plus guère de biplans, et encore moins récents.
J'ai un jour posé la question à des ingénieurs chez EADS pour comprendre l'aérodynamique d'un biplan et comment calculer un équilibre aérodynamique sur ce type de machine.
J'ai été très surpris de la réponse: les biplans on sait pas faire!!!

Ledit biplan passe aujourd'hui au rang des avions exotiques, au même titre que les "canards" ou autre formule "non conventionnelle".
De là à en déduire qu'un savoir faire est en passe de disparaître, on peut le penser.
Reste que au final, c'est bien à la conception, plus qu'à la fabrication, que les problèmes résident.

Amicalement,

Dernière modification par Nico66 (21-06-2009 23:08:08)

c30s · [↑]

On peut ajouter que le biplan est devenu le standart de fabrication pendant la grande guerre...
Les constructeurs étaient confrontés à un problème simple: faire des avions en grande série, robustes, fiables , légers et pas trop chers.Et tout ça avec du bois, il y a eu quelques machines avec un fuselage en tubes soudés mais en général c'était tout bois.

Et faire solide avec du bois c'est pas très dur mais faut de la rigueur,ce qui n'est pas toujours le cas quand on produit en grande série, et puis des profils d'aile épais, ce qui n'était pas le cas de ces chers aéroplanes, qui avaient des profils minces..Ensuite il faut du bois très sélectionné choisi avec soin, sans aucun noeud, soigneusement entreposé, bien sec, ensuite..faut le coller dans de bonnes conditions de chaleur et d'hygrométrie, sinon la résistance pas terrible..et puis faut des bonnes colles, solides, et qui tiennent à l'humidité, et qui soient fiables..

Je ne sais pas quelles colles on employait à l'époque mais ça devait pas toujours être merveilleux, c'était vraisemblablement des colles à la caséïne ou autres du même genre, avec une fiabilité .. d'époque.Je me souviens de tous les pb qu'on avait dans les années 60 avec les"Certus" et autres "Koritt" peu fiables qui ont souvent menées à des interdictions de vol pures et simples, l'apparition des colles modernes comme la Résine12 à bien solutionné le problème.

Ce qui veut dire que pour faire de la grande série on à intéret à adopter un type de construction qui permet une grande fiabilité et de bonnes cadences à bas prix, malgré des matériaux pas toujours au top et des imperfections de fabrication, fréquentes dans les constructions en grandes séries.

Avec un monoplan,les efforts de voilure passent par le longeron, c' est à dire un caisson généralement d'une dizaine de centimètres d'épaisseur...pour que ça tienne 5 G faut du sérieux, ça ne pardonne pas les imperfections, même s'il y a de la marge.
De plus à l'époque avec les profils minces ça ne passait même pas, on devait monter des câbles structuraux fixés au longeron et tendus sur pylone intrados et extrados pour récupérer les efforts.

Avec un biplan, d'abord à surface égale on réduit méchamment l'envergure.
On réunit les longerons des deux voilures superposées par des haubans rigides pour maintenir l'écartement et des câbles croisés et tendus pour tenir à la fois en flexion, en étirement et en torsion...Pour un chasseur les deux voilures superposées forment une boite de (à peu près) 0,7 m de large sur 1,50 m de haut, et une petite dizaine de m d'envergure.Pour passer des efforts c'est tout autre chose qu'une voilure monoplan, c'est nettement plus léger, et ça pardonne plus facilement les vices de fabrication, collages et autres.

Dernière modification par c30s (22-06-2009 02:39:35)

Benmars · [↑]

Également, une histoire de bras de levier : en biplan, l'effort est moins loin de emplanture (1 Nm à 7,5 m (envergure 15m) vs 1 Nm à 5 m (envergure 10 m))
Belle image que la boîte : un effort répartit dans une boîte de 1,5 m de haut au lieu d'une boîte de 10 cm de haut en monoplan.

Par contre, la traînée de 2 ailes + les câbles ... Une traînée d'armoire normande !

Bee Gee · [↑]

Pour bien comprendre biplan et monoplan il faut remonter dans l'histoire des avions..

Le 1er avion a s'être soulevé du sol était monoplan c'était l'Eole de Clément ADER qui inventa le mot "avion"... c'était un mot génial..., mais cet avion n'était pas viable n'ayant aucune stabilité propre et étant incontolable en vol.

Les biplans et monoplans se sont ensuite partagés le ciel naissant avec le Flyer des Wright en 1903 qui fut le premier avion controlable en vol, puis les Blériots monoplans biplans et bien d'autres

A l'époque les moteurs étaient lourds, peu puissants, peu fiables, l'Anzani du Blériot XI de la traversée de la manche dévelopait 25 cv à peine ... Moteur lourd et peu puissant imposait une cellule très légère, la construction en treillis basé sur le principe du triangle offrait cette qualité nécessaire, et le biplan est justement basé sur ce concept de triangles grâce aux mats et haubans, cette disposition donnait en plus une très bonne rigidité en torsion de l'ensemble de la voilure. Les monoplans posaient bien plus de problèmes de rigidité et lorsqu'on a cherché à dépasser les 250 -300 km/h on s'est retrouvé face à un énorme problème vibratoire dénommé flutter ou flottement in french...

Les ingénieurs de l'époque ont mis énormément de temps à comprendre, la plupart des monoplans pour ne pas dire tous souffraient de ce problème de flutter, et plus on renforçait la voilure en flexion et plus tôt se déclenchait le phénomène, or pour des raisons non comprises à l'époque certains biplans étaient capable de dépasser 400 km/h en piqué sans déclencher le fatal flutter

Dans les années 30 les ingénieurs ont commencé à comprendre, ces biplans particuliers avait une voilure particulièrement rigide en torsion et la cinématique des commandes des ailerons équilibraient statiquement ces derniers, c'est lorsqu'on a compris qu'il fallait concevoir des voilures rigides en torsions munis d'ailerons statiquement équilibrés qu'on a pu faire des monoplans rapides et sûrs. Pour équilibrer les ailerons il faut rajouter du plomb ou autre corps dense, certains constructeurs s'y refusèrent "mettre du plomb dans mes avions, JAMAIS !" ces contructeurs obtus ont disparus.

Le monoplan le plus symbolique issu de cette philosphie fut certainement le Messerchmitt 109, très bien conçu et révolutionnaire par sa conception monocoque, cet avion a été copié par tout le monde, américains en premier lieu

On est passé de la légèreté à tout prix à des structures un peu plus lourdes mais plus sûr comme cela a été expliqué par les intervenants précédents

Pour finir il existe en théorie un domaine où le biplan pourrait être supérieur au monoplan, c'est le vol supersonique, l'aérodynamcicien Busemann a démontré qu'un biplan en vol supersonique pouvait réduire la trainée d'onde, mais pour cela il faut que la distance d'entre plan soit réglable en vol selon le nb de mach. Solution irréalisable en pratique..

a+!

Dernière modification par Bee Gee (22-06-2009 07:41:53)

oiseau canari · [↑]

Oui Bee Gee. Cette histoire d'ailerons équilibré est très bien raconté dans le DOCAVIA n°3, L'histoire des essais en vol.

L'auteur explique comment l'industrie aéronautique Française a pris du retard en ne voulant pas écouter les pilotes d'essais du CEV (rejetant toute démarche scientifique pour évaluer les qualités d'un avion) et comment certains mauvais principes des constructeurs les ont conduit à rater de nombreux appareils.

Dans le genre il y avait aussi le centrage trop arrière (générant de l'instabilité), la trop petite taille de la dérive (parce que "çà fait trainer de manière inutile"---> instabilité), l'absence d'aménagement d'un itinéraire de sortie pour l'air qui doit refroidir le radiateur (énorme trainée aérodynamique).

C'est la grande réussite d'avions tel que le DC2 et le bon sens de certains (comme Marcel Bloch, future Marcel Dassault) qui ont enfin fait disparaitre ces mauvais principes de la production française.

Airland · [↑]

Merci pour tous ces eclaircissements qui répondent bien à mes interrogations.
Bons vols en bi ou monoplan

Catilina · [↑]

Pour compléter l'excellent (comme bien souvent) propos de BeeGee, le Messerschmitt 109 avait également ceci de remarquable qu'il a été conçu dès le début pour pour une fabrication en série, exactement le contraire du Spitfire dont les élégantes courbes demandaient 2.5x le temps de fabrication d'un Bf109.
L'avion le plus remarquable dont le design de l'aile a été inspiré par le 109 est certainement le P-51 Mustang, dont les concepteurs avaient été rencontrer Willy Messerschmitt et visiter les usines d'Augsburg avant l'entrée en guerre des US.

Un des éléments ayant permis l'amélioration des avions a été l'augmentation de puissance des moteurs, les ingénieurs réalisant qu'on pouvait faire voler n'importe quoi pourvu que l'on y mette la puissance nécessaire.

A+

Greenhopper · [↑]

Bonsoir,
Il est des fils que l'on prend le temps de lire et de relire. Celui-ci en fait parti, merci messieurs de ces belles explications données avec simplicité et précision. Pour allez, un petit peu et sans connaissance, dans le sens de Catalina; La plus belle aile, à mon sens est celle du spitfire. Une petite merveille digne d'un chef d'oeuvre de compagnon.
Amitiés, Greenhopper.

Nico66 · [↑]

Bonjour,

" La plus belle aile, à mon sens est celle du spitfire. Une petite merveille digne d'un chef d'oeuvre de compagnon."

C'est surtout l'aile (elliptique) qui offre la trainée induite minimale.
Certains avions actuels possèdent une aile à double trapèze qui se rapproche de l'aile elliptique. Du point de vue mécanique c'est plus simple à réaliser. Du point de vue aérodynamique on recherche la trainée induite minimale par vrillage négatif au saumon (extrémité de l'aile) ou vrillage aérodynamique lorsque deux profils différents utilisés à l'emplanture et au saumon ont un angle de portance nulle différent.

Le Spitfire reste encore aujourd'hui un modèle d'esthétique.....et le cauchemar des constructeurs! En effet exceptés le longeron et l'axe longitudinal......y'a pas une seule ligne droite!! Un vrai b... à construire ce machin!

Amicalement,

Dernière modification par Nico66 (03-01-2013 21:27:32)

lepingouin · [↑]

De bonnes lecture sur le site InterAction à propos des traînées :

Traînées partie 1
Traînées partie 2
Traînées partie 3

[small]Avertissement : Y'a quelques formules mathématique mais c'est bien expliqué[/small]

Greenhopper · [↑]

Nico66 a écrit :

Bonjour,
" La plus belle aile, à mon sens est celle du spitfire. Une petite merveille digne d'un chef d'oeuvre de compagnon."
C'est surtout l'aile (elliptique) qui offre la trainée induite minimale.
Certains avions actuels possèdent une aile à double trapèze qui se rapproche de l'aile elliptique. Du point de vue mécanique c'est plus simple à réaliser. Du point de vue aérodynamique on recherche la trainée induite minimale par vrillage négatif au saumon (extrémité de l'aile) ou vrillage aérodynamique lorsque deux profils différents sont utilisés à l'emplanture et au saumon ont un angle de portance nulle différent.
Le Spitfire reste encore aujourd'hui un modèle d'esthétique.....et le cauchemar des constructeurs! En effet exceptés le longeron et l'axe longitudinal......y'a pas une seule ligne droite!! Un vrai b... à construire ce machin!
Amicalement,

Bonjour,
Ben oui, une oeuvre d'art, dans une société tournée vers le Pratique, l'Economique et le rationnel, je garde mes valeurs! Si nous devenons tous rationnel, pratiques et économique; il y aura des morts! Et je ne fais aucune allusion à l'ésotérisme.
Amitiés, Greenhopper.

Nico66 · [↑]

"Ben oui, une oeuvre d'art, dans une société tournée vers le Pratique, l'Economique et le rationnel, je garde mes valeurs! Si nous devenons tous rationnel, pratiques et économique; il y aura des morts! Et je ne fais aucune allusion à l'ésotérisme."

Ouais; c'est un avis. Je respecte.

En revanche nombreux sont ceux qui aux commandes d'un Spit ne sont pas revenus. Et pas uniquement à cause des combats.
L'aile elliptique ne pardonne que très peu les erreurs de pilotage. Le décrochage peut être très violent. Actuellement peu de pilotes sauraient maîtriser une telle machine. A ne pas mettre entre toutes les mains....

Amicalement,

Greenhopper · [↑]

Nico66 a écrit :

"Ben oui, une oeuvre d'art, dans une société tournée vers le Pratique, l'Economique et le rationnel, je garde mes valeurs! Si nous devenons tous rationnel, pratiques et économique; il y aura des morts! Et je ne fais aucune allusion à l'ésotérisme."
Ouais; c'est un avis. Je respecte.
En revanche nombreux sont ceux qui aux commandes d'un Spit ne sont pas revenus. Et pas uniquement à cause des combats.
L'aile elliptique ne pardonne que très peu les erreurs de pilotage. Le décrochage peut être très violent. Actuellement peu de pilotes sauraient maîtriser une telle machine. A ne pas mettre entre toutes les mains....
Amicalement,

Bonsoir,
Vous ouvrez un débat tout aussi épineux... Qui sont les vrais pilotes? Ceux qui sont assistés par ordinateurs où ceux qui pilotent avec leur corps? Je ne ferais pas de polémique, c'est totalement idiot et inutile mais je ne peux que constater le recul du rôle du pilote ces dernières années.
Vous voulez du sécurisé? On vous en vend à tout les coins de rue actuellement, quitte à vous mentir et que quelques années après vous vous rendiez compte que vous avez été possédé ou même pire, dépossédé!
Quand au ratio de spitfire tombés pour autre chose qu'en combat ou sur faute de pilotage renseignez vous bien, au travers des deux guerres mondiales le spitfire a fait infiniment moins de victime (pour défaut de conception) que bien des chasseurs engagés. Renseignez vous sur la peur des jeunes pilotes de la Lutwaffe quand il devaient poser leur BF 109, que dire des malheureux qui ont laissé leur peau à l'allumage du Me 163. Je prend ces deux exemples volontairement, un avec un avion avancé mais très conventionnel, un avec une chose très... d'avant garde. Vous voulez un exemple plus démonstratif? Prenez et lisez les récits d'essais du sopwith camel, vous verrez que ce guerrier remarquable était infiniment plus dangereux qu'un Spit.
Point final à une discussion qui risque de partir en sucette.
Cordialement, Greenhopper.

Dernière modification par Greenhopper (03-01-2013 22:28:59)

Nico66 · [↑]

"Point final à une discussion qui risque de partir en sucette."

Ben, non. Car, en évoquant le sopwith camel, tu reviens de toi même au sujet initial de ce post...... le biplan.

Amicalement,

Dernière modification par Nico66 (04-01-2013 01:25:33)

Bee Gee · [↑]

Un bon avion est un avion facile à piloter, dans le genre de l'époque le Spit faisait partie des bons, j'ai un ami proche qui vole sur le Spit de jacquard, je peux dire qu'il se régale, comme c'est un voltigeur de bon niveau le décrochage ne lui pose guère de problème, et les pilotes d'aujourd'hui sont largement aussi bons que ceux de 40 ...

L'aile elliptique est un peu une légende sur le plan aéro, à allongement identique elle est certes meilleure qu'un aile rectangulaire mais pas beaucoup mieux qu'une aile trapézoidale bien dessinée, si cette aile était réellement nettement supérieure tous les planeurs et les avions de lignes actuels en seraient équipés

#1 [↑][↓] 21-06-2009 14:21:25

Biplan et monoplan

#2 [↑][↓] 21-06-2009 15:58:14

Re : Biplan et monoplan

#3 [↑][↓] 21-06-2009 16:24:21

Re : Biplan et monoplan

#4 [↑][↓] 21-06-2009 18:15:48

Re : Biplan et monoplan

#5 [↑][↓] 21-06-2009 18:47:12

Re : Biplan et monoplan

#6 [↑][↓] 21-06-2009 19:08:07

Re : Biplan et monoplan

#7 [↑][↓] 21-06-2009 19:16:02

Re : Biplan et monoplan

#8 [↑][↓] 21-06-2009 20:13:16

Re : Biplan et monoplan

#9 [↑][↓] 21-06-2009 20:46:40

Re : Biplan et monoplan

#10 [↑][↓] 21-06-2009 23:05:54

Re : Biplan et monoplan

#11 [↑][↓] 22-06-2009 01:20:32

Re : Biplan et monoplan

#12 [↑][↓] 22-06-2009 06:26:34

Re : Biplan et monoplan

#13 [↑][↓] 22-06-2009 07:34:41

Re : Biplan et monoplan

#14 [↑][↓] 22-06-2009 13:10:16

Re : Biplan et monoplan

#15 [↑][↓] 22-06-2009 19:39:04

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#16 [↑][↓] 02-01-2013 20:24:32

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#17 [↑][↓] 02-01-2013 20:56:59

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#18 [↑][↓] 03-01-2013 12:20:27

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#19 [↑][↓] 03-01-2013 12:52:08

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#20 [↑][↓] 03-01-2013 13:20:49

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#21 [↑][↓] 03-01-2013 21:39:58

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#22 [↑][↓] 03-01-2013 22:13:33

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#23 [↑][↓] 04-01-2013 01:25:08

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#24 [↑][↓] 04-01-2013 09:02:31

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