Vill det vara möjligt att bygga ett jetflygplan baserat på en träkonstruktion?

Ja det skulle vara möjligt att bygga ett stridsflygplan från trä, inte en som kan flyga på Mach 3 dock. Det finns några gamla dagar exempel på stridsflygplan som använder träkonstruktion, här är en annan från 1938: Fokker G.1. med en trävinge. Dessa plan ser inte ut som F16s, men utsattes för fullt aerobatiska g-krafter.

Detta dokument från 1941 ger en överblick över kunskapen om flygplanskonstruktion. Trä är ett ljust byggmaterial och ett av de största flygplan som någonsin byggdes, Spruce Goose, var helt tillverkat av trä. Trä har också asymmetriska egenskaper: det är mycket starkare i linje med kornet än vinkelrätt mot det, en av de främsta fördelarna som nämns för kompositer. Vi kunde följa samma byggnadsmetod som för kompositer: raka av tunna skikt av trä och bädda dem i harts, rikta upp flertalet av spannmålet i riktning mot största stress och använd några alternativa kornriktningar som i plywood för att skapa tillräcklig styrka och styvhet i alla riktningar.

Om vi överväger egenskaperna hos flygplansbyggnadsmaterial:

Trä har inte använts i flera årtionden för att bygga flygplan eller krigare, och av goda skäl. Fokker byggde framgångsrikt treplansflygplan i 1920/1930-talet, tills en hög synlighet krasch av en FX hämtade detta konstruktion metod under granskning. Inte långt efter, Boeing 247 och DC-2 är en ledande tillverkare av smidig hudflygplan i aluminium och industrin har aldrig blivit tillbaka.

Så ja, en fighter kan byggas av trä och skulle vara stark nog. Det skulle emellertid vara tyngre, benägen för väderpåverkan och orsak av stora huvudvärk för att integrera en jetmotor i sin brandfarliga konstruktion. Det kan inte flyga på Mach 3: SR-71 måste byggas av titan, inte aluminium, på grund av det värmebeständighet som krävs. Gran skulle inte stå en chans och gå upp i lågor.

Det finns inga goda skäl att inte bygga en stridsflygplan från metall eller idag kompositer.

Bachem Ba 349 'Natter', en raketdriven interceptor, byggdes nästan helt av trä. länk

Myggan var inte för snabb att bli slagen av AA-brand från 8,8 Flak (inget flygplan är), men flög för högt när man arbetar nära sitt maximala driftstak. Den större kalibern 10,5 och 12,8 vapen skulle nå högre men var inte så utbredd. Med sitt maximala tak på 14,8 km kan 12,8 enkelt skjuta ner en mygg.

Ed Swearingen en gång påpekade att, oavsett vilket material du använder, skulle en design vara ungefär lika stor som vikt. Detta är verkligen sant för GA-flygplan om du jämför trä, aluminium och kompositer. För ett militärt flygplan skulle trä ha den största nackdelen eftersom det är känsligt för vatten och kommer att ruttna om det inte hålls torrt. Om du kan leva med det är en subsonisk trästråle lätt att designa.

I 1944 re-designade de tre vingarna av Messerschmitt 109 för träkonstruktion och resultatet visade sig motsvarar aluminiumets original, men lite tyngre. Deras huvudsakliga nackdel var emellertid att trävingarna behövde mer arbetstid att slutföra. Att trärör som användes i senare varianter var tyngre än det aluminiumrör som det ersatte berodde huvudsakligen på den förstorade storleken som förbättrad riktningsstabilitet vid hög hastighet.

Åh, och det finns planer (och några flygande prover) på en All-Wooden Me-109 .

En ren trästruktur skulle dock vara mycket svår, om inte omöjlig: Strukturella delar med högspänningsbelastningar (som landningsredskapet eller motorns monteringar) kunde inte tillverkas av trä, men behöver metallförstärkning. Liksom motorn skulle landningsutrustningen själv vara tillverkad av stål. Men skrovets och vingsytans ytor kan enkelt vara trä.

Faktum är att det redan fanns en träjetkämpe. Horten IX ( eller Gotha 229 ) hade trävingar och en stålrörsram i mittvingen med trähud. Huden skulle använda en speciell typ av plywood, kallad "Formholz", vars lager var limmade ihop i en form så att de kom ihop med rätt form och krökning. Trä valdes för att göra planet mindre synligt för radar och som ett icke-strategiskt material.

Jag förväntar mig emellertid att konstruktörerna skulle ha valt en fullmetallkonstruktion om dessa begränsningar inte existerade.

Om du vill att din jet ska nå supersonisk hastighet, skulle jag definitivt föredra att bygga stora delar av det, som vingens framkant eller regionen runt efterbrännaren, från metall. Trä kan bäst användas om det är tungt fyllt med epoxiharts och inte riktigt rent trä längre.

Vampyr - De Havilland igen, och inte långt efter myggan (men för sent för aktiv tjänst under andra världskriget) - var delvis av träkonstruktion. Liksom myggan, som utvecklades under krigstid (första flygningen 1943) var ingen tvekan en anledning till.

Till skillnad från Heinkel 162 var dess utveckling inte en desperationsakt utan en seriös fighter som förblev i tjänst i 20 år med RAF, och uppenbarligen fram till 1990-talet som en jet tränare i Schweiz.

Så, absolut möjligt, åtminstone i den subsoniska eran, fastän den senare sidan säger att det var sista gången trä / metallkompositkonstruktion användes i högpresterande militära flygplan (förmodligen räknar den avledade venomen och havgiften som en del av samma grundläggande design)

Bilder här visar ganska tydligt träverket.

Svaret finns i din fråga och ytterligare underförstådd, men ibland ganska snävt i några av kommentarerna och svaren.

Träden de Havilland Mosquito använde två Rolls Royce "Merlin" -motorer, med avgasstakarna vinklade bakåt, för om tiden för utvecklingen av den motordrivna utvecklingen med den mängden kraft hade det upptäckts att lutning av avgasstakarna bakåt gav en snabb fördel i de låga tiotals mil per timme över topphastigheten på ett 300mph plus-flygplan jämfört med när det inte hade stackarna vinklade bakåt. dvs. Det fanns något av en "jet" -komponent som redan finns i myggan med stora kvantiteter varm luft från kraftfulla motorer som spränger bakåt vid full gas.

EDITED: REFERENCE ADDED:

Nedanstående referenser om "jet" -effekten som jag nämner ovan är inte de två historiska referenser som jag först upptäckte 2010, vilket först ledde mig att svara på frågan. Jag har förlorat dessa referenser i husflyttningar och datorändringar. Jag har inte läst nedanstående referenser, men det är allt jag kan hitta nu, antagligen med tanke på att strålverkan från kolvmotorutblåsning är ganska irrelevant och utan tvekan gradvis blir ännu mindre intressant i modern luftfart, vare sig i krig eller fredstid. p>

länk

Bläddra ner till "Ejector Exhausts". Notera citat nr.35 & 36.

cit.35: Pris 1982. s. 51 (Bib: Price, Alfred. Spitfire Story. London: Jane's Publishing Company Ltd., 1982. ISBN 0-86720-624-1).

cit.36: Tanner 1981, A.P.1565E, Vol.1, Avsnitt II (Bib: Tanner, John. Spitfire V Manual (AP1565E reprint). London: Arms and Armor Press, 1981. ISBN 0-85368-420-0).

(änden av referensredigeringen)

Därför kan jag inte se mycket skillnad med att dra Merlins ur en vanlig mygga och ersätta dem med gasturbiner. Och det finns mitt svar på den första delen av din fråga.

Det var uppenbart att närvaron av brännande heta avgaser från två kolvmotorer som gav det extra "extra" -stödet störde inte trämuggen.

Och hur är "hett" varmt? Var det Canberra-jetmotorn, ett metall-tvillingflygplan, som hade jetmotorerna på vingarna? Jag läste aldrig någonting om, till exempel, färgen på några logotyper målade på sidorna på det flygplanet som är bränt eller smält av med jetutblåsning. Jag föreslår därför, att även med flygförståelsen i 1940-talet, att myggan skulle kunna stå som ett exempel på ett träjetflygplan som inte byggdes, men kunde ha varit om motorerna varit tillgängliga.

Och nej, jag föreslår inte att myggan skulle kunna supersonisk hastighet som en twin-jet. Problemet har redan tagits upp i kommentarer och svar.

VAMPIRE BRIEF EDIT: Den andra världskriget utvecklade de Havilland vampyren var förstås part-träkonstruktion. Det användes som Kungliga Nya Zeelands flygvapen kämpekraft i kanske 20 år. Beviset på framgångsrik övergripande design var stark genom att min personliga observation av flygplanet skrek över mitt hus i årtionden från Ohakea AFB cirka 30 mil bort. Det är en tanke på hur mycket träet bidrog till vampyrens framgång som en fighter, men det måste bidra till en del av bevisen att trä och jets kan arbeta tillsammans, även om det bara är delvis och med subsoniska hastigheter.

Glöm inte materialbristen under andra världskriget 2, vilket krävde intelligenta metoder för utrustningskonstruktion med material som var lättillgängliga med trä.

Jag skulle tro att högre prestanda för dagens flygplan skulle vara en viktig faktor när det gällde underhåll. Trä mot metalllegering i en högre stressmiljö skulle kräva mer underhåll.

Om du tittar på flygfält idag har jag hittat alla träramar och dukflygplan som sitter i hängare överallt där som skräpburkar är kvar ute i alla väder.

En bombare? Ja, men FYI, myggan var en fighter-bombare och användes i stor utsträckning som en nattkämpe.

Tidigare svar har påpekat - korrekt - att högpresterande subsoniska flygplan har konstruerats med trä.

Jag säger "att använda" eftersom även myggan använde något stål och aluminium - men vingehudarna, huden och strukturen på skrovet var trä, och det är en rimlig definition av "gjord av trä".

Trä är ett bra kompositmaterial, när det används med försiktighet - men det är variabelt, och både tillverkar- och underhållspersonalen behöver använda skicklighet och bedömning för att använda den effektivt. Och det är poängen, eftersom flygplanets design pressar längre vid materialets gränser, sänks säkerhetsmarginalerna - men säkerheten bibehålls inom de snävare marginalerna genom exakt stressanalys vid designfasen, strikt kvalitetsstyrning inom tillverkningen och upprepad inspektion i service.

Du kan göra detta med de konsekventa material som vi tillverkar från metall och (numera) från kol och Kevlar kompositer - och kompositerna hölls av samma konsistensproblem som bäddar träkomponenter till det sista 10-15 år.

Det var inte så att de, eller trä, var svagare till en viss kostnad och vikt - i vissa fall är de starkare - problemet är att de inte levererade prestanda konsekvent och därför inte kunde användas utan att utvidga säkerhetsmarginaler - extra vikt - och ett oekonomiskt överflöd av ansträngningar vid kvalitetskontroll och inspektion under drift.

Att flytta till den supersoniska flygregimen är allt mer krävande. Vingarna måste vara mycket tunnare - ackordförhållandet mindre än fem procent - så både spärren och huden måste vara tunnare och det trycker omslaget för långt för att göra det säkert med trä. Observera också att friktionskrafterna är högre - massivt så på vissa områden - liksom de positiva och negativa tryckbelastningarna på huden under övergången mellan sub- och supersonisk flygning.

Detta gäller särskilt kontrollytorna.

Det är teoretiskt möjligt att göra det, med viss metall i kritiska områden och allvarlig epoxiinsprutning, men du skulle komma nära att göra vingen av massivt trä och du skulle inte göra det det för höjdplanen alls. Viktstödet skulle ha varit en flyga för första generationens supersoniska flygplan och, medan kraftigare motorer gör det mindre av ett problem idag, är kostnaden i intervall och nyttolast oacceptabelt.

Det skulle också glida som en sågad logg och det har konsekvenser för säkra landningshastigheter och att landa "deadstick" säkert med ett motorfel.

Som en sista anmärkning överträffades myggan av Horneten 1944/45 - för sent för andra världskriget och hundra knop långsammare än Gloster Meteor. Jag nämner detta eftersom Hornetten i stort sett var "Wooden Wonder", ombyggd i aluminium: liknande storlek, liknande planform, samma motorer. Medan myggan var bra är det ingenstans nära Winkle Browns " Överskottet av kraft var sådant att manövrer i det vertikala planet bara kan beskrivas som raketliknande " som han och andra piloter upplevde i sin metall efterträdare .

Och det är ditt svar: du kan bygga högpresterande flygplan utan trä, men du kan alltid bygga ett bättre flygplan av aluminium och stål.

Enligt en artikel av Reimar Horten i den argentinska nationella flygbladet, 1936, hade det tyska företaget Farben Werke (Color Works) byggt upp en all-plast, supersonisk flygvingsprototyp, som skulle drivas av en turbinmotor.  Skulle De Havilland Mygga ha flugit supersonic med sina Balsa Wood delar om de är tillräckligt formade och drivna? Varför inte?