Что такое высокопланы и низкопланы, и причём здесь крылья

Р – Разнообразие

Бомбардировщик Zeppelin-Staaken./ Фото: largescaleplanes.com

Первые десятилетия в истории самолётостроения были очень интересными и насыщенными. Изобретатели из разных стран пытались построить свои собственные летательные аппараты, но при этом имели слабое представление о том, как именно всё это должно работать. Ответом же на большинство вопросов был эксперимент, когда с большим трудом построенную конструкцию пытались поднять в воздух, она падала, а потом всё начиналось сначала. На то, чтобы сформировать внешний вид современного самолёта, потребовалось несколько десятилетий, и за это время форма, размер и расположение крыльев менялись самым немыслимым образом.

MoS-3./ Фото: ava.org.ru

К примеру, у французского самолёта MoS-3, построенного в 1913 году, крыло крепилось не на фюзеляже, а над ним, и удерживалось оно при помощи натянутых строп. Немалая часть самолётов того времени представляли собой бипланы, то есть они имели два крыла: одно было над фюзеляжем, а второе крепилось к нижней его части. У таких самолётов было очевидное преимущество перед однокрылыми: два крыла обеспечивали большую подъёмную силу, за счёт чего самолёту требовалась не такая длинная взлётно-посадочная полоса. Впрочем, в те годы появлялись и более экзотические варианты, например, с тремя и более крыльями, но они оказались бесперспективными. В итоге инженеры остановились на конструкции с одним крылом, а потом обнаружили, что значение имеет не только размер и форма, но и место крепления.

Разнокрылые

Высокоплан./ Фото: russianplanes.net

Как выяснилось в ходе долгих исследований и экспериментов, расположение крыльев сильно влияло на эксплуатационные качества, стабильность самолёта в определённых ситуациях и удобство его использования. К примеру, самолёты с верхним расположением крыла, у которых оно укрепилось к верхней части фюзеляжа, имели хорошую продольную устойчивость при взлёте и посадке. К тому же из кабины была лучшая обзорность в нижней полусфере, что в совокупности давало большую стабильность во время посадки. Благодаря этим и другим качествам немалая часть самолётов с верхним расположением крыла (высокопланы) – грузовые и военно-транспортные, которым приходится перевозить объёмные и тяжёлые грузы.

Пассажирский низкоплан./ Фото: mail.ru

Подавляющее большинство пассажирских самолётов – низкопланы (с нижним расположением крыла). Они более устойчивы во время руления по взлётно-посадочной полосе, а также в ходе взлёта и посадки. К тому же их конструкция более лёгкая, то есть позволяет хоть немного сэкономить топливо, а низкое расположение крыльев сильно экономит время на обслуживание. Помимо них, есть ещё и среднепланы, у которых крыло крепится посредине фюзеляжа. Главное преимущество такой конструкции – прочное крепление, поскольку крыло проходит сквозь фюзеляж. По такой схеме построены некоторые боевые самолёты, например, МиГ-21.

Тонкости и нюансы

Посадка на грунт./ Фото: airforce.ru

В эксплуатации высокопланов и низкопланов есть много особенностей, что делает их использование удобным или не очень в определённых условиях. К примеру, в тех случаях, когда пассажирскому или грузовому самолёту пришлось бы садиться на неровную взлётно-посадочную полосу, используются высокопланы. Связано это с расположением двигателей: у низкоплана они находятся в непосредственной близости от земли, что чревато серьёзными последствиями. Во время посадки на грунт в них могут попадать камни, мусор и, конечно же, пыль, а это может привести к выходу двигателя из строя. К тому же в случае неудачной посадки или взлёта самолёт может дать крен, и тогда гондола будет скрести землю и наверняка оторвётся, что само по себе приведёт к авиакатастрофе. У самолётов-амфибий, которые могут садиться на воду, дела обстоят также: при посадке или взлёте в двигатель может попасть вода.

Пассажирские самолёты./ Фото: thesun.co.uk

У пассажирских дальнемагистральных авиалайнеров, большая часть из которых являются низкопланами, всё ещё серьёзнее. Здесь низко расположенные крылья выполняют роль своеобразной спасательной подушки. Если у самолёта возникнут технические проблемы и он не сможет приземлиться в штатном режиме на шасси, его придётся аккуратно сажать «на брюхо». В этом случае крылья стабилизируют самолёт, помогают быстрее остановиться и при этом не позволяют перевернуться. Если аварийная посадка происходит на воду, крылья позволят самолёту остаться на плаву. Ещё один важный момент – экономия места. В месте крепления крыльев конструкцию усиливают при помощи дополнительных элементов жесткости, и в верхней части они бы мешали пассажирскому салону.

Грузовой самолёт./ Фото: ttaero.ru

С грузовыми самолётами тоже не всё так просто. Единственное крыло (не крылья) с большой площадью поднимает тяжёлый груз, а благодаря его расположению самолёт имеет лучшую аэродинамику. К тому же крыло находится достаточно высоко, чтобы под ним мог проехать транспорт, участвующий в погрузочно-разгрузочных работах, что намного упрощает процесс. При этом большая часть винтовых самолётов тоже сделана высокопланами. Причина простая – винтам необходимо место для работы, иначе они будут задевать землю. Впрочем, везде имеются исключения, а конструкция конкретного самолёта зависит лишь от его разработчиков.

Некоторые самолёты классифицировать очень сложно, поскольку они уникальны и создавались для выполнения конкретных задач. Один из них – Stratolaunch Model 351, самый большой самолет в мире.