¿Serían útiles los biplanos en aplicaciones VSTOL? ¿Cuál es el lado negativo de los biplanos? ex. Competiciones Bush Pilots o VSTOL

Tiene toda la razón al no dudar de las capacidades de los biplanos, como Curtiss Pitts con el Pitts Special totalmente acrobático.

Aerodinámicamente, el biplano clásico tiene muchas desventajas, ya que la resistencia se incorpora en todas partes. Como diseñar un avión con un freno de aire incorporado que se despliega todo el tiempo. El ala doble crea más resistencia que un ala simple, los puntales crean una resistencia adicional y los cables cruzados entre las alas son fáciles de perder en las fotos, pero también contribuyen en gran medida a la resistencia.

Sin embargo, estructuralmente, un diseño biplano es bastante ventajoso. La configuración biplano actúa como un diseño de caja, mucho más fácil de integrar con el fuselaje que el ala limpia en voladizo con su momento de flexión en la raíz del ala. Entonces, si la construcción está expuesta a una alta aceleración como un avión completamente acrobático, hay menos ingeniería aeronáutica involucrada. Como es habitual en la aeronáutica, las desventajas aerodinámicas equivalen a ventajas estructurales.

Pero si nos alejamos aún más, tiene poco sentido crear sustentación junto con mucha resistencia. La aerodinámica determina la velocidad de pérdida de un avión, el biplano no tiene ventajas aquí. Si el objetivo del piloto de bush es volar despacio e inspeccionar, y tener capacidades VSTOL, hay una opción mucho mejor disponible: el autogiro. El propietario de la estación de Quobba en Australia Occidental construyó uno él mismo y lo usa para inspeccionar su enorme propiedad. Se utilizan como motocicletas aerotransportadas para reunir ovejas, etc. En caso de falla del motor (lo que sucedió), se puede aterrizar de manera segura en cualquier lugar de la propiedad. Sólo trae un sombrero.

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La idea de que los biplanos deben tener velocidades de pérdida más lentas que los monoplanos comparables me sigue molestando, pero no puedo encontrar una explicación o indicación de que ese sea realmente el caso. Por ejemplo, para Tiger Moth : Velocidad de pérdida = 40 KIAS a 827 kg. Para el Cessna 172 : Velocidad de pérdida = 40 KIAS @ 1145 kg.

Se podría diseñar un biplano para velocidades de pérdida más bajas y un buen rendimiento de ascenso: haga que el área del ala sea mucho más grande de lo requerido, con una carga alar menor asociada. Pero esto también se puede hacer en un monoplano:

• Simplemente use un solo ala grande.
• Aumente el área del ala en la configuración de aterrizaje/baja velocidad mediante el uso de flaps Fowler.
• Aumente la inclinación del ala en la configuración de aterrizaje.

Y luego se convierte en una cuestión de economía, ¿es más barato construir un biplano que construir un monoplano con elegantes arreglos de aleteo? Probablemente. Pero todo el arrastre provocará un consumo de combustible mucho mayor y pasará mucho tiempo antes de que los pilotos lleguen a donde quieren estar.

Un biplano sería un avión de caza terrible por la sencilla razón de que el ala inferior se rompería al aterrizar debido a la poca distancia al suelo.

Burt Rutan intentó hacer un biplano STOL/Bush llamado Grizzly que tenía dos alas bajas con flaps gigantes, y lo abandonó por esta razón. La disposición canard/ala evitó las deficiencias aerodinámicas de los biplanos de alas apiladas. Dijo que tenía una comprensión fundamentalmente pobre de la necesidad cuando la diseñó.

En realidad, los Barnstormers usaron Curtiss JN-4 como sus aviones de caza.

Además, también hay investigaciones sobre biplanos de gran altura. Bajo ciertas condiciones, la resistencia inducida por la interacción del ala se elimina y la sustentación aumenta. Esto es especialmente cierto cuando el ala superior es en flecha y el ala inferior es elíptica, como el Pitts Special y el Christensen Eagle.

https://arc.aiaa.org/doi/pdf/10.2514/3.59846

https://www.skytamer.com/Antonov_An-2.html