Triplanas trisparnis už orą sunkesnio orlaivio su fiksuotais sparnais konstrukcija kuriai būdingos trys vertikaliai išdė

Triplanas (trisparnis) – už orą sunkesnio orlaivio su fiksuotais sparnais konstrukcija, kuriai būdingos trys vertikaliai išdėstytos sparnų plokštumos (trys sparnų poros). Paprastai tiek galiniai vertikalūs paviršiai (horizontalūs stabilizatoriai), tiek ir priekiniai vertikalūs paviršiai („anties“ tipo sparnai) neįtraukiami į šį skaičių, nors būna ir išimčių.

Konstrukciniai principai

Triplano konfigūraciją su biplanu galima palyginti keletu būdų.

Triplanis išdėstymas leidžia naudoti siauresnės sparnus nei tokios pat keliamosios galios biplanuose. Tokia konfigūracija užtikrina didesnį kilimo greitį ir mažesnį posūkio spindulį – rodiklius svarbius naikintuvui ar sportiniam lėktuvui.
Triplanis sparnų išdėstymas leidžia montuoti trumpesnius sparnus nei tokios pat keliamosios galios biplanuose, todėl konstrukcija tampa kompaktiškesnė ir lengvesnė. Toks sprendimas užtikrina geresnį manevringumą naikintuvui, didesnę sparno apkrovą bei praktiškesnį antžeminį aptarnavimą.
Dar viena palyginimo perspektyva: trečiasis triplano sparnas padidina sparnų plotą, todėl gerokai padidėja keliamoji galia, kompensuojanti padidėjusį svorį, pakanka mažiau galingų variklių. Šio požiūrio pavyzdžiais laikytini XX a. pradžioje sukurti trigubi triplanai „Caproni Ca.4“ ir „Levy-Besson“.

Skraidančios valties „Caproni Ca.60“ modelis.

Pagrindiniai triplano trūkumai – dėl didesnio sparnų skaičiaus augantis orlaivio svoris ir didėjantis oro pasipriešinimas, didėjant greičiui auganti sparnus aptekančių oro srautų parazitinė sąveika, konstrukcijos sudėtingumas. Šios problemos itin išryškėjo konstruojant dar daugiau sparnų turinčius lėktuvus, pvz. kvadraplanus (ketursparnius). Jokie pastarojo tipo pavyzdžiai nebuvo sėkmingi. Tobulėjant biplanų konstrukcijai ir augant variklių galios ir masės santykiui, triplano ir kitų daugiasparnių trūkumai nusverė jų pranašumus.

Sausumos lėktuvo konstrukcijose apatinis sparnų rinkinys paprastai yra maždaug viename lygyje su orlaivio korpuso apačia, vidurinis – su korpuso viršumi, o viršutinis – virš fiuzeliažo, ant kabinos statramsčių . Skraidančioje valtyje net žemiausias sparnas turi būti montuojamas gerokai virš korpuso vaterlinijos, kas atitinkamai sąlygoja aukštesnę likusių sparnų komponuotę.

Istorija

Britų triplanas „“ pilotuojamas jo kūrėjo Alliot Verdon Roe. Jungtinės Valstijos 1910 m. rugsėjis.

Pirmasis už orą sunkesnis orlaivis, kuriuo skrido žmogus, buvo dar 1848 m. sukurtas sklandytuvas. Vienas iš nedaugelio Danijoje sukurtų lėktuvų buvo 1907 m. sukurtas triplanas; pirmasis Vokietijoje skridęs motorinis lėktuvas taip pat buvo triplanas.

Visgi tokia konstrukcija retai kada pasitvirtino kaip praktiškas sprendimas. Dauguma triplanų projektų atsirado trumpu laikotarpiu nuo 1908 iki 1923 m. Be garsiųjų Pirmojo pasaulinio karo kovinių triplanų „“ ir „“, buvo sukurta keletas trisparnių bombonešių, keleivinių ir jūrų patrulinių lėktuvų; neretai – tos pačios pagrindinės konstrukcijos pagrindu.

Bousson-Borgnis triplanas su „anties“ tipo sparnais

Nuo XX a. trečiojo dešimtmečio pabaigos triplanai yra daugiau išimtinės konstrukcijos, pvz. 1975 m. sukurtas lietuviškas sklandytuvas „BrO-18 Boružė“.

Pirmieji metai

Pirmasis už orą sunkesnis aparatas, gabenęs žmogų laisvu skrydžiu, buvo George’o Cayley 1848 m. sukonstruotas sklandytuvas triplanas. Tai buvo gana moderni konstrukcija su trimis sparnais virš fiuzeliažo, atskira stabilizuojančia uodega. Sparnai buvo aitvarą primenančios formos. Orlaivis nebuvo pakankamai didelis, kad galėtų pakelti suaugusį žmogų, todėl keleiviu buvo pasirinktas vietinis berniukas, kurio vardas nėra žinomas.

1907–1911 m. nemažai aviacijos pionierių eksperimentavo su triplanais. Nė vienas eksperimentų nedavė labai sėkmingų rezultatų, nors Alliot Vernon Roe sukurta orlaivių serija turėjo tam tikrą pasisekimą ir buvo komerciškai sėkminga.

1907 m. danų aviacijos pionierius Jacobas Ellehammeris sukūrė motorinį ir netgi laimėjo prizą Vokietijoje.

Prancūzų Bousson ir Borgnis 1908 m. sukurtas ir „Voisin“ įmonėje pastatytas triplanas su „anties“ tipo sparnu buvo nesėkmingas. Sėkmingu laikytinas 1908 m. Ambroise Goupy suprojektuotas Goupy Nr.1. Praėjus kelioms savaitėms po „Goupy No.1“ skrydžio, Hanso Grade’o triplanas tapo pirmuoju vokiečių pagamintu motorizuotu lėktuvu. Tais pačiais metais prancūzų aviatorius modifikavo savo orlaivį į triplaną, o Emilis Dorandas sukonstravo karinį triplaną.

Piurmasis JAV triplanas buvo 1909 m. sukonstruotas anties tipo orlaivis.. 1909 ir 1910 m. Didžiosios Britanijos aviacijos pradininkas AV Roe pastatė keturių eksperimentinių triplanų seriją – Roe I, II, III ir IV, tačiau pardavęs JAV keletą II ir III tipo orlaivių atsisakė toliau vystyti šią konstrukciją.

1911 m. savos konstrukcijos triplanus sukūrė belgas César Battaille (tiko tik trumpiems skrydžiams ir šuoliams) ir rusas Rodjestveisky.

Triplanai naikintuvai

„Sopwith Triplane“ – pirmasis triplanas, naudotas Pirmojo pasaulinio karo metais.

Pirmojo pasaulinio karo metu kai kurie orlaivių gamintojai triplanę konfigūraciją pradėjo naudoti naikintuvams. Praktiškai šie triplanai pasirodė prastesni nei lygiaverčiai biplanai ir, nepaisant trumpo populiarumo apie 1917 m., buvo gaminami tik keturi šio tipo lėktų modeliai.

Skraidanti geriausiai žinomo triplano Fokker Dr. I kopija.

1915–1917 m. sukūrė seriją triplanų prototipų. Jis buvo būdingas stipriai patrauktas viršutinis sparnas, taip pagerinant matomumą pilotui bei trikampis statramsčių išdėstymas. Tokia konstrukcija sąlygojo prastenį valdymą ir galiausiai šio eksperimento buvo atsisakyta.

1916 m. Sopwith sukūrė tris triplano modelius. Vienas, žinomas tiesiog kaip „“, buvo pradėtas gaminti ir tapo pirmuoju į ginkluotę priimtu triplanu. Orlaivis turėjo vienodo ilgio siaurus sparnus, sutvirtintus vienu statramsčiu, tvirtinimui minimaliai naudojant vielą. Šį modeliį užsakė tiek britų laivynas, tiek ir sausumos kariuomenė, tačiau laivynas netrukus jo atsisakė, o sausumos kariuomenėje jis buvo eksplatuojamas gana sėkmingai.

„Sopwith“ modelių pranašumas ir ankstyvos sėkmės, palyginti su tuometiniais jų konkurnetais biplanais „Albatros D.III“, paskatino susidomėjimą šia konstrukcija dizainu, ypač Vokietijoje ir Austrijoje-Vengrijoje. 1917 ir 1918 m. kariuomenių vadovybės iniciatyva gamintojai sukūrė keletą triplanų naikintuvų prototipų. Savo modelius pateikė „Albatros“, „“, „Brandenburg“, „“, „Euler“, „“, „Friedrichshafen“, „“, „Lloyd“, „Lohner“, „“, „Pfalz“, „Sablating“, „Schütte-Lanz“, „Siemens-Schuckert“, „WKF“; Didžiojoje Britanijoje – „Austin“; JAV – „Curtiss“. nepaisant tokios gausos tik dvejų bendrovių – „Fokker“ ir „Curtiss“ pasiūlymai buvo gaminami masiškai.

1917 m. pristatytas Fokker V.4 prototipas (kai kur nurodomas kaip V.3) turėjo neįprastus konsolinius sparnus be tvirtinimo, o viršutinis sparnas prie korpuso buvo pritvirtintas tik kabinos statramsčiais. Skrydžio metu sparnai pernelyg vibravo. Vėlesniame prototipe – V.5 – kiekvienoje pusėje tarp sparnų jau buvo montuojama po vieną tarpplokštuminį statramstį, bet be sutvirtinimų viela. Šis orlaivis tapo 1917 m. pasirodžiusi garsiojo Fokker Dr. I triplano prototipu, kuris bus įamžintas kaip lėktuvas, populiariojoje kultūroje labiausiai tapatinamas su garsiuoju „Raudonuoju baronu – “Manfredu von Richthofenu. Nors šis orlaivis pasižymėjo geru kilimo greičiu ir manevringumu, jis nebuvo ypač greitas. Eksploatacijos metu dviems orlaiviams subyrėjus ore, skraidymai šis tipo lėktuvais Vokietijos kariuomenėje buvo sustabdyti iki bus pašalintos sturktūrinės problemos. Po keleto mėnesių modifikuotą orlaivį ėmus vėl eksploatuoti, paaiškėjo, kad savo charakteristikomis jis labai atsilieka nuo naujausių Antantės naikintuvų.

JAV įsikūrusi „Curtiss“ kompanija 1916–1918 m. parengė keletą triplanų projektų. Iš jų buvo pradėti gaminti keli naikintuvai ir panašūs tipai, ypač – treniruoklis (iš jų buvo pagaminti trys hidroplanai) ir naikintuvai ir . 1918 m. sukurtas prototipas buvo neįprastas, nes nuo pat pradžių buvo kuriamas kaip žvalgybinis hidroplanas.

Kovinių triplanių našumą netrukus aplenkė patobulinti naikintuvai biplanai. Tačiau dar 1919 m. buvo sukurti trys „“ prototipai, o 1920 ir 1921 m. – sukurti stipriai šarvuoti ir šturmo lėktuvai. Tiesa, pastarieji jau bandymų metu pasirodė per sunkūs.

Dirižablių medžiotojai

I Pasaulinio karo metu britai mėgino pritaikyti triplanus kovai su vokiečių dirižabliais. 1915 m. sukūrė tokio lėktuvo prototipus ir . Tai buvo dideli triviečiai dvimotoriai lėktuvai ir pastebimai ilgesniu viduriniu sparnu. 1917 m. „Blackburn“ pasiūlė vienvietį triplaną su fiuzeliažo priekyje montuojama į viršų šaudančia 2 svarų beatatrankine patranka. Nė vienas šių tipų nepasiekė prototipo stadijos.

Bombonešiai, transportiniai ir patruliniai lėktuvai

Eksperimentai su triplanais bombonešiais Prancūzijoje prasidėjo 1915 m. 1915 ir 1916 m. pristatyti ir prototipai nebuvo sėkmingi. „Voisin“ konstrukcija pasižymėjo virš fiuzeliažo buvo sumontuotu papildomu vertikaliu stabilizatoriumi.

Kiek sėkmingesni buvo vėlesni prancūziški tolimieji jūriniai patruliniai triplanai. Įmonė „Labourdette-Halbronn“ 1918 m. pagamino dviejų fiuzeliažų triplaną torpednešį HT1. Sekančiais metais jis pasiūlė du modifikuotos HT2 versijos prototipus. Įmonės „Besson“ ir „Levy“ 1917–1919 m. suprojektavo keletą triplanų skraidančių valčių. Lėktuas „“ pasižymėjo ilgersniu viduriniu sparnu. Šių modelių orlaiviai buvo gaminami mažomis serijomis ir naudojami patruliavimo misijose. Paskutiniame šios serijos pavyzdyje – 1919 m. „“ – viršutinis sparnas buvo prailgintas iki vidurinio sparno ilgio. Nors šį orlaivį kariuomenė užsakė, tačiau tik pagaminus keletą vienetų užsakymas buvo atšauktas. Vėliau, „Besson“ atsiskyrė nuo „Levy“ ir tais pačiais metais pristatė jūrų patrulinį skraidantį katerį „“, taip pat mokymų lektuvą „“ kuris buvo eksponuojamas 1919 m. Paryžiaus aviacijos parodoje. Be šių orlavių buvo sukurta keletas mažesnių specializuotų mašinų, tokiųū kaip 1921 m. į orą pakilęs pašto lėktuvas „“.

1917 m. Italijoje sukurtas sunkusis bombonešis „Caproni Ca.4“ 1918 m. pradėjo tarnybą Italijos karinėse oro pajėgose. Pokariu dalį šių orlaivių gamintojas perdarė į civilinius, tokius kaip avialaineris . Šis orlaivis tapo pirmąja Italijos komercinės aviacijos katastrofos auka: 1919 m. rugpjūčio 2 d. šiam orlaiviui sudužus netoli Veronos žuvo visi ko leieviai(nuo 14 iki 17).

Triplanu ir laikomas ir antrojo skrydžio metu sudužęs transatlantiniu turėjęs tapti hidroplanas „ su iš Ca.4 paimtais trimis trijų sparnų rinkiniais.

Pirmasis Didžiosios Britanijos bombonešis triplanas buvo sukurtas 1917 m. Tai buvo vienmotoris „“. Konstrukcija nebuvo sėkminga. Po dvejų metų kiek geriau pasirodė „“ – vienintelis dvimotoris „Sopwith“ gamintas orlaivis. 1918 m. Didžiosios Britanijos įmonė „Bristol“ sukūrė sunkiųjų triplanų seriją, kurie, kaip ir „Caproni“ atveju, buvo pritaikomi įvairiems vaidmenims. Pirmasis tokių buvo 1918 m. pagamintas bombonešis „“. 1920 m. buvo pradėtas gaminti 14 vietų keleivinis „“. Sekančiais metais įmonė pristatė du variantus karinio transportinio lėktuvo, gavusio pavadinimą „“. Triplanė konfigūracija buvo pritaikyta neradus keturių pakankamo galingumo variklių bombonešiui „“: pastarasis buvo perdirbtas iš biplano į triplaną ir jame buvo sumontuoti šeši varikliai. Visgi, dėl aukštai sumontuotų variklių sąlygoto svorio centro disbalanso „Tabor“ sudužo jau pirmojo skrydžio metu. 1919 m. jo konstruktorius suprojektavo panašaus dydžio triplaną „“, žinomą kaip „Barlingo bombonešis“, pirmą kartą pakilusį 1923 m. 1920 m. Avro sumontavo papildomą sparnų porą į „Avro 504“, ko išdavoje gavosi triplanas „“. Viso buvo pagaminti tokie orlaiviai, skirti Australijos Kvinslando ir Šiaurės teritorijos oro tarnybai (Qantas). Visgi jie pasirodė netinkami Australijos dykumų sąlygoms. Vienintelis Didžiosios Britanijos indėlis į jūrinių triplanų vystymą buvo 1918 m. sukurtas „“, dar žinomas kaip „Porte Super-Baby“.

Beveik taip pat vėlai, kaip ir „Barling Bomber“, 1922 m. Japonijoje buvo sukurtas torpednešis „Mitsubishi 1MT“. Jis gavo indeksą „Laivyno tipas Nr. 10“.

Lenktyniniai triplanai

Po Pirmojo pasaulinio karo keli „“ pavyzdžiai buvo naudojami lenktynėse. Modelis 18T-2 beveik laimėjo 1922 m. (dalyvavo tik JAV karinio jūrų laivyno pilotai), tačiau pilotui Sandy Sandersonui prieš pat finišo liniją baigėsi degalai.

1921 m., modifikavus biplaną „Texas Wildcat 2“ (kuris, savo ruožtu, buvo monoplano „Texas Wildcat“ modifikacija), buvo sukurtas lenktyninis triplanas „Cactus Kitten“. Tai vienintelis atvejis istorijoje kai monoplanas tapo triplanu. Gavęs pavadinimą „“, varomas 435 AG (324 kW) galios Curtiss C-12 variklio, nešamas 20 pėdų (6 m.) mojo sparnų, šis lėktuvas 1922 m. Pulitzerio lenktynėse užėmė 2 vietą, nusleidęs tik už „Curtiss“ biplanui. „Curtiss“ triplanas greičiu ir pavaldumu pranoko savo monoplaną ir biplaną pirmtakus, ir 1922 m. „Kitten“ buvo reklamuojamas kaip greičiausias pasaulyje lėktuvas, galintis viršyti 200 mylių per valandą greitį. Tais pačiais metais įmonė šį lėktuvą padovanojo kariniam jūrų laivynui, kuris jį naudojo kaip treniruoklis 1923 m. Pulitzerio lenktynėms.

1927 m. dvimotoris keleivinis 22 vietų triplanas „Catron & amp; Fisk CF-10“ buvo modifikuotas įrengiant papildomus degalų bakus ir galingesnius variklius. Gavęs pavadinimą „Pride of Los Angeles“ (liet. Los Andželo pasididžiavimas) jis buvo rengiamas dalyvauti Dole Air lenktynėse, tačiau dėl incidento skrydžio metu sudužo dar neprasidėjus lenktynėms.

Bendroji aviacija

Br. Oškinio triplanis sklandytuvas BrO-18 Lietuvos aviacijos muziejus

Triplanai buvo kuriami ir asmeniniam naudojimui. Vienas labiausiai neįprastų tokių orlaivių buvo 1917 m. „“ skraidantis automobilis. Tais pačiais metais buvo sukurtas asmeniniam naudojimui skirtas „“ triplanas variantas „“.

Po karo Prancūzijoje 1921 m. buvo sukurtas privatus turistinis hidroplanas „Besson H-3“, o 1923 m. vokiečių inžinierius Hansas Richteris sukūrė tripalną sklandytuvą.

Tobuilinant ultralengvąjį biplaną „“ (liet. „Skraidanti blusa“), 1939 m. JAV buvo pagamintas jo triplanis variantas, gavęs pavadinimą „American Flea“ (liet. „Amerikietiška blusa“). Šiame variante viršutiniai sparnai buvo fiksuoti, o apatinis sparnas veikė tiek kaip sparnas, tiek kaip eleronas.

1975 m. sovietų okuptuoje Lietuvoje triplaną sklandytuvą BrO-18 „Boružė“ sukūrė Bronius Oškinis. Lėktuvas, kurio sparnų mojis siekė 4,9 metro, tuo metu pelnė ir mažiausio pasaulyje sklandytuvo titulą. Panaši konfigūracija panaudota ir hidroskraidyne BrO-17V „Antelė“.

Tandeminiai triplanai

Tandeminis triplanas – triplanas, turintis bent du triplaninių sparnų rinkinius

Pirmasis tokio orlaivio pavyzdys – 1908 m. Šveicarijoje sukurtas „“, turėjęs triplanės konfigūracijos pagrindinius sparnus ir biplano konfigūracios horizontalų stabilizatorių. 1909 m. sukurtas „“ dėl gana didelio triplaninio horizontalaus stabilizatoriaus taip pat laikomas tandeminiu. 1917 m. sukurtas „“ buvo dar vienu savotiška tandemine konstrukcija su triplaniais priekiniais sparnais, dviplaniais galiniais sparnais ir monoplaniniu horizontaliu stabilizatoriumi. 1921 m. italų inžinierius keleiviniame hidroplane sumontavo tris bombonešio Ca.4 sparnų komplektus. Taip buvo sukurtas devynsparnis transatlantinio lėktuvo prototipas „ Noviplano“ . Jis pasirodė nestabilus ir sudužo antrojo skrydžio metu.

Su-34 su trimis poromis horizontalių plokštumų

Pastaraisiais metais terminas „trandeminis triplanas“ yra vartojamas apibūdinant kai kuriuos šiuolaikinius monoplanus, kurie be įprastų sparnų ir horizontalaus galinio stablizatoriaus, lėktuvo priekyje turi aktyvius „anties“ tipo horizontalias plokštumas. Konfigūracija, kurioje yra trys nuoseklios keliančios horizontalios plokštumos, dažniausiai vadinama trijų paviršių orlaiviu (angl. Three Surface Aircraft) arba trigubu tandemu (angl. Tandem Tripple arba Tandem Tripple), bet ne triplanu. Šiuos šiuolaikinius modelius galima lyginti su ankstyvaisiais „“ ir „“, kurie taip pat turėjo didelį pagrindinį sparną su mažesnėmis priekinėmis ir užpakalinėmis plokštumomis; mažesnieji sparnai nebuvo laikomi pagrindinio sparnų išdėstymo dalimi ir patys orlaiviai nebuvo apibūdinami kaip tandeminiai tipai.

Bibliografija

(EN) Angelucci, E. and P. Matricardi. World Aircraft – Origins-World War 1. London: Sampson Low, 1977.
Davilla, James (1997). French aircraft of the first World War. Flying Machines Press.
Green, William and Gordon Swanborough. The Complete Book of Fighters: An Illustrated Encyclopedia of Every Fighter Aircraft Built and Flown. London: Salamander, 1994. ISBN 978-0-8317-3939-3.
Guttman, Jon. „Crazy Capronis“. Aviation History, July 2008.
Jane, F.T. All the World’s Aircraft 1913. London: Sampson Low, 1913, facsimile reprint David & Charles, 1969.
Lamberton, W.M. and E.F. Cheeseman. Fighter Aircraft of the 1914–1918 War. London: Harleyford, 1960.
Sollinger, G.K. Villehad Forssman: Constructing German Bombers 1914–1918. Rusavia, 2009.

Išnašos

Wragg, D.; Flight before flying, Osprey, 1974, Page 60
Flight, 26 June 1909, Page 380
Davilla 1997.
„The Caproni Disaster“ Flight, August 7, 1919, p. 1053, (flightglobal.com)
Guttman, p. 55.
Oughton, J.D.; Bristol an aircraft album, Ian Allan, 1973.
Berliner, Don. "A Concise History of Air Racing. " Society of Air Racing Historians, 9 January 2007. Nuoroda tikrinta: 13 January 2011.
„A. V. Goes Back“ Flight, 2 July 1954, p.2

[1] Wragg, D.; Flight before flying, Osprey, 1974, Page 60

[2] Flight, 26 June 1909, Page 380

[FOOTNOTEDavilla1997-3] Davilla 1997.

[4] „The Caproni Disaster“ Flight, August 7, 1919, p. 1053, (flightglobal.com)

[5] Guttman, p. 55.

[6] Oughton, J.D.; Bristol an aircraft album, Ian Allan, 1973.

[7] Berliner, Don. "A Concise History of Air Racing. " Society of Air Racing Historians, 9 January 2007. Nuoroda tikrinta: 13 January 2011.

[8] „A. V. Goes Back“ Flight, 2 July 1954, p.2