Eindecker

Tiefdecker an einer Supermarine Spitfire

Mittelflügel einer de Havilland Vampire T11

Hochdecker auf einer de Havilland Canada Dash 8

Sonnenschirmflügel an RJ Mitchells Supermarine Air Yacht von 1930

Ein Monoplan ist ein Starrflügelflugzeug mit einer einzigen Tragfläche, im Gegensatz zu einem Doppeldecker oder anderen Arten von Mehrdeckern , die über mehrere Tragflächen verfügen.

Ein Eindecker bietet von Natur aus die höchste Effizienz und den geringsten Luftwiderstand aller Tragflächenkonfigurationen und ist am einfachsten zu bauen. In den Anfangsjahren der Luftfahrt wurden diese Vorteile jedoch durch sein höheres Gewicht und seine geringere Manövrierfähigkeit aufgehoben, weshalb er bis in die 1930er-Jahre relativ selten war. Seitdem ist der Eindecker die gebräuchlichste Bauform für Starrflügelflugzeuge.

Die optimale Effizienz des Eindeckers wird durch den freitragenden Flügel erreicht, der alle Strukturkräfte intern aufnimmt. Um jedoch praxisrelevante Geschwindigkeiten zu erreichen, muss der Flügel dünn sein, was eine massive Konstruktion erfordert, um die nötige Festigkeit und Steifigkeit zu gewährleisten.

Externe Verstrebungen können die Struktureffizienz verbessern und Gewicht und Kosten reduzieren. Bei einem Flügel bestimmter Größe ermöglicht die Gewichtsreduzierung einen langsameren Flug mit einem leistungsschwächeren und sparsameren Motor. Aus diesem Grund waren alle Tragflächen von Eindeckern in der Pionierzeit verstrebt, und die meisten wurden bis in die frühen 1930er Jahre hinein so konstruiert. Die freiliegenden Streben oder Drähte erzeugen jedoch zusätzlichen Luftwiderstand, verringern die aerodynamische Effizienz und reduzieren die Höchstgeschwindigkeit. ^{[ 1 ]}

Hochgeschwindigkeits- und Langstreckenkonstruktionen sind in der Regel reine Kragarmkonstruktionen, während Niedriggeschwindigkeits- und Kurzstreckenkonstruktionen oft mit Verstrebungen versehen werden.

Neben den allgemeinen Unterschieden in der Flügelkonfiguration, wie etwa der Position des Leitwerks und der Verwendung von Verstrebungen, besteht der Hauptunterschied zwischen den Typen von Eindeckern darin, wo der Flügel vertikal am Rumpf montiert ist .

Ein Tiefdecker ist ein Tragflügel, der sich am oder in der Nähe des unteren Teils des Rumpfes befindet.

Die tiefe Flügelposition ermöglicht eine gute Sicht nach oben und entlastet den Rumpf vom durch den Flügelholm geführten Rumpf. Durch die Verringerung der Pendelstabilität wird das Flugzeug wendiger, wie beispielsweise die Spitfire ; Flugzeuge, bei denen Stabilität wichtiger ist als Manövrierfähigkeit, benötigen dann jedoch möglicherweise eine gewisse V-Stellung .

Ein Merkmal der Tiefdecker-Bauweise ist der ausgeprägte Bodeneffekt , der dazu führt, dass das Flugzeug vor der Landung weiter schwebt. ^{[ 2 ] [ 3 ]} Umgekehrt ermöglicht dieser Bodeneffekt kürzere Startstrecken.

Ein Mittelflügel ist mittig am Rumpf angebracht. Die durchgehende Holmkonstruktion kann das nutzbare Rumpfvolumen in der Nähe des Schwerpunkts reduzieren, wo der Platz oft am dringendsten benötigt wird.

Die Mitteldecker-Bauweise ist die gebräuchlichste Bauweise für große Flugzeuge und nahezu die einzige, die für große Passagierflugzeuge verwendet wird.

Ein Schulterdecker (eine Kategorie zwischen Hochdecker und Mitteldecker) ist eine Tragflächenkonfiguration, bei der die Tragfläche nahe der Rumpfoberkante, aber nicht ganz oben, angebracht ist. Schulterdecker und Hochdecker weisen einige Gemeinsamkeiten auf: Sie ermöglichen einen pendelnden Rumpf, der keine V-Stellung der Tragflächen zur Stabilisierung benötigt; und im Vergleich zu einem Tiefdecker reduziert der geringere Bodeneffekt eines Schulterdeckers den Auftrieb bei der Landung. Im Vergleich zu einem Tiefdecker bieten Schulterdecker und Hochdecker bei mehrmotorigen Flugzeugen eine größere Propellerfreiheit. ^{[ 4 ]} Bei großen Flugzeugen gibt es kaum einen praktischen Unterschied zwischen einem Schulterdecker und einem Hochdecker; bei leichten Flugzeugen hingegen ist die Konfiguration von Bedeutung, da sie dem Piloten eine bessere Sicht bietet. Bei leichten Flugzeugen sind Schulterdecker tendenziell weiter hinten angebracht als Hochdecker und müssen daher gegebenenfalls nach vorne gepfeilt werden, um den korrekten Schwerpunkt zu gewährleisten . ^{[ 5 ]} Beispiele für Leichtflugzeuge mit Schulterflügeln sind die ARV Super2 , die Bölkow Junior , die Saab Safari und die Barber Snark .

Ein Hochdecker hat seine Oberseite auf oder über dem Rumpf. Er weist viele Vor- und Nachteile mit dem Schulterdecker auf, bietet aber bei Leichtflugzeugen eine schlechtere Sicht nach oben. Bei Leichtflugzeugen wie der Cessna 152 befindet sich der Flügel üblicherweise über der Kabine, sodass der Flügelholm über die Köpfe der Insassen verläuft und der Flügel die ideale Längsposition einnimmt. ^{[ 6 ]} Ein Vorteil der Hochdecker-Konfiguration ist der niedrigere Rumpf, der das Beladen erleichtert, insbesondere bei Flugzeugen mit Heckladeklappe. Militärische Transportflugzeuge sind überwiegend Hochdecker mit Heckladeklappe. ^{[ 4 ]}

Ein Schirmflügel ist nicht direkt am Rumpf befestigt, sondern wird darüber gehalten und entweder von Kabinenstreben oder einem Pylon gestützt. ^{[ 7 ]} Zusätzliche Verstrebungen können durch Streben oder Drähte erfolgen, die von den Rumpfseiten ausgehen.

Die ersten Parasol-Eindecker waren Weiterentwicklungen von Schulterdeckern, da die Anbringung eines Schulterflügels über dem Rumpf die Sicht nach unten erheblich verbesserte, was für Aufklärungsmissionen, wie beispielsweise bei der weit verbreiteten Morane-Saulnier L , von Vorteil war . ^{[ 8 ]} Der Parasolflügel ermöglichte eine effiziente Konstruktion mit guter Sicht für den Piloten und wurde im späteren Verlauf des Ersten Weltkriegs für einige Jagdflugzeuge wie die Fokker D.VIII und die Morane-Saulnier AI übernommen . ^{[ 9 ]}

Ein Schirmflügel bietet zudem einen hohen Montagepunkt für Motoren und war in der Zwischenkriegszeit bei Flugbooten beliebt, da diese die Propeller vor Spritzwasser schützen mussten. Beispiele hierfür sind die Martin M-130 , die Dornier Do 18 und die Consolidated PBY Catalina .

Im Vergleich zu einem Doppeldecker weist ein Parasolflügel weniger Verstrebungen und einen geringeren Luftwiderstand auf. Er ist nach wie vor eine beliebte Konfiguration für Amphibienflugzeuge sowie kleine Eigenbau- und Ultraleichtflugzeuge .

Obwohl die ersten erfolgreichen Flugzeuge Doppeldecker waren, handelte es sich bei den ersten Versuchen mit Flugmaschinen, die schwerer als Luft waren, um Eindecker, und viele Pioniere entwickelten weiterhin Eindeckerkonstruktionen. So war beispielsweise die Santos-Dumont Demoiselle von 1907 das erste in Serie gefertigte Flugzeug , während die Blériot XI 1909 den Ärmelkanal überquerte . ^{[ 10 ]} In den Jahren 1909–1910 stellte Hubert Latham mit seinem Eindecker Antoinette IV mehrere Höhenrekorde auf und erreichte schließlich 1384 m (4541 ft). ^{[ 11 ]}

Der entsprechende deutsche Begriff ist Eindecker , wie beim Fokker Eindecker- Jagdflugzeug mit Mitteldeckerflügeln von 1915, das zeitweise den Himmel beherrschte und als „ Fokker-Plage “ bekannt wurde. Das deutsche militärische Bezeichnungssystem Idflieg kennzeichnete vor 1918 Eindecker-Typen mit einem „E“ , bis der Fokker D.VIII , der zuvor die Bezeichnung „EV“ trug, zugelassen wurde. Der Erfolg der Fokker war jedoch nur von kurzer Dauer, und der Erste Weltkrieg wurde von Doppeldeckern dominiert. Gegen Kriegsende erfreuten sich die Parasol-Eindecker großer Beliebtheit, und bis in die 1920er-Jahre wurden erfolgreiche Konstruktionen produziert. ^{[ 12 ]}

Dennoch wurden zwischen 1914 und Ende der 1920er-Jahre im Vergleich zu Doppeldeckern relativ wenige Eindecker gebaut. Die Gründe hierfür waren vor allem praktischer Natur. Aufgrund der geringen Motorleistung und der niedrigen Fluggeschwindigkeiten mussten die Tragflächen eines Eindeckers groß sein, um genügend Auftrieb zu erzeugen, während ein Doppeldecker mit zwei kleineren Tragflächen kompakter und leichter gebaut werden konnte.

Gegen Ende des Ersten Weltkriegs begann der hohe Luftwiderstand des Doppeldeckers die Leistung einzuschränken. Die Motoren waren noch nicht stark genug, um den schweren Eindecker mit freitragenden Tragflächen wirtschaftlich zu betreiben, und die verstrebte Parasoltragfläche wurde bei Jagdflugzeugen populär, obwohl nur wenige rechtzeitig zum Kampfeinsatz eintrafen. Sie blieb während der gesamten 1920er Jahre beliebt.

Bei Flugbooten mit flachem Rumpf ermöglichte ein Schirmflügel die Montage der Motoren oberhalb der Spritzwasserzone beim Starten und Landen. Diese Bauweise war in den 1930er-Jahren bei Flugbooten weit verbreitet; ein spätes Beispiel hierfür ist die Consolidated PBY Catalina . Sie geriet jedoch in Vergessenheit, als im Zweiten Weltkrieg höhere Rümpfe Standard wurden und ein Hochdeckerflügel direkt am Rumpf angebracht werden konnte.

Da die stetig steigende Motorleistung das Gewicht der Ganzmetallkonstruktion und des freitragenden Flügels – erstmals gemeinsam vom revolutionären deutschen Werksdemonstrator Junkers J 1 in den Jahren 1915/16 entwickelt – vertretbar machte, wurden diese in der Nachkriegszeit des Ersten Weltkriegs üblich. Die Ära der verspannten Tragfläche ging zu Ende, und in den 1930er-Jahren etablierte sich der freitragende Eindecker schnell als Standardkonfiguration für Starrflügelflugzeuge. Fortschrittliche Jagdflugzeugkonstruktionen in Eindeckerbauweise wurden in den frühen bis mittleren 1930er-Jahren in der Sowjetunion und den Vereinigten Staaten für Streitkräfte weltweit in Serie gefertigt, darunter die Polikarpow I-16 und die Boeing P-26 Peashooter .

Die meisten Militärflugzeuge des Zweiten Weltkriegs waren Eindecker, wie praktisch alle Flugzeuge seither auch, mit Ausnahme einiger weniger Spezialtypen.

Düsen- und Raketentriebwerke verfügen über noch mehr Leistung, und alle modernen Hochgeschwindigkeitsflugzeuge, insbesondere Überschallflugzeuge, sind Eindecker.

• Seitenverhältnis (Luftfahrt)

• Angelucci, A.; und Matricardi, P.; World Aircraft: Origins–World War I , Sampson Low, 1977.
• Davilla, James J.; Soltan, Arthur (1997). Französische Flugzeuge des Ersten Weltkriegs . Mountain View, CA: Flying Machines Press. S. 315. ISBN 978-1891268090Die
• „Hochdecker, Tiefdecker“, Flight, 20. März 1975, Seiten 453 ( Archiv ) –454 ( Archiv )