Кіріспе

Бір қанатты ұшақ – тұрақты қанатты ұшақ конфигурациясы, бір негізгі қанаты бар, екі қанатты ұшақтарға немесе басқа көп қанатты түрлерге қарағанда. Моноплан кез келген қанатты конфигурацияның ең жоғары тиімділігіне және ең төменгі қарсылығына ие және оны жасау ең оңай. Дегенмен, ұшудың алғашқы жылдарында бұл артықшылықтар оның үлкен салмағымен және маневрлеу қабілетінің төмендігімен өтелді, сондықтан ол 1930 жылға дейін сирек кездесетін. Одан бері моноплан тұрақты қанатты ұшақтардың ең көп таралған түрі болып табылады.

Тірек пен салмақ

Монопланның табиғи тиімділігі консольді қанатта ең жақсы көрінеді, ол барлық құрылымдық күштерді іштен жүзеді. Дегенмен, нақты жылдамдықпен ұшу үшін қанат жұқа болуы керек, бұл оны жеткілікті мықты және қатайту үшін ауыр конструкцияны талап етеді. Сыртқы бекіткіштер құрылымдық тиімділікті арттыруға, салмақ пен құнын төмендетуге мүмкіндік береді. Белгілі бір өлшемдегі қанаттың салмағын азайту оған баяу ұшуға және аз қуатты, үнемді қозғалтқышпен ұшуға мүмкіндік береді. Сондықтан пионерлік дәуірдегі барлық моноплан қанаттары бекітілген, және көпшілігі 1930 жылдардың басына дейін солай болды. Алайда, ашық тіреулер немесе сымдар қосымша қарсылық тудырады, аэродинамикалық тиімділікті төмендетеді және максималды жылдамдықты азайтады. Жоғары жылдамдықты және ұзақ қашықтықты ұшақтар көбінесе таза консольді болып келеді, ал төмен жылдамдықты, қысқа қашықтықты түрлері жиі бекітіледі.

Төмен

Төменгі қанат – фюзеляждың төменгі бөлігінде немесе оған жақын орналасқан қанат. Қанатты төмен орналастыру жоғарыға қарай көруді жақсартады және қанаттың арқалық құрылымын фюзеляж ортасынан босатады. Маятник тәрізді тұрақтылықты азайту арқылы ұшақты, мысалы Spitfire сияқты, басқаруға оңайырақ етеді; бірақ тұрақтылықты басқарудан гөрі бағалайтын ұшақтарға диэдр қажет болуы мүмкін. Төменгі қанаттың ерекшелігі – оның күшті жер әсері, бұл ұшақты қону алдында ұзақ уақыт ауада қалуға бейімдейді. Керісінше, осы жер әсері қысқа ұшып-қонуға жағдай жасайды.

Орта

Ортаңғы қанат фюзеляждың орта тұсына орнатылады. Көліктік шпар құрылымы пайдалы фюзеляж көлемін оның ауырлық орталығына жақын жерде азайтуы мүмкін, ал осы аймақта кеңістік көбінесе ең қажетті болады.

Иық

Жоғары және орта қанаттың арасындағы қанат (категория) – қанаттың фюзеляждың үстіне жақын, бірақ ең үстіне емес орналасу конфигурациясы. Ол қанат фюзеляждың "иығында" орналасқандықтан, ұшқыштың иығында емес, осылай аталады. Иық қанат пен жоғары қанаттың ортақ ерекшеліктері бар, атап айтқанда: олар тұрақтылық үшін қанаттың бұрышін қажет етпейтін, ілініске түсетін фюзеляжды қолдайды; және төменгі қанатпен салыстырғанда, иық қанатының шектеулі жер әсері қону кезінде ұшуды азайтады. Көп қозғалтқышты ұшақтарда төменгі қанатқа, иық қанатына және жоғары қанатқа қарағанда винтке арналған кеңістік артады. Үлкен ұшақта иық қанат пен жоғары қанаттың арасында айтарлықтай практикалық айырмашылық жоқ, бірақ жеңіл ұшақта конфигурация маңызды, себебі ол ұшқышқа жақсы көрінуді қамтамасыз етеді. Жеңіл ұшақтарда иық қанаттары жоғары қанатқа қарағанда артқа қарай орналасады, сондықтан орталық ауырлықты дұрыс сақтау үшін оларды алға қарай бұру қажет болуы мүмкін. Иық қанаттары бар жеңіл ұшақтардың мысалдары: ARV Super2, Bölkow Junior, Saab Safari және Barber Snark.

Тарих

Ең алғашқы ұшақтар биплан болғанымен, әуеден ауыр ұшу машиналарын жасауға жасалған алғашқы әрекеттер моноплан болды, және көптеген пионерлер моноплан конструкцияларын жетілдіруді жалғастырды. Мысалы, 1907 жылғы Santos Dumont Demoiselle – өндіріске енгізілген алғашқы ұшақ, ал Blériot XI 1909 жылы Англия арнасын ұшып өтті. 1909–1910 жылдары Хьюберт Латэм өзінің Antoinette IV монопланында бірнеше биіктік рекордтарын орнатып, ақырында "Фокердің азабы" деп аталған аспанда қысқа мерзімге үстемдік құрған 1915 жылғы орта қанатты Fokker Eindecker истребителі сияқты, Eindecker деген неміс тіліндегі терминге тең рекордқа жетті. 1918 жылға дейін Idflieg әскери авиациялық белгілеу жүйесі моноплан түрлерін E әрпімен белгілеп, Fokker D. VIII истребителінің бұрынғы "E. V" белгісінен мақұлдануына дейін қолданылды. Дегенмен, Fokker-дің сәттілігі ұзаққа созылмады, және Бірінші дүниежүзілік соғыс бипландармен басым болды. Соғыстың соңында парасол тәрізді моноплан танымал болды, және 1920 жылдары сәтті үлгілер жасалды. Бірақ 1914 жылдан 1920 жылдардың соңына дейін салыстырмалы түрде аз моноплан түрлері жасалды, олардың саны бипландармен салыстырғанда азырақ болды. Бұған себеп негізінен практикалық мәселелер еді. Қозғалтқыштардың қуаты және жылдамдығы төмен болғандықтан, монопланның қанаттары жеткілікті көтергіш күш жасау үшін үлкен болуы керек еді, ал биплан екі кішкентай қанатқа ие болып, кішкентай және жеңіл болуы мүмкін еді. Бірінші дүниежүзілік соғыстың соңында бипланның тудырған кедергісі өнімділікті шектеуге бастады. Двигательдер әлі де ауыр консольді қанатты монопланды тиімді етуге жеткілікті қуатты емес еді, ал күшейтілген парасол қанаты истребительдерде танымал болды, бірақ олардың көпшілігі ұрысқа уақытында келмеді. Ол 1920 жылдары танымал болды. Ұшатын қайықтарда, парасол қанаты қозғалтқыштарды судан шашыраған тамшылардан жоғары орналастыруға мүмкіндік берді. Бұл конструкция 1930 жылдары ұшатын қайықтарда кең таралды, соңғы мысалы Consolidated PBY Catalina. Екінші дүниежүзілік соғыста биік корпус кең таралғанда, ол қолданыстан шықты, бұл жоғары қанатты тікелей корпусқа бекітуге мүмкіндік берді. Қозғалтқыштардың қуаты арта келе, барлық металл конструкциялардың салмағы және консольді қанаттың тиімділігі артты. Олар алғаш рет 1915–16 жылдары революциялық неміс Junkers J 1 зауытының демонстраторымен бірге енгізілді, және Бірінші дүниежүзілік соғыстан кейін кең таралды. 1930 жылдары кеңестік және америкалық әскери қызметтер үшін жетілдірілген моноплан истребительдері, Polikarpov I-16 және Boeing P-26 Peashooter сияқты үлгілер жаппай өндірілді. Екінші дүниежүзілік соғыстың көптеген әскери ұшақтары моноплан болды, және содан бері барлық ұшақтар осы конструкциямен жасалған, бірнеше мамандандырылған түрлерін қоспағанда. Ұшқыш және реактивтік қозғалтқыштардың қуаты одан да жоғары, сондықтан барлық заманауи жоғары жылдамдықты ұшақтар, әсіресе үстін-тоноқты типтер моноплан болып табылады.