Le ali e alcune parti del corpo del caccia a reazione Heinkel He 162 erano di compensato. https://de.wikipedia.org/wiki/Heinkel_He_162#Konstruktion_und_Ausr.C3.BCstung

Il Bachem Ba 349 "Natter", un intercettore a razzo, è stato costruito quasi interamente in legno. https://en.wikipedia.org/wiki/Bachem_Ba_349

Il Mosquito non era troppo veloce per essere colpito dal fuoco AA di 8,8 Flak (nessun aereo lo è), ma volava troppo alto quando operava vicino al suo limite massimo operativo. Le armi di calibro maggiore 10,5 e 12,8 sarebbero arrivate più in alto ma non erano così diffuse. Con il suo tetto massimo di 14,8 km, il 12,8 potrebbe facilmente abbattere una zanzara.

Ed Swearingen una volta ha osservato che, indipendentemente dal materiale utilizzato, un disegno sarebbe andato circa uguale in peso. Questo è certamente vero per gli aerei GA se si confrontano legno, alluminio e compositi. Per un aereo militare, il legno avrebbe lo svantaggio maggiore perché è sensibile all'acqua e marcirà se non viene tenuto asciutto. Se riesci a conviverci, un jet subsonico in legno è facile da progettare.

Nel 1944 le ali del Messerschmitt 109 furono ridisegnate per la costruzione in legno e il risultato fu essere equivalente all'originale in alluminio, ma un po 'più pesante. Il loro principale svantaggio, tuttavia, era che le ali di legno avevano bisogno di più ore di lavoro per essere completate. Il fatto che il timone in legno utilizzato nelle varianti successive fosse più pesante del timone in alluminio che aveva sostituito era principalmente dovuto alle dimensioni ingrandite che miglioravano la stabilità direzionale ad alta velocità.

Oh, e ci sono piani (e alcuni campioni volanti) di un Me-109 interamente in legno.

Tuttavia, una struttura in puro legno sarebbe molto difficile se non impossibile: parti strutturali con punta carichi (come l'attacco del carrello di atterraggio oi supporti del motore) non possono essere fatti di legno, ma avranno bisogno di rinforzi metallici. Come il motore, il carrello di atterraggio stesso dovrebbe essere realizzato in acciaio. Ma la pelle della fusoliera e le superfici delle ali potrebbero essere facilmente in legno.

In effetti, c'era già un caccia a reazione in legno. L'Horten IX ( o Gotha 229) aveva ali in legno e un telaio in tubi d'acciaio nell'ala centrale con rivestimento in legno. La pelle avrebbe utilizzato un tipo speciale di compensato, chiamato "Formholz", i cui strati sono stati incollati insieme in uno stampo in modo che si unissero con la giusta forma e curvatura. Il legno è stato scelto sia per rendere l'aereo meno visibile ai radar sia come materiale non strategico.

Mi aspetto, tuttavia, che i progettisti avrebbero scelto una costruzione completamente in metallo se queste limitazioni non fossero esistite.

Se vuoi che il tuo jet raggiunga la velocità supersonica, preferirei sicuramente costruirne grandi parti, come il bordo d'attacco dell'ala o la regione intorno al postbruciatore, dal metallo. Il legno potrebbe essere utilizzato al meglio se è pesantemente riempito con resina epossidica e non è più vero legno puro.

Il legno è decisamente più leggero dei metalli, ma non è così resistente. Un'importante cifra di merito qui è il rapporto resistenza / peso, cioè la resistenza alla trazione divisa per la densità. Wikipedia elenca la forza per pesare i rapporti di vari materiali. Confrontiamo solo il rovere e l'alluminio 7075. L'alluminio pesa circa 4 volte quanto la quercia, ma è circa 5 volte più forte. Quindi, per prendere un dato carico, hai bisogno di meno alluminio (in massa) rispetto alla quercia. Questo è il motivo per cui il legno non viene utilizzato in nessuna costruzione aerospaziale. Nota anche su questa tabella quanto è più alto il composito in fibra di carbonio rispetto all'alluminio. Questo è un grande driver alla base del motivo per cui le aziende aerospaziali si stanno spostando verso quel materiale (ad esempio il Boeing 787).

Sì, sarebbe possibile costruire un aereo da combattimento in legno, non uno che possa volare a Mach 3. Ci sono alcuni vecchi esempi di aerei da combattimento che utilizzano costruzioni in legno, eccone un altro del 1938: il Fokker G.1. con un'ala di legno. Questi aerei non assomigliano agli F16, ma erano soggetti a forze g completamente acrobatiche.

Questo documento del 1941 fornisce una panoramica della conoscenza della costruzione aeronautica in legno. Il legno è un materiale da costruzione leggero e uno dei più grandi aerei mai costruiti, lo Spruce Goose, è stato realizzato interamente in legno. Il legno ha anche proprietà di resistenza asimmetrica: è molto più resistente in linea con la venatura che perpendicolare ad essa, uno dei principali vantaggi citati per i compositi. Potremmo seguire lo stesso metodo di costruzione dei compositi: radere strati sottili di legno e incorporarli nella resina, allineare la maggior parte delle venature nella direzione della maggiore sollecitazione e utilizzare alcune direzioni delle venature alternative come nel compensato per creare una resistenza sufficiente e rigidità in tutte le direzioni.

Se consideriamo le proprietà dei materiali da costruzione degli aeroplani:

1. Resistenza.

   Il legno ha una resistenza specifica che è leggermente inferiore a quella dell'alluminio: l'abete rosso ha una resistenza a compressione di 27,5 N / mm $ ^ 2 $ = 27,5 MPa e una densità di 418 kg / m $ ^ 3 $. Confronta questo con la lega di alluminio 7075 non temperata: una resistenza alla trazione di 280 MPa e una densità di 2.810 kg / m $ ^ 3 $. La lega di alluminio dell'aereo è 10,2 volte più forte e 6,7 volte più pesante dell'abete rosso, quindi la sua forza specifica è 10,2 / 6,7 = 1,52 quella dell'abete rosso. Ma metà dell'ala è caricata a compressione e una pelle più spessa fatta di un materiale più leggero si piega meno facilmente. Quindi, per le ali con un rapporto di aspetto elevato, parte del vantaggio in termini di peso dell'alluminio viene scambiato: la pelle compressa è dimensionata sullo spessore della pelle, non sulla resistenza allo snervamento.

2. Resistenza al calore / infiammabilità

   La resistenza allo snervamento delle leghe di alluminio per aeromobili si riduce in funzione della temperatura, come indicato nel grafico sottostante ( fonte). La linea rossa è per l'alluminio 2024: a 250 ° C, la resistenza alla trazione (= resistenza alla compressione) è dimezzata.

   

   Confronta questo con la resistenza a compressione dell'abete rosso: dimezzata a circa 150 ° C (Fonte: fig 5-14 del Manuale del legno). Ci sono due regioni del grafico per diversi contenuti di umidità e questo ci porta al principale svantaggio del legno: la variabilità di un materiale naturale, subito dopo il punto 3.

   

   Ma ovviamente il punto principale di attenzione sarebbe l'utilizzo di un motore a reazione in un telaio di legno. Anche il G.1 aveva una costruzione del motore anteriore in alluminio.

3. Consistenza e resistenza agli agenti atmosferici

   Da AIRCRAFT WOODS: loro proprietà, selezione e Caratteristiche

   ... i principali fattori che tendono a limitare l'uso del legno sono una fornitura non illimitata delle specie più desiderabili; un'igroscopicità che si traduce in restringimento e gonfiore e cambiamenti di forza; e un'ampia differenza nelle proprietà con diverse direzioni della venatura.

   Questi svantaggi possono essere parzialmente annullati utilizzando il compensato, tuttavia ciò comporta un'ulteriore penalità di peso.

Il legno non è stato utilizzato per diversi decenni per la costruzione di aerei di linea o caccia, e per una buona ragione. Fokker costruì con successo velivoli monoplano in legno negli anni 1920/30, fino a quando un schianto di un F.X ad alta visibilità non mise sotto esame questo metodo di costruzione. Non molto tempo dopo, il Boeing 247 e il DC-2 sono stati i pionieri della costruzione di aeroplani in alluminio con pelle liscia e l'industria non si è mai guardata indietro.

Quindi sì, un combattente può essere costruito in legno e sarebbe abbastanza forte. Tuttavia sarebbe più pesante, incline alle influenze meteorologiche e causa di grossi mal di testa per l'integrazione di un motore a reazione nella sua costruzione infiammabile. Non può volare a Mach 3: l'SR-71 doveva essere costruito in titanio, non in alluminio, a causa della resistenza al calore richiesta. L'abete rosso non avrebbe alcuna possibilità e andrebbe in fiamme.

Non ci sono buone ragioni per non costruire un jet da combattimento in metallo o compositi al giorno d'oggi.

Il Vampiro - di nuovo De Havilland e non molto tempo dopo il Mosquito (anche se troppo tardi per il servizio attivo nella seconda guerra mondiale) - era in parte costruito in legno. Come il Mosquito, essere sviluppato in condizioni di guerra (primo volo nel 1943) fu senza dubbio uno dei motivi per cui.

A differenza dell'Heinkel 162 il suo sviluppo non fu un atto di disperazione ma un serio combattente che rimase in servizio. per 20 anni con la RAF, e apparentemente fino agli anni '90 come addestratore di jet in Svizzera.

Quindi, sicuramente possibile, almeno nell'era subsonica, anche se quest'ultima pagina dice è stata l'ultima volta che la costruzione in legno / metallo composito è stata utilizzata in aerei militari ad alte prestazioni (presumibilmente contando i derivati ​​Venom e Sea Venom come parte dello stesso design di base)

Foto qui mostra abbastanza chiaramente la lavorazione del legno.

La risposta è contenuta nella tua domanda e ulteriormente sottintesa, sebbene a volte in modo piuttosto obliquo in alcuni commenti e risposte.

Il de Havilland Mosquito in legno utilizzava due motori Rolls Royce "Merlin", con i tubi di scarico inclinato all'indietro perché all'incirca nel tempo dello sviluppo di quell'ordine di motore con quella quantità di potenza, era stato scoperto che l'angolazione delle pile di scarico all'indietro dava un vantaggio di velocità nelle basse decine di miglia orarie rispetto alla velocità massima di un 300 mph- più aerei rispetto a quando non aveva i faraglioni inclinati all'indietro. cioè. c'era già qualcosa di un componente "jet" nel Mosquito con grandi quantità di aria calda da potenti motori che esplodevano all'indietro a tutto gas.

MODIFICATO: RIFERIMENTO AGGIUNTO:

I riferimenti di seguito sull'effetto "jet" che ho citato sopra, non sono i due riferimenti storici che ho scoperto per la prima volta nel 2010, che per primi mi hanno portato a rispondere alla domanda. Ho smarrito quei riferimenti nei traslochi delle case e nei cambi di computer. Non ho letto i riferimenti sottostanti ma è tutto ciò che sono riuscito a trovare ora, probabilmente dato che gli effetti del getto degli scarichi dei motori a pistoni sono piuttosto irrilevanti, e senza dubbio stanno gradualmente diventando ancora meno interessanti nell'aviazione moderna, sia in guerra che in tempo di pace.

https://en.wikipedia.org/wiki/Rolls-Royce_Merlin

Scorri verso il basso fino a "Scarichi eiettori". Nota citazioni n.35 & 36.

cit.35: Price 1982. p. 51 (Bib: Price, Alfred. The Spitfire Story. London: Jane's Publishing Company Ltd., 1982. ISBN 0-86720-624-1).

cit.36: Tanner 1981, AP1565E, Vol.1, Sezione II (Bib: Tanner, John. The Spitfire V Manual (ristampa AP1565E). London: Arms and Armour Press, 1981. ISBN 0 -85368-420-0).

(fine della modifica dei riferimenti)

Pertanto non vedo molta differenza nel tirare fuori i Merlin da un Mosquito standard e sostituirli con turbine a gas. E c'è la mia risposta alla prima parte della tua domanda.

Ovviamente la presenza di gas di scarico roventi provenienti da due motori a pistoni che forniscono quella spinta "extra" non ha infastidito il Mosquito in legno.

Ovviamente, si dovrebbe considerare l'esatta posizione di montaggio per i motori a turbina su un Mosquito mentre vomitano molto più gas e più caldo rispetto ai motori a pistoni, ma non lo vedo come un problema insormontabile.

E quanto è caldo "caldo"? Era il jet Canberra, un bimotore in metallo, che aveva i motori a reazione sulle ali? Non ho mai letto nulla, ad esempio, sulla vernice dei loghi dipinti sui lati di quell'aereo bruciata o sciolta dallo scarico dei jet. Suggerisco quindi, anche con la comprensione dell'aviazione degli anni '40, che il Mosquito potrebbe rappresentare un esempio di un aereo a reazione in legno che non è stato costruito, ma che avrebbe potuto essere se i motori fossero stati disponibili.

E no, non sto suggerendo che il Mosquito sarebbe capace di velocità supersonica come un doppio jet. Questo problema è già stato affrontato nei commenti e nelle risposte.

VAMPIRE BRIEF EDIT: Il de Havilland Vampire sviluppato durante la seconda guerra mondiale era ovviamente una costruzione in legno parziale. È stato utilizzato come forza da combattimento della Royal New Zealand Air Force per forse 20 anni. L'evidenza di un progetto complessivo di successo era forte grazie alla mia personale osservazione dell'aereo che urlava sopra la mia casa per decenni dall'Ohakea AFB a circa 30 miglia di distanza. È un punto controverso quanto il legno abbia contribuito al successo del Vampiro come combattente, ma deve contribuire a parte del corpo di prove che il legno e i getti possono lavorare insieme, anche se solo parzialmente ea velocità subsoniche.

Un bombardiere? Sì, ma per tua informazione, il Mosquito era un cacciabombardiere ed era ampiamente utilizzato come caccia notturno.

Risposte precedenti hanno sottolineato, correttamente, che gli aerei subsonici ad alte prestazioni sono stati costruiti utilizzando il legno.

Dico "usando" perché anche il Mosquito usava acciaio e alluminio, ma i longheroni delle ali, la pelle e la struttura della fusoliera erano in legno, e questa è una definizione ragionevole di "fatto di legno" .

Il legno è un buon materiale composito, se usato con cura, ma è variabile e sia il produttore che il team di manutenzione devono usare abilità e giudizio per usarlo in modo efficace. E questo è il punto: poiché la progettazione degli aeromobili si spinge oltre i limiti dei materiali, i margini di sicurezza sono ridotti, ma la sicurezza è mantenuta entro quei margini più ristretti da un'analisi precisa delle sollecitazioni in fase di progettazione, un rigoroso controllo di qualità nella produzione e ripetute ispezioni servizio.

Puoi farlo con i materiali coerenti che produciamo dal metallo e (al giorno d'oggi) dai compositi di carbonio e kevlar - e i compositi erano perseguitati dagli stessi problemi di consistenza che tormentano il legno componenti fino agli ultimi 10-15 anni.

Non è che loro, o il legno, fossero più deboli a un dato costo e peso - in alcuni casi, sono più forti - il problema è che non fornivano le prestazioni in modo coerente e quindi non potevano essere utilizzato senza ampliare i margini di sicurezza - peso extra - e uno sforzo eccessivo in termini di controllo qualità e ispezione in servizio.

Passando al regime di volo supersonico, è tutto molto più impegnativo. Le ali devono essere molto più sottili - rapporto degli accordi inferiore al cinque percento - quindi sia i longheroni che la pelle devono essere più sottili e questo spinge troppo oltre l'involucro per farlo in sicurezza con il legno. Si noti inoltre che le forze di attrito sono più elevate - in modo massiccio in alcune aree - così come i carichi di pressione positiva e negativa sulla pelle durante la transizione tra volo sub- e supersonico.

Ciò è particolarmente vero per le superfici di controllo.

È teoricamente possibile farlo, con un po 'di metallo nelle aree critiche e una seria iniezione di resina epossidica, ma saresti vicino a realizzare l'ala in legno massiccio e non lo faresti affatto per il piano di coda. La penalità di peso sarebbe stata un divieto di volo per gli aerei supersonici di prima generazione e, mentre i motori più potenti rendono questo meno un problema oggi, il costo in termini di autonomia e carico utile è inaccettabile.

Inoltre, scivolerebbe come un tronco segato e questo ha implicazioni per velocità di atterraggio sicure e per l'atterraggio in sicurezza con un guasto al motore.

Come nota finale, il Mosquito fu superato dall'Hornet nel 1944/45, troppo tardi per la seconda guerra mondiale e cento nodi più lento del Gloster Meteor. Dico questo perché l'Hornet era, in termini generali, il "Wooden Wonder" riprogettato in alluminio: dimensioni simili, forma in pianta simile, stessi motori. Mentre il Mosquito era buono, non è neanche lontanamente vicino a " L'eccesso di potenza era tale che le manovre sul piano verticale possono essere descritte come simili a un razzo " di Winkle Brown che lui e altri piloti hanno sperimentato nel suo successore in metallo .

E questa è la tua risposta: puoi costruire aerei ad alte prestazioni in legno, ma sarai sempre in grado di costruire un aereo migliore in alluminio e acciaio.

Non dimenticare la carenza di materiale durante la seconda guerra mondiale che richiedeva metodi intelligenti di costruzione delle attrezzature con materiali prontamente disponibili, ad esempio il legno.

Penso che le prestazioni più elevate degli aerei di oggi sarebbero significative fattore quando si trattava di manutenzione. Il legno rispetto alla lega metallica in un ambiente a maggiore stress richiederebbe più manutenzione.

Se guardi i campi d'aviazione oggi, ho trovato tutti gli aerei con telaio in legno e tela seduti su ganci durante la notte, dove i contenitori di spam vengono lasciati fuori con qualsiasi tempo.

Sì, è possibile un caccia a reazione fatto principalmente di legno È stato fatto! https://en.m.wikipedia.org/wiki/Heinkel_He_162

Secondo un articolo di Reimar Horten sulla rivista argentina National Aeronautics, nel 1936, la società tedesca Farben Werke (Color Works) aveva costruito un prototipo di ala volante supersonico interamente in plastica, alimentato da un motore a turbina. Il De Havilland Mosquito avrebbe volato supersonico con le sue parti in legno di balsa se adeguatamente sagomato e alimentato? Perchè no?