Principalmente per forza. Fino al 1920 circa, le ali utilizzavano profili alari molto sottili ed erano principalmente realizzate in tessuto teso su un telaio di legno. Il longherone principale era troppo sottile e sarebbe stato incline a piegarsi se avesse dovuto sostenere l'intero peso dell'aereo in una singola campata. Solo utilizzando due ali, quella superiore come elemento di compressione e l'altra come elemento di tensione di un traliccio, la forza necessaria era possibile.

Confronto dello spessore del profilo alare con DR Kirk, Florida Institute of Technology (immagine fonte)

Nella tua foto puoi quasi vedere i cavi che corrono dall'ala superiore (vicino ai montanti del fuoribordo) al punto in cui la parte inferiore l'ala si unisce alla fusoliera. Questi fili sopportano la maggior parte dello sforzo in volo, distribuendo il carico sulle ali. È lo stesso principio dell'uso dei triangoli nella costruzione di tralicci o ponti elettrici.

I monoplani di quel tempo richiedevano ancora più controventi. Guarda l'immagine di una replica dell ' Etrich Taube, un aereo molto popolare del periodo precedente la prima guerra mondiale.

Etrich Taube in volo. Nota il traliccio sotto l'ala e i numerosi fili che lo mantengono in forma (foto fonte).

L'apertura alare più corta di un biplano riduce anche il carico sulle ali. I biplani tendono ad avere molta portanza (per le loro dimensioni) a causa dell'ampia area alare, ma anche molta resistenza, quindi sono piuttosto inefficienti nel complesso. C'erano anche triplani, con tre aerei principali per una portanza ancora maggiore nella stessa apertura alare. I piloti della prima guerra mondiale chiedevano il più alto tasso di rollio, che poteva essere ottenuto al meglio con i biplani.

Nel periodo tra le due guerre mondiali, l'uso di alluminio ad alta resistenza per gli aeromobili e la cellula monoscocca ha permesso a entrambe le cellule di diventare più resistenti. Ciò significava che i modelli monoplano diventavano più pratici, anche se gli aviatori più anziani non credevano che un monoplano potesse essere abbastanza forte. Non appena i monoplani sono diventati pratici, i miglioramenti in termini di efficienza e prestazioni di volo li hanno visti sostituire i bi e tri-aerei.

All'inizio, sembra davvero che le persone non avessero capito cosa funzionava meglio

^{Horatio Frederick Phillips, 1904 Multiplane. Volo più lungo 50 piedi (15 metri)
Gianni Caproni, 60 ca. 1921. Si è schiantato al secondo volo}

Una struttura a trave scatolare rinforzata con cavi può probabilmente fornire una resistenza e una rigidità migliori rispetto a un singolo longherone di legno molto più lungo.

Un vantaggio di più ali è che puoi avere ali più corte e questo può migliorare la manovrabilità in combattimento

^{Triplano Fokker. 1917}

Forse una domanda migliore è perché le persone hanno optato per solo due ali quando avrebbero potuto averne venti?

La ragione principale per avere più ali nei primi anni dell'aviazione era la mancanza di disponibilità di materiali con una resistenza sufficiente.

Il vantaggio principale del biplano è che le ali potevano essere più corte per un dato ascensore. Durante le fasi iniziali dell'aviazione, i materiali disponibili per la fabbricazione degli aerei erano legno, tessuto drogato, ecc. Gli elementi strutturali realizzati con questi non avevano una resistenza sufficiente, limitando le dimensioni delle ali.

I primi aerei avevano anche motori meno potenti, con conseguente velocità inferiore. In questo caso, la velocità di stallo inferiore dei biplani era vantaggiosa.

I biplani avevano un'ottima manovrabilità (migliore velocità di rollio) rispetto ai monoplani. Questo è il motivo per cui i triplani sono stati sviluppati durante la WWWI.

^{" SopTri3 "di http://www.earlyaviator.com/archive/a/images/tripe_peggy.jpg. Licenza di dominio pubblico tramite Commons.} Tuttavia, con l'avvento di materiali migliori come le leghe di alluminio, gli svantaggi aerodinamici dei biplani sono diventati evidenti e i monoplani sono diventati rapidamente la scelta di progettazione preferita.

Con il miglioramento della resistenza del materiale, le proporzioni sono diventate sempre più grandi, con gli aerei civili che devono affrontare limitazioni operative (aeroportuali) piuttosto che limitazioni di forza nella lunghezza alare.

Tuttavia, i biplani sono ancora utilizzati. La migliore manovrabilità e la bassa velocità di stallo li rendono famosi velivoli acrobatici.

In realtà, c'erano parecchi monoplani in giro anche all'inizio:

1909: Bleriot XI attraversa la Manica nel 1910: il Fokker Spider vola intorno al campanile della chiesa di Haarlem. Il giovane Anthony ha 20 anni.

1912: Deperdussin Monocoque, il primo modello con una pelle stressata fusoliera.
1913: Morane-Saulnier H

1915: Junkers J1
1915: Fokker E II: Max Immelmann

1915: Fokker E III
1918: Junkers D.1

1919: Junkers F-13
1921: Fokker F.III

1924: Fokker F.VII
1926: Ford Trimotor

1933: Boeing 247
1934: DC-2

Tutte le immagini da Wikipedia

Anche se alcuni dei primi velivoli erano progettati con ali a sbalzo che non necessitavano di supporti in filo, c'erano ancora una serie di ragioni per cui il design del biplano a traliccio metallico rimase in uso per molto tempo. Come ogni nuova tecnologia, lo sviluppo richiede tempo. I progetti del designer Fokker Reinhold Platz durante la prima guerra mondiale sono un ottimo esempio. La sua spessa ala, i longheroni della scatola erano un progetto sano, ma la colla non era necessariamente molto forte e / o il lavoro qualificato per il montaggio era scarso, il che creava problemi e morti. Il legno non è il problema. L'abete rosso di alta qualità ha in realtà circa lo stesso rapporto resistenza / peso dell'alluminio per aeromobili, sebbene l'AL sia più isometrico, il legno si è dimostrato degno della costruzione di aeromobili se usato correttamente. Quando i longheroni della scatola Fokker fallirono, la voce si diffuse rapidamente e generò paura e odio da parte dei piloti a cui piaceva sapere che le loro ali non si sarebbero piegate. Ai piloti non piacevano i biplani e volevano "quello che sappiamo già funziona". Il triplano aveva longheroni a scatola ed erano vere ali a sbalzo senza rinforzi e montanti, tuttavia i piloti se ne allontanarono con grande paura e si rifiutarono di pilotarlo. Quindi, Platz ha aggiunto i montanti interplani per legare insieme tutte e tre le ali alle estremità puramente per l'impressione che ha fatto sui piloti. I fili sono stati tuttavia eliminati. Il monoplano Fokker D8 aveva una vera ala a sbalzo che presentava anche alcuni problemi di qualità all'inizio che ovviamente di solito finiscono con una morte, e ai piloti non piaceva. I monoplani cablati non avevano vantaggi, alta resistenza, portanza inferiore e più deboli dei biplani. A piloti, passeggeri e investitori piacevano i biplani. I progettisti alla fine hanno dimostrato la loro conoscenza ai piloti e al pubblico, ma come ogni altra cosa c'è un enorme elemento psicologico: una paura non del tutto invalida che ha rallentato il progresso. I militari sono i peggiori nell'accettare nuove idee, con una lunga storia di accettazione solo del provato e del vero, senza alcun reale desiderio di mettere i piloti a rischi inutili. Inoltre c'erano due distinti vantaggi per i biplani, portanza adeguata con apertura alare più corta, oltre all'elevato tasso di rollio associato, e la forza era, ed è, molto buona, erano infatti difficili da battere.

La forza strutturale non era la ragione principale dei primi biplanari. Otto Lilenthal ha fatto i suoi esperimenti di aliante in una struttura simile a un monoplano. I fratelli Wright stavano seguendo le sue ricerche ma volevano creare un volo a motore. Il primo motore non aveva potenza sufficiente. Un biplano potrebbe generare più portanza a velocità inferiore. Un monoplano non potrebbe. Questa è stata la ragione principale per la scelta di un design biplano.