Les ailes et quelques parties du corps du chasseur à réaction Heinkel He 162 étaient en contreplaqué. https://de.wikipedia.org/wiki/Heinkel_He_162#Konstruktion_und_Ausr.C3.BCstung

Le Bachem Ba 349 'Natter', un intercepteur propulsé par fusée, a été construit presque entièrement en bois. https://en.wikipedia.org/wiki/Bachem_Ba_349

Le Mosquito n'était pas trop rapide pour être touché par les tirs AA de 8,8 Flak (aucun avion ne l'est), mais il volait trop haut lorsqu'il fonctionnait près de son plafond opérationnel maximal. Les canons de plus gros calibre 10,5 et 12,8 atteindraient plus haut mais n'étaient pas aussi répandus. Avec son plafond maximal de 14,8 km, le 12,8 pourrait facilement abattre un moustique.

Ed Swearingen a un jour fait remarquer que, quel que soit le matériau que vous utilisez, un design tournerait à peu près égal en poids. Cela est certainement vrai pour les avions GA si vous comparez le bois, l'aluminium et les composites. Pour un avion militaire, le bois aurait le plus gros inconvénient car il est sensible à l'eau et pourrira s'il n'est pas maintenu au sec. Si vous pouvez vivre avec cela, un jet en bois subsonique est facile à concevoir.

En 1944, les ailes du Messerschmitt 109 ont été redessinées pour une construction en bois et le résultat s'est avéré pour être équivalent à l'original en aluminium, mais un peu plus lourd. Leur principal inconvénient, cependant, était que les ailes en bois nécessitaient plus d'heures de travail. Le gouvernail en bois utilisé dans les versions ultérieures était plus lourd que le gouvernail en aluminium qu'il a remplacé était principalement dû à sa taille élargie qui améliorait la stabilité directionnelle à haute vitesse.

Oh, et il y a plans (et quelques échantillons volants) d'un Me-109 tout en bois.

Cependant, une structure en bois pur serait très difficile, voire impossible: des pièces structurelles avec un point haut les charges (comme la fixation du train d'atterrissage ou les supports de moteur) ne peuvent pas être en bois, mais nécessitent un renfort métallique. Comme le moteur, le train d'atterrissage lui-même devrait être en acier. Mais la peau du fuselage et les surfaces des ailes pourraient facilement être en bois.

En fait, il y avait déjà un chasseur à réaction en bois. Le Horten IX ( ou Gotha 229) avait des ailes en bois et un cadre en tube d'acier dans l'aile centrale avec une peau en bois. La peau utiliserait un type spécial de contreplaqué, appelé "Formholz", dont les couches étaient collées ensemble dans un moule afin qu'elles soient réunies avec la bonne forme et la bonne courbure. Le bois a été choisi à la fois pour rendre l'avion moins visible au radar et comme matériau non stratégique.

Je pense cependant que les concepteurs auraient choisi une construction entièrement métallique si ces limitations n'existaient pas.

Si vous voulez que votre jet atteigne une vitesse supersonique, je préférerais certainement en construire de grandes parties, comme le bord d'attaque de l'aile ou la région autour de la postcombustion, en métal. Le bois pourrait être mieux utilisé s'il est fortement rempli de résine époxy et non plus vraiment du bois pur.

Le bois est définitivement plus léger que les métaux, mais il n'est pas aussi résistant. Un facteur important de mérite ici est le rapport résistance / poids, c'est-à-dire la résistance à la traction divisée par la densité. Wikipédia répertorie la force pour peser les ratios de divers matériaux. Comparons juste le chêne et l'aluminium 7075. L'aluminium pèse environ 4 fois plus que le chêne, mais il est environ 5 fois plus résistant. Donc, pour prendre une charge donnée, vous avez besoin de moins d'aluminium (en masse) que de chêne. C'est pourquoi le bois n'est utilisé dans aucune construction aérospatiale. Notez également sur ce tableau à quel point le composite de fibre de carbone est plus élevé que l'aluminium. C'est l'un des principaux facteurs qui expliquent pourquoi les entreprises aérospatiales optent pour ce matériau (par exemple, le Boeing 787).

Oui, il serait possible de construire un avion de chasse en bois, mais pas un avion capable de voler à Mach 3. Il existe des exemples anciens d'avions de combat utilisant une construction en bois, en voici un autre de 1938: le Fokker G.1. avec une aile en bois. Ces avions ne ressemblent pas à des F16, mais étaient soumis à des forces g entièrement acrobatiques.

Ce document de 1941 donne un aperçu des connaissances sur la construction aéronautique en bois. Le bois est un matériau de construction léger et l'un des plus gros aéronefs jamais construits, le Spruce Goose, était entièrement en bois. Le bois a également des propriétés de résistance asymétriques: il est beaucoup plus résistant dans le sens du fil que perpendiculaire à celui-ci, l'un des principaux avantages cités pour les composites. Nous pourrions suivre la même méthode de construction que pour les composites: raser de fines couches de bois et les intégrer dans de la résine, aligner la majorité du grain dans le sens de la plus grande contrainte et utiliser des directions de grain alternées comme dans le contreplaqué pour créer une résistance suffisante. et la rigidité dans toutes les directions.

Si l'on considère les propriétés des matériaux de construction d'avion:

1. Force.

   Le bois a une résistance spécifique qui est légèrement inférieure à celle de l'aluminium: l'épicéa a une résistance à la compression de 27,5 N / mm $ ^ 2 $ = 27,5 MPa, et une densité de 418 kg / m $ ^ 3 $. Comparez cela avec l'alliage d'aluminium 7075 non trempé: une résistance à la traction de 280 MPa et une densité de 2 810 kg / m $ ^ 3 $. L'alliage d'aluminium pour avions est 10,2 fois plus résistant et 6,7 fois plus lourd que l'épicéa, de sorte que sa résistance spécifique est de 10,2 / 6,7 = 1,52 celle de l'épicéa. Mais la moitié de l'aile est chargée par compression, et une peau plus épaisse faite d'un matériau plus léger se boucle moins facilement. Ainsi, pour les ailes avec un rapport hauteur / largeur élevé, une partie de l'avantage de poids de l'aluminium est échangée: la peau comprimée est dimensionnée en fonction de l'épaisseur de la peau, pas en fonction de la limite d'élasticité.

2. Résistance à la chaleur / inflammabilité

   La limite d'élasticité des alliages d'aluminium pour avions diminue en fonction de la température, comme indiqué dans le graphique ci-dessous ( source). La ligne rouge concerne l'aluminium 2024: à 250 ° C, la résistance à la traction (= résistance à la compression) est divisée par deux.

   

   Comparez ceci avec la résistance à la compression de l'épicéa: divisée par deux à environ 150 ° C (Source: fig. 5-14 du Manuel du bois). Il existe deux régions graphiques pour différentes teneurs en humidité, ce qui nous amène au principal inconvénient du bois: la variabilité d'un matériau naturel, suivant au point 3.

   

   Mais bien sûr, le principal point d'attention serait d'utiliser un moteur à réaction dans un cadre en bois. Même le G.1 avait un moteur avant en aluminium.

3. Cohérence et résistance aux intempéries

   De AIRCRAFT WOODS: leurs propriétés, leur sélection et Caractéristiques

   ... les principaux facteurs tendant à restreindre l'utilisation du bois sont un approvisionnement non illimité des essences les plus désirables; une hygroscopicité qui se traduit par un rétrécissement et un gonflement et des changements de résistance; et une grande différence de propriétés avec différentes directions du grain.

   Ces inconvénients peuvent être partiellement annulés en utilisant du contreplaqué, mais cela a une pénalité de poids supplémentaire.

Le bois n'a pas été utilisé depuis plusieurs décennies pour la construction d'avions de ligne ou de chasseurs, et pour une bonne raison. Fokker a construit avec succès des avions monoplans en bois dans les années 1920/30, jusqu'à ce qu'un crash d'un F.X à haute visibilité ait mis cette méthode de construction en examen. Peu de temps après, le Boeing 247 et le DC-2 ont été les pionniers de la construction d'avion à peau lisse en aluminium, et l'industrie n'a jamais regardé en arrière.

Alors oui, un combattant peut être construit en bois et serait assez fort. Cependant, il serait plus lourd, sujet aux influences météorologiques et causerait de graves maux de tête pour intégrer un moteur à réaction dans sa construction inflammable. Il ne peut pas voler à Mach 3: le SR-71 devait être construit en titane, pas en aluminium, en raison de la résistance à la chaleur requise. Spruce n'aurait aucune chance et s'enflammerait.

Il n'y a pas de bonnes raisons de ne pas construire un avion de combat en métal ou de nos jours en composites.

Le Vampire - De Havilland encore, et peu de temps après le Mosquito (bien que trop tard pour un service actif pendant la Seconde Guerre mondiale) - était en partie en bois. Comme le Mosquito, être développé dans des conditions de guerre (premier vol en 1943) était sans aucun doute l'une des raisons.

Contrairement au Heinkel 162, son développement n'était pas un acte de désespoir mais un combattant sérieux qui restait en service pendant 20 ans avec la RAF, et apparemment jusqu'aux années 1990 comme entraîneur de jets en Suisse.

Donc, certainement possible, du moins à l'ère subsonique, bien que la dernière page le dise c'était la dernière fois qu'une construction composite bois / métal était utilisée dans des avions militaires de haute performance (sans doute en comptant le dérivé Venom et Sea Venom comme faisant partie de la même conception de base)

Photos ici montrer clairement les boiseries.

La réponse est contenue dans votre question et plus implicite, bien que parfois plutôt oblique, dans certains commentaires et réponses.

Le de Havilland Mosquito en bois utilisait deux moteurs Rolls Royce "Merlin", avec les cheminées d'échappement incliné vers l'arrière parce qu'à peu près au moment du développement de cet ordre de moteur avec cette quantité de puissance, il avait été découvert que l'inclinaison des cheminées d'échappement vers l'arrière donnait un avantage de vitesse dans les faibles dizaines de miles par heure sur la vitesse de pointe d'un 300 mph- plus avion par rapport à quand il n'avait pas les piles inclinées vers l'arrière. c'est à dire. il y avait déjà quelque chose d'un composant "jet" dans le Mosquito avec de grandes quantités d'air chaud provenant de moteurs puissants qui tournaient en arrière à plein régime.

MODIFIÉ: RÉFÉRENCE AJOUTÉE:

Les références ci-dessous sur l'effet "jet" que je mentionne ci-dessus, ne sont pas les deux références historiques que j'ai découvertes pour la première fois en 2010, ce qui m'a conduit à répondre à la question. J'ai égaré ces références lors de déménagements internes et de changements informatiques. Je n'ai pas lu les références ci-dessous mais c'est tout ce que je pouvais trouver maintenant, probablement étant donné que les effets des jets des échappements de moteurs à pistons sont plutôt hors de propos, et deviennent sans doute progressivement encore moins intéressants, dans l'aviation moderne que ce soit en temps de guerre ou de paix.

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

Faites défiler jusqu'à "Ejector Exhausts". Notez les citations n ° 35 & 36.

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

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

(fin de l'édition des références)

Par conséquent, je ne vois pas beaucoup de différence avec le retrait des Merlins d'un Mosquito standard et leur remplacement par turbines à gaz. Et voici ma réponse à la première partie de votre question.

De toute évidence, la présence de gaz d'échappement brûlants provenant de deux moteurs à pistons fournissant cette poussée "supplémentaire" n'a pas dérangé le Mosquito en bois.

Bien sûr, il faudrait tenir compte de la position de montage exacte des moteurs à turbine sur un Mosquito car ils crachent beaucoup plus de gaz et plus chaud que les moteurs à pistons, mais je ne vois pas cela comme un problème insurmontable.

Et à quel point «chaud» fait-il chaud? Était-ce le Canberra jet, un avion bimoteur en métal, qui avait les moteurs à réaction sur les ailes? Je n'ai jamais rien lu sur, par exemple, la peinture sur les logos peints sur les côtés de cet avion brûlé ou fondu par les gaz d'échappement. Je suggère donc que même avec la compréhension de l'aviation des années 1940, le Mosquito pourrait être un exemple d'avion à réaction en bois qui n'a pas été construit, mais qui aurait pu l'être si les moteurs avaient été disponibles.

Et non, je ne suggère pas que le Mosquito serait capable de vitesse supersonique en tant que biréacteur. Ce problème a déjà été abordé dans les commentaires et les réponses.

VAMPIRE BREF EDIT: Le de Havilland Vampire développé pendant la Seconde Guerre mondiale était bien sûr une construction en bois. Il a été utilisé comme force de chasse de la Royal New Zealand Air Force pendant peut-être 20 ans. La preuve d'une conception globale réussie était forte à force de mon observation personnelle de l'avion hurlant au-dessus de ma maison pendant des décennies à partir de l'Ohakea AFB à quelque 30 miles de là. C'est un point discutable à quel point le bois a contribué au succès du vampire en tant que combattant, mais il doit contribuer à une partie du corpus de preuves que le bois et les jets peuvent fonctionner ensemble, même si ce n'est que partiellement et à des vitesses subsoniques.

Un bombardier? Oui, mais pour info, le Mosquito était un chasseur-bombardier et a été largement utilisé comme chasseur de nuit.

Les réponses précédentes ont souligné - correctement - que des avions subsoniques hautes performances ont été construits en bois.

Je dis «utiliser» parce que même le Mosquito utilisait de l'acier et de l'aluminium - mais les longerons d'aile, la peau et la structure du fuselage étaient en bois, et c'est une définition raisonnable de «fait de bois» .

Le bois est un bon matériau composite, lorsqu'il est utilisé avec précaution - mais il est variable, et le fabricant et l'équipe de maintenance doivent faire preuve de compétence et de jugement pour l'utiliser efficacement. Et c'est le point: à mesure que la conception des avions pousse plus loin dans les limites des matériaux, les marges de sécurité sont réduites - mais la sécurité est maintenue dans ces marges plus étroites par une analyse précise des contraintes au stade de la conception, un contrôle qualité rigoureux dans la fabrication et des inspections répétées dans un service.

Vous pouvez le faire avec les matériaux cohérents que nous fabriquons à partir de métal et (de nos jours) de composites de carbone et de Kevlar - et les composites étaient confrontés aux mêmes problèmes de cohérence que le bois. composants jusqu'aux 10-15 dernières années.

Ce n'est pas qu'ils, ou le bois, étaient plus faibles à un coût et un poids donnés - dans certains cas, ils sont plus forts - le problème est qu'ils n'ont pas fourni les performances de manière cohérente et ne pouvaient donc pas être utilisé sans élargir les marges de sécurité - poids supplémentaire - et un excès d'effort non rentable dans le contrôle de la qualité et l'inspection en service.

Passer au régime de vol supersonique, c'est beaucoup plus exigeant. Les ailes doivent être beaucoup plus minces - rapport de corde inférieur à cinq pour cent - donc les longerons et la peau doivent être plus minces et cela pousse l'enveloppe trop loin pour le faire en toute sécurité avec du bois. Notez également que les forces de frottement sont plus élevées - massivement dans certaines zones - tout comme les charges de pression positive et négative sur la peau pendant la transition entre le vol sub- et supersonique.

Ceci est particulièrement vrai pour les surfaces de contrôle.

Il est théoriquement possible de le faire, avec un peu de métal dans les zones critiques et une injection époxy sérieuse, mais vous seriez sur le point de fabriquer l'aile en bois massif et vous ne le feriez pas du tout pour l'empennage. La pénalité de poids aurait été une interdiction de vol pour l'avion supersonique de première génération et, bien que des moteurs plus puissants rendent cela moins problématique aujourd'hui, le coût en autonomie et en charge utile est inacceptable.

En outre, il glisserait comme une bûche sciée et cela a des implications pour les vitesses d'atterrissage en toute sécurité ainsi que pour atterrir en toute sécurité avec une panne de moteur.

Pour terminer, le Mosquito a été dépassé par le Hornet en 1944/45 - trop tard pour la Seconde Guerre mondiale et une centaine de nœuds plus lent que le Gloster Meteor. Je mentionne cela parce que le Hornet était, en termes généraux, le 'Wooden Wonder' repensé en aluminium: taille similaire, forme plane similaire, mêmes moteurs. Alors que le Mosquito était bon, il est loin d'être à côté de Winkle Brown " L'excès de puissance était tel que les manœuvres dans le plan vertical ne peuvent être décrites que comme des fusées " que lui et d'autres pilotes ont expérimentées dans son successeur métallique .

Et c'est votre réponse: vous pouvez construire des avions hautes performances en bois, mais vous serez toujours en mesure de construire un meilleur avion en aluminium et en acier.

N'oubliez pas la pénurie de matériel pendant la Seconde Guerre mondiale qui a nécessité des méthodes intelligentes de construction d'équipement avec des matériaux facilement disponibles, à savoir le bois.

Je pense que les performances supérieures des avions d'aujourd'hui seraient importantes facteur de maintenance. Le bois par rapport à un alliage métallique dans un environnement plus stressant nécessiterait plus d'entretien.

Si vous regardez les aérodromes aujourd'hui, j'ai trouvé tous les avions à ossature de bois et en toile assis dans des cintres pendant la nuit où des boîtes de spam sont laissées à l'extérieur par tous les temps.

Oui, un chasseur à réaction composé principalement de bois est possible, cela a été fait! https://en.m.wikipedia.org/wiki/Heinkel_He_162

Selon un article de Reimar Horten dans le magazine argentin National Aeronautics, en 1936, la société allemande Farben Werke (Color Works) avait construit un prototype d'aile volante supersonique entièrement en plastique, propulsé par un turbomoteur. Le De Havilland Mosquito aurait-il volé en supersonique avec ses pièces en bois de balsa s'il était correctement formé et alimenté? Pourquoi pas?