C'était en grande partie une décision structurelle. Le Ford Tri-Motor qui a été conçu pour imiter de nombreux éléments des plans des avions Junkers, y compris le métal ondulé.

... qui étaient tous construits en alliage d'aluminium, qui a été ondulé pour plus de rigidité, bien que la traînée résultante réduise ses performances globales.

Ondulé le métal est courant pour les panneaux de toit et ironiquement, les hangars, ces jours-ci. Vous pouvez trouver des informations sur ses propriétés de résistance et de flexibilité lorsqu'il est lié à ces sujets. Voici un sujet intéressant sur l'augmentation de la traînée (et de la charge) sur les toits en carton ondulé.

En ce qui concerne la disponibilité du matériau par rapport à la feuille d'aluminium, je dirais que cela a eu peu d'effet sur le choix du design. Gardez à l'esprit que tout l'aluminium ondulé commence par une feuille d'aluminium à un moment donné de la ligne, il est donc difficile de dire qu'il y a plus d'un matériau ou l'un ou l'autre. En plus de cela, il faut plus de matériau ondulé pour couvrir une surface carrée spécifique que de matériau en feuille plate, ce qui ferait augmenter le prix. À cette époque, dans l'aviation, de nombreuses expériences étaient en cours et tout ce qui rendait un avion un peu plus fort ou un peu plus rapide était considéré comme une réussite. Gardez à l'esprit que nous arrivons à la fin de l'ère des avions en tissu, donc un design comme celui-ci aurait semblé révolutionnaire. Le Ju-52 / 3m (celui que vous avez représenté) est sorti en 1932 (les travaux ont commencé en 28), à ce moment-là, d'autres fabricants regardaient et travaillaient déjà sur des plans de carrosserie en aluminium lisses. Il y a bien sûr un aspect social important dans la disponibilité des matériaux à ce moment de l'histoire, en particulier en Allemagne. Je m'abstiendrai de donner une leçon d'histoire complète ici, mais vous pouvez consulter l'histoire des Junkers ici et sur l'homme lui-même Hugo Junkers ici, qui incluent certaines de ses opinions politiques et ses implication (et problèmes avec) le parti nazi. Son travail dans toutes les conceptions en métal est crédité d'avoir inspiré de nombreux avions de passagers dans les époques de conception post WW1 et WW2.

Les surfaces ondulées ont contribué à réduire le poids et la traînée, et elles étaient facilement disponibles à l'époque. Aujourd'hui, nous utiliserions probablement des panneaux sandwich pour les mêmes raisons, mais il y a 100 ans, ceux-ci n'étaient pas disponibles.

Fait intéressant, le premier avion entièrement métallique au monde utilisait déjà des panneaux ondulés pour l'aile, alors que Junkers était tout d'abord -La conception en métal a été réalisée en tôle d'acier Les panneaux en aluminium pour l'aile et l'ascenseur du Reissner-Ente ont été fabriqués dans l'usine Junkers et livrés à son collègue, Prof. Reissner, en 1912.

^{Reissner-Ente de 1912. La direction de vol est vers la droite.}

Lorsque la guerre a éclaté, Junkers a senti qu'il avait besoin de contribuer et a commencé à construire des monoplans avec des ailes en porte-à-faux à partir de tôles d'acier de 0,2 mm avec des panneaux ondulés soudés sous la peau extérieure lisse. La sous-structure en carton ondulé fonctionnait un peu comme le noyau en carton ondulé.

^{Junkers J-1 de 1915 (image source)}

Sans surprise, cela a conduit à des avions volants, mais très lourds. Pour réduire le poids de ses créations, Junkers a réduit la peau aux panneaux ondulés et a éliminé la peau lisse sur le dessus, et il est passé de l'acier à l'aluminium, un matériau qu'il a d'abord évité pour réduire les coûts.

La faible puissance des moteurs de l'époque exigeait de faibles charges sur les ailes, et le frottement de surface était une contribution mineure à la traînée globale des avions de cette époque. Les monoplans Junkers étaient les combattants les plus rapides du marché, car ils n'avaient pas de fils de renforcement. Un avantage supplémentaire dans la guerre pour l'indépendance des États baltes en 1919 était leur robustesse: les lignes de front changeantes rendaient les hangars solides impossibles et les avions en bois étaient inutilisables après la pluie, de sorte que pendant de nombreux jours, seuls les avions Junkers pouvaient voler. / p>

^{Junkers J-9 (photo de Threecharlie)}

Si Junkers avait voulu réduire davantage la traînée, il aurait rendu le train d'atterrissage rétractable. Mais cela aurait ajouté du poids, tout comme une couche lisse sur le dessus du carton ondulé, et aurait augmenté la traînée induite et rendu l'avion plus cher. Le meilleur compromis était de laisser la surface ondulée exposée.

En 1932, lorsque le Ju-52 a volé en premier, cette technique avait déjà dépassé son apogée: les performances du moteur, les techniques de construction et la charge alaire s'étaient améliorées à un certain point que la meilleure solution était de riveter des raidisseurs à l'intérieur d'un revêtement porteur. Les avions Junkers ont d'abord été très innovants, mais une fois que l'entreprise a trouvé un bon moyen de produire des avions robustes et à bas prix, elle est restée fidèle à ce qu'elle savait. Cependant, le concept de Junkers d'une poutre en acier ou en aluminium plus la peau ondulée était plus lourd que la peau monocoque lisse que nous utilisons encore sur les avions d'aujourd'hui, et une fois la traînée aérodynamique pourrait être réduite à un point où la traînée augmente en raison de la plus grande surface mouillée. de la peau ondulée ne pouvait pas être négligée, même les Junkers ont basculé. Le Ju-52 était le dernier (et le plus réussi) des avions Junkers traditionnels, et le suivant, le Ju-86, utilisait la conception monocoque plus chère mais plus légère. Notez qu'il avait un train d'atterrissage rétractable, mais gardait le Junkers Doppelflügel (les volets et les ailerons décalés).

^{Avion de ligne Ju-86 de South African Airways (photo d'Etienne du Plessis / Flickr.com)}

Les peaux ondulées du JU-52 sont une mesure de renforcement / rigidité: les peaux ondulées sont moins sujettes à la flexion lorsqu'elles sont chargées le long de l'ondulation (la même raison que nous utilisons des boîtes en carton ondulé pour l'expédition).

br> Bien qu'il y ait probablement des pénalités aérodynamiques à la suite de cela, de petites ondulations pourraient se trouver dans la couche limite et le compromis global entre le poids (pour renforcer et rigidifier la peau à l'intérieur) par rapport à l'aérodynamique peut être favorable dans certaines conceptions.

L'utilisation de peaux en aluminium ondulé n'est pas exclusive au JU-52: le Ford Trimotor a également utilisé de la peau ondulée. Dans les conceptions modernes, les surfaces de contrôle de vol de la famille PA-28 de Piper les avions sont également ondulés - bien que de manière beaucoup moins spectaculaire, avec des empreintes estampées pour fournir une rigidité au lieu d'un contreventement interne:

Réponse courte: Pour rigidifier la peau dans le sens des ondulations, également dans le sens du vol, sans ajouter de structure interne ni assembler plusieurs pièces qui augmenteraient le poids.

La feuille de métal plate a été roulée au profil et pliée en une forme tridimensionnelle. Les ondulations tenaient la forme sur toute leur longueur. La feuille plate aurait nécessité des nervures, des longerons ou d'autres formes pour maintenir la forme. Les ondulations ont un matériau en cisaillement dans la profondeur d'une dimension, ainsi que sur la longueur et la largeur de la feuille.

Cette technique a également été utilisée dans d'autres avions contemporains: la famille de chasseurs polonais PZL-7..11..24 des années 1930 avait une peau ondulée sur les ailes et les surfaces arrière, mais pas les grandes ondulations arrondies Junkers utilisé. Les conceptions de Pulawski utilisaient la construction entièrement métallique brevetée par Wibault, qui était autorisée à construire des Wibault 7 et 72 en Pologne. Vickers a également obtenu une licence pour les brevets de Wibault et leur brevet américain montre et explique comment une peau ondulée avec des ondulations plus petites fonctionne.

La famille A-11 / YF-12 / SR-71 a ondulé la peau dans leurs ailes. Dans leur cas, l'ondulation permet à l'ensemble du cadre d'air de se dilater et de se contracter avec le chauffage et le refroidissement. Comme pour Junkers, PZL, Piper, etc., les ondulations de Lockheed sont dans le sens de la corde, raidissant la peau d'avant en arrière.

Certaines conceptions post-Seconde Guerre mondiale avaient un sandwich de peau intérieure ondulée et de peau extérieure lisse, comme le premier acier de Junker -avions en peau. L'inspection / l'entretien / la protection contre la corrosion doivent exiger une attention particulière et coûter plus cher les années suivantes. Mais le laminage et le laminage d'une feuille à jauge constante doit coûter moins cher que les peaux entièrement usinées ...

Si vous recherchez des structures "monocoques" (support externe), vous en apprendrez plus sur les raisons pour lesquelles le métal ondulé a été utilisé. Il a une résistance au "cisaillement" extrêmement élevée. Si vous regardez le panneau central du stabilisateur horizontal du PA-28 avec ses ondulations, si cette même pièce était en aluminium standard, elle se plierait si vous appuyiez sur votre main du haut au centre vers le bas.