Réponse courte:
Pour clarification: l'équivalence entre le biplan et le monoplan signifie que les deux ont la même surface d'aile et le même moteur. Ensuite, les différences de manœuvre principales sont:
- Le biplan a une meilleure accélération de roulis qu'un monoplan équivalent.
- Le biplan a un taux de roulis plus élevé qu'un monoplan équivalent aux mêmes vitesses.
- Tous les vols en biplan se déroulent à des vitesses inférieures, ce qui réduit l'espace requis pour toutes les manœuvres. Cela signifie également que les effets d'inertie sont moins prononcés: en tirant vers le haut, il y a moins d'énergie cinétique disponible pour l'escalade, donc (par exemple) les virages en tête de marteau se termineront par un gain d'altitude moindre.
Différences de maniabilité : le biplan a
- des forces d'aileron inférieures pour le même taux de roulis à la même vitesse
- des forces de contrôle globalement plus légères en raison de la vitesse de vol inférieure
Différences de performances :
- distances de décollage et d'atterrissage plus courtes
- une vitesse de décrochage plus faible
- une vitesse maximale beaucoup plus faible
- une vitesse et une autonomie de croisière optimales inférieures
- une puissance requise inférieure en raison des vitesses de vol plus faibles, ou si les deux utilisent la même moteur, un meilleur rapport puissance / poids
par rapport à un monoplan équivalent. Ces différences sont plus prononcées si l'avion ne transporte que le pilote et peu de charge utile.
Les techniques de vol sont les mêmes que pour les monoplans. Indirectement, les différences sont probablement dues à des différences de conception. Exemple: peu de biplans profitent d'un train d'atterrissage rétractable tandis que la rétraction du train est logique pour les monoplans avec une charge de puissance plus élevée (puissance installée par rapport à la surface de l'aile).
Explication
Les biplans ont deux principaux différences:
- Une plus petite envergure de l'aile dans la même zone d'aile, et
- Le contreventement en fil donne des ailes biplan très légères.
La plus petite envergure réduit l'amortissement et l'inertie du roulis, de sorte qu'un biplan accélérera en roulis plus rapidement qu'un monoplan équivalent et atteindra un taux de roulis plus élevé. C'est la principale différence de manœuvre.
La plus petite envergure des ailes entraîne une traînée plus induite si les deux ont la même masse et la même vitesse. Avec un contreventement, cette condition est irréaliste et un biplan équivalent sera beaucoup plus léger. Si la structure représente une partie substantielle de la masse de l'aéronef (ce qui est typique des avions de voltige), le résultat peut facilement être une traînée induite moins, malgré la portée inférieure, et également une charge alaire inférieure. Cela signifie à son tour que les deux volent à des vitesses différentes: le biplan sera capable de voler beaucoup plus lentement, mais la traînée aérodynamique du contreventement le limitera à de faibles vitesses. Cela signifie également que les effets d'inertie sont moins prononcés: la masse inférieure et la vitesse inférieure du biplan se combinent pour une différence marquée avec le monoplan équivalent.
Pour les spectacles de voltige, c'est idéal: Tous l'action se déroule près du public, et le biplan aura besoin d'une zone beaucoup plus petite pour toutes les manœuvres qu'un monoplan équivalent, mais plus lourd. L'inconvénient est une faible vitesse maximale et une faible autonomie.
Une autre différence de performance réside dans les distances de décollage et d'atterrissage beaucoup plus courtes en raison de la charge alaire plus faible, ce qui entraîne une vitesse de décrochage plus faible. L'endurance optimale et les vitesses de portée optimales sont également inférieures à celles d'un monoplan équivalent, de sorte que tous les vols en biplan se produisent à des vitesses inférieures, ce qui est bénéfique pour les avions d'entraînement.
Les forces de contrôle étant proportionnelles à la pression dynamique, un biplan aura des forces de contrôle inférieures à celles d'un monoplan équivalent. Ici, l'équivalence signifie également que l'accord relatif de toutes les surfaces de contrôle est le même. En réalité, un bon concepteur sélectionnera une corde relative plus élevée pour les surfaces de contrôle du biplan afin de s'assurer que les forces de contrôle sont supérieures à leur minimum requis.
Les moteurs lourds et peu fiables des premières années ont fait des biplans le moyen idéal de prendre les airs. Une fois que les moteurs sont devenus plus puissants et ont permis des charges utiles plus élevées, le monoplan est devenu plus adapté au transport de passagers et de marchandises à des vitesses plus élevées et sur de plus longues distances.