尾翼 - Wikiwand
For faster navigation, this Iframe is preloading the Wikiwand page for 尾翼.

尾翼

維基百科,自由的百科全書

本條目存在以下問題,請協助改善本條目或在討論頁針對議題發表看法。 此條目需要擴充。 (2013年6月10日)請協助改善這篇條目,更進一步的訊息可能會在討論頁或擴充請求中找到。請在擴充條目後將此模板移除。 此條目可參照外語維基百科相應條目來擴充。 (2013年6月10日)若您熟悉來源語言和主題,請協助參考外語維基百科擴充條目。請勿直接提交機械翻譯,也不要翻譯不可靠、低品質內容。依版權協議,譯文需在編輯摘要註明來源,或於討論頁頂部標記((Translated page))標籤。 此條目需要補充更多來源。 (2013年6月10日)請協助補充多方面可靠來源以改善這篇條目,無法查證的內容可能會因為異議提出而移除。致使用者:請搜尋一下條目的標題(來源搜尋:"尾翼" — 網頁、新聞、書籍、學術、圖像),以檢查網絡上是否存在該主題的更多可靠來源(判定指引)。
美國F-105雷長式攻擊機的尾翼
美國F-105雷長式攻擊機的尾翼
B-2幽靈戰略轟炸機由最外側的尾翼控制飛行姿態。
B-2幽靈戰略轟炸機由最外側的尾翼控制飛行姿態。

尾翼(英語:empennage,英語發音:/ˌɑːmpɪˈnɑːʒ//ˈɛmpɪnɪ/,又稱Tail或tail assembly)[1]是安裝在飛機尾部的一種裝置,可以增強飛行的穩定性。大多數尾翼包括水平尾翼和垂直尾翼,也有少數採用V型尾翼[2]。尾翼可以用來控制飛機的俯仰、偏航和傾斜以改變其飛行姿態。尾翼是飛行控制系統的重要組成部分。

水平尾翼

米格-15戰鬥機的尾翼,其水平尾翼在垂直尾翼的中間位置
米格-15戰鬥機的尾翼,其水平尾翼在垂直尾翼的中間位置

水平尾翼(英語:Horizontal Stabilizer),簡稱平尾,是飛機縱向平衡、穩定和操縱的翼面。平尾左右對稱地佈置在飛機尾部,基本為水平位置。翼面前半部通常是固定的,稱為水平安定面。後半部鉸接在安定面的後面,可操縱上下偏轉,稱為升降舵。升降舵的後緣還裝有調整片。在大型飛機上,為了提高平尾的平衡能力,水平安定面在飛行中可以緩慢改變安裝角,這樣的平尾稱為可調水平尾翼。在飛行中,飛機升力的位置會隨迎角速度的變化而移動,飛機重心也因燃油消耗等原因而變動。這樣,升力不可能在所有狀態下都通過重心,因而存在一個不平衡力矩。在有平尾的飛機上,此力矩就由平尾負升力或正升力的力矩來平衡。由於平尾距重心較遠,只要用很小的平尾升力就能使飛機保持力矩平衡。

飛機在飛行中會因各種干擾(如大氣中的陣風)而偏離原來姿態。平尾具有恢復飛機原有姿態的能力,對飛機起縱向穩定的作用。

飛機在飛行中需要經常改變飛行狀態,如爬升、平飛、下滑等。對於穩定的飛機,要改變飛行狀態就需要克服穩定力矩。例如要增大飛機迎角,就需要有一個克服穩定力矩的抬頭力矩。駕駛員操縱升降舵上偏,平尾即產生一個抬頭力矩,使飛機在增大的迎角下能得到平衡,這就是平尾的縱向操縱作用。

平尾按相對於機翼的上下位置不同,大致分為高平尾、中平尾和低平尾三種型式。平尾處於飛機尾部,氣流在流經平尾以前先受到機身機翼發動機短艙等的影響,速度減小,方向也有變化。此外,螺旋槳滑流或發動機的噴流也會改變平尾的升力。它們對平尾的穩定和操縱效能都有較大影響。由於影響平尾工作的各種因素隨迎角和速度而變化,要想選擇一個合適的平尾位置,保證在所有飛行狀態下都有較高的平尾效能,是一件很困難的事情,經常要經過大量風洞實驗才能最後選定。

在英國「三叉戟客機」上,平尾在垂直尾翼的頂端。從飛機正面看,平尾與垂尾構成T字形,故取名T形尾翼。這種飛機發動機短艙位於機身尾部兩側,機翼位置靠後,只有將平尾移至垂尾頂端才能躲開機翼、發動機短艙和噴流的影響。由於垂尾是後掠的,故又能使平尾儘量遠離機翼,提高平尾的效能。在很多超音速殲擊機上,由於機身尾部長度較短,平尾非常靠近機翼,如將平尾放在較低的位置上(機翼翼弦平面以下),在大迎角時就能避開機翼、機身,減小它們對平尾的不利影響。

亞音速時,偏轉升降舵還會影響前面水平安定面上的升力,操縱效率較高。超音速時,升降舵的偏轉對前面的安定面沒有影響,舵面操縱效率大為下降。因此,在超音速飛機上將水平尾翼做成可操縱偏轉的整體,稱為全動平尾。在全動平尾上不再有安定面和升降舵之分。全動平尾的構造與機翼相同,但是翼面的全部彎矩和扭矩載荷在根部都要集中到轉軸上來,並且支承點是可轉動的軸承,因此全動平尾根部結構複雜,重量也較大。

通常超音速飛機機翼的展弦比較小,機翼展長比平尾展長大不了多少。利用平尾差動來產生滾轉操縱力矩已能滿足飛行的要求。平尾左、右翼面既能同向偏轉起升降舵作用,又能分別向不同方向偏轉(差動)起副翼的作用,這就是差動平尾。採用差動平尾以後,就可以取消機翼上的副翼,因而機翼整個後緣都可安裝襟翼以改善飛機的起飛、着陸性能和機動性。在變後掠翼飛機上,機翼可以繞垂直(翼弦面)樞軸轉動(常稱掠動),如在機翼上裝副翼,它在大後掠角位置上根本無法工作,因此只能採用差動平尾作為主要滾轉操縱面。

垂直尾翼

貼有朝鮮國旗的Il-76伊留申-62Tu-204運輸機垂直尾翼
廈門航空波音787的垂直尾翼

垂直尾翼(英語:Vertical Stabilizer),簡稱垂尾。起保持飛機的航向平衡、穩定和操縱作用,原理與平尾相似。垂直尾翼僅僅佈置在飛機軸線的上部。這是因為在起飛着陸時,飛機頭部上仰,尾部離地很近,無法佈置垂尾翼面。與平尾相同,垂尾翼面的前半部分通常是固定的,稱垂直安定面;後半部分鉸接在安定面後部,可操縱偏轉,稱方向舵。垂尾的作用是保持轉彎在無側滑狀態下進行;在有側風着陸時保持機頭對準跑道;飛行中平衡不對稱的偏航力矩(如多發動機中有一台發動機停車造成的偏航力矩)。方向舵操縱系統中可裝阻尼器,以制止飛機在高空高速飛行中出現的偏航搖擺現象。

飛機對於航向操縱能力要求不高,即使在超音速飛機上也很少採用全動式垂直尾翼。

多數飛機只有一個垂直尾翼(單垂尾)。它位於飛機的對稱面內。在一些多發動機的螺旋槳飛機上,為了提高垂尾效率,故意將垂尾放在螺旋槳後的高速氣流中。為此將垂直尾翼分為兩個(雙垂尾)或兩個以上(多垂尾)翼面。在雙垂尾型式中,常將兩個垂尾佈置在平尾兩端,以提高平尾的效率。在超音速飛機上,由於機身比較粗大,為了保證飛機在高空高速飛行時仍有足夠的航向穩定性,需要有很大的垂尾面積。如果採用雙垂尾型式,可以降低垂尾高度,減小垂尾在側滑時產生的滾轉力矩。同時也可提高大迎角時的航向穩定性。

V型尾翼

V型尾翼(英語:V-Tail)由左右兩個翼面組成,像是固定在機身尾部帶大上反角的平尾。V型尾翼兼有垂尾和平尾的功能。翼面可分為固定的安定面和鉸接的舵面兩部分,也可做成全動型式。呈V形的兩個尾面在俯視和側視方向都有一定的投影面積,所以能同時起縱向(俯仰)和航向穩定作用。當兩邊舵面作相同方向偏轉時,起升降舵作用;分別作不同方向偏轉(差動)時,則起方向舵作用。

參考文獻

  1. ^ Crane, Dale: Dictionary of Aeronautical Terms, third edition, page 194. Aviation Supplies & Academics, 1997. ISBN 1-56027-287-2
  2. ^ Aviation Publishers Co. Limited, From the Ground Up, page 10 (27th revised edition) ISBN 09690054-9-0
{{bottomLinkPreText}} {{bottomLinkText}}
尾翼
Listen to this article