[科普中国]-摇摆尾翼组合体

飞机尾翼简介

飞机尾翼是通过产生和改变升力来保证飞机稳定性和操纵性的升力面，包括水平尾翼和垂直尾翼，水平尾翼用于保证飞机的纵向稳定性和操纵性，垂直尾翼用于保证飞机的航向稳定性和操纵性。尾翼的气动布局与飞机的飞行性能和使用要求密切相关，现役大型客机及全部支线客机采用的都是正常式尾翼布局，在正常式尾翼布局中，根据水平尾翼的位置，又可以分为常规式尾翼布局，平尾与垂尾成十字形和T尾形式布局。除正常式尾翼布局外，还有很多特殊的尾翼布局，比如双立尾、三立尾、V形布局等，分别适用于不同的飞机类型。

T型尾翼即水平尾翼安装在在垂直安定面上的构造型式。相对于常规布局的尾翼型式，T型尾翼布局的飞机通常来说发动机都安装在中后机身，重心较常规布局飞机靠后，同时T型尾翼机翼的流动对平尾的干扰小，所以乘坐较为舒适。

T形尾翼的特点在于水平尾翼在垂直尾翼顶端，在小攻角飞行时，因为平尾位置相对于正常布局靠上，所以这种布局可使平尾有效避开机翼尾流的影响，有利于平尾操纵效率的提高；另外，T型尾翼构型还可以实现后机身大开口，方便了大型装备的货物装运。由于T型尾翼具有上述这些特殊的气动特性和使用特性，因此T型尾翼在许多大型军用运输机和尾吊发动机布局的民用客机得到了广泛的应用。1

优点（1）避开机翼尾流干扰，提高了平尾操纵效率。T型尾翼布局将平尾抬高，避开了机翼尾流的干扰，使其操纵效率提高，因此我们可以减小平尾的面积，从而减轻结构重量。

（2）便于机身后部开口。由于平尾位置靠上，所以方便后机身开口，便于货物装卸，所以T形布局常适用于大型军用运输机。2

难点气动弹性力学方面常规式尾翼布局相比，T型尾翼具有特殊的气动弹性问题。由于T型尾翼布局，其颤振特性与常规翼面颤振有所不同[2]。水平尾翼结构由于安装在垂尾的顶部，一方面改变了垂尾的固有频率，使垂尾的频率降低，另一方面成为垂尾的翼梢挡板，提高了垂尾翼梢处的气动力载荷。这都对垂尾的颤振产生了极大的影响。而当垂尾发生弯曲或扭转振动时，也会带动水平尾翼的运动，使得T型尾翼在进行颤振分析时必须考虑平尾的上反角、定常升力等的影响。这些影响使得T型尾翼的颤振的计算不同于常规式尾翼布局的颤振速度，因此，研究如何较为准确地计算T型尾翼的颤振速度，是T型尾翼结构设计中的一项重要工作。2

材料方面T型尾翼布局对材料要求较高。对于平尾，由于布置在垂尾顶端，因此在结构上，就需要结构质量尽量地轻，这样才能保证尾翼结构能满足气动弹性设计要求。对于垂尾，因为平尾的高度较高，所以垂尾根部受的弯矩较大。因此，对于T形尾翼，在选材上，应选择比强度和比刚度高的结构材料。2