[科普中国]-稳定面

工作原理

尾翼组安装在机身的尾部，包括左右对称的两片平尾面和中间一片立尾面。立尾只有机身上方有，下方没有。水平尾面的前面是固定部分。这固定部分叫做水平稳定面。当飞机遇到意外的扰动，作抬头或低头的摆动时，水平稳定面会起稳定作用，使得飞机趋于恢复原来的姿态。水平尾面的后面是活动部分叫升降舵。

立尾的前部也是固定的。叫做竖向稳定面。起左右方向摆头的稳定作用。飞机受横向扰动，机头向左或向右偏摆时，立尾的稳定作用会使它渐渐恢复到原来的方向。立尾的后面是活动部分，叫“方向舵”。

莱特兄弟当年飞的第一架飞机把水平尾翼安排在主机翼之前。后来很长一个时期没有人用这种安排。但现代的战斗机又有了把水平尾翼放到主机翼之前的设计。这种安排大多出现在超音速三角形机翼的战斗机上，称为“鸭式布局”。此词来自法文canard。“鸭式布局”可以帮助现代的超音速飞机做低速飞行时提高控制能力。另外，在做超音速飞行时，往往感到立尾不够用，于是出现了斜立在飞机后部两侧的双立尾的设计。

在尾部，为了给飞机以可操作的机动性，尾翼上也有活动的部分。水平稳定面的后段可活动部分叫“升降舵”。竖直稳定面的后段可活动部分叫“方向舵。”驾驶员把驾驶杆向前推或后拉，使升降舵下折或上折。下折时升降舵上产生一个向上作用的力，从而使机头下栽；反之，上折时，使机头仰起。驾驶杆又可以向左或向右推动，以操纵副翼。左推时，左边的副翼上折，产生一个向下作用的力，同时右副翼必下折，产生一个上抬的力，结果使飞机左翼下倾，右翼上抬，整个飞机向左滚转；驾驶杆操作的方向和飞机的对应动作一致，使驾驶有个直接的感觉，即要栽头推杆，要抬头拉杆；要左转，左压杆；要右转，右压杆。

水平尾翼，一左一右共有两片。把每一片水平尾翼在后缘附近断开，使之分成前后两部分。前面的固定部分叫做水平稳定面，后一段做成可以向上或向下折转一个角度的活动翼面叫做升降舵。升降舵的运输和是左右同上或同下。而当升降舵上折或下折一个角度时，水平尾翼就有了攻角，于是气流对它产生了向上或向下作用的力。这个力对飞机重心产生一个使飞机绕Y轴线(通过飞机重心和翼展平行的轴线)而转动的抬头或栽头力矩。这个力矩叫做“俯仰力矩”。飞机在起飞和爬升时，都要操纵升降舵，使飞机形成仰头的姿态。

方向舵是立尾的近后缘的一段，相当于把立尾的近后缘这一段切开，成为可以既能向左折又能向右折的活动翼面。方向舵是控制机头的指向的，就像河中的船舵一样。立尾一般都用对称翼型。左右脚各放在一个舵蹬子上。左脚蹬下去，方向舵向左偏转一个角度。原来直飞时，立尾对气流没有攻角，翼型又是对称的，因此没有侧向力，现在舵在左偏位置上，立尾就有了攻角，因而产生一个向右作用的力，此力对飞机来说是个使机头向左转的力矩，于是机头开始向左转了。

副翼是机翼外段(即除去襟翼之外，直到翼梢)后缘附近那部分活动的翼面。这相当于把左右机翼外段近后缘处切开，安上铰链，使之成为能向上也能向下折动的活动部分。操作必是左右副翼同时折转，且二者的折转方向相反，即在左边上折时，右边必同时下折；反之亦然。2

设计内容(1)垂尾

垂直尾翼有单垂尾和双垂尾两种，要选定垂尾的展弦比、尖梢比、后掠角、翼型、面积以及在机身上的轴向位置。对于双垂尾还要确定问距和倾角。

在机身下的腹鳍也起到垂直尾翼的作用，有的采用单腹鳍，也有采用双腹鳍。在设计中要确定腹鳍的外形和面积，对于双腹鳍还要确定间距和倾角。

单垂尾：展弦比，尖削比，后掠角，翼型，面积，前后位置；

双垂尾：展弦比，尖削比，后掠角，翼型，面积，前后位置，间距，倾角；

腹鳍：单腹鳍(外形，面积)，双腹鳍(外形，面积，间距，倾角)。

(2)平尾 展弦比，尖削比，后掠角，上反角，翼型，面积，前后位置，上下位置。

在设计中要确定翼面面积、展弦比、尖梢比、后掠角、翼型、上反角以及在机身水平轴线前后位置和机身垂直方向的上下位置。

(3)V形尾翼 兼有垂尾和平尾的作用，待定的参数与双垂尾同。

(4)鸭面待定的参数与平尾相同。3