尾翼

安裝尾翼已經成為年輕車主彰顯時尚個性的一種方式，安裝大氣美觀的尾翼可以提高車輛的行駛穩定性，然而貌似簡單的尾翼安裝也有一定的學問。

1(3張)

在我國的一些地方常常將“汽車尾翼”稱為“汽車導流板”，其實這種叫法是錯誤的。“汽車導流板”在轎車上確有其物，只不過是指轎車前部保險槓下方的拋物型風罩，而“汽車尾翼”則是安裝在轎車後箱蓋上的。國外一些人根據它的形狀形象地稱它為“雪橇板”，國內也有人稱它為“鴨尾”。比較科學的叫法應為“汽車擾流器”或“汽車擾流翼”。 ^[2] 

尾翼是安裝在飛機後部的起穩定和操縱作用的裝置。尾翼一般分為垂直尾翼和水平尾翼。

垂直尾翼簡稱垂尾或立尾，由固定的垂直安定面和可動的方向舵組成，它在飛機上主要起方向安定和方向操縱的作用。根據垂尾的數目，飛機可分為單垂尾、雙垂尾、三垂尾和四垂尾飛機。

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和速度的變化而移動，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、機翼和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”旅客機上，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。這種飛機的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。

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，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。

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。

有一種特殊的 V字形尾翼，它既可以起垂直尾翼的作用，也可以起水平尾翼的作用。

有時候，汽車的擾流板也被稱為汽車尾翼，和通常所説的尾翼是兩個概念。

尾翼穩定大長徑比無控旋轉火箭彈， 在飛行中常常出現錐形運動。 當錐角較小時， 錐形運動對射程影響不大；當錐角較大時，射程將受到嚴重損失；當錐角超過某一極限值時， 會出現發散的錐形運動， 即出現動不穩定。20世紀60年代， 美國的奈特霍克（NItehiwk）探空火 箭， 在50餘次飛行試驗中曾有近20次出現了發散的錐形運動。美國的2.75‘’航空火箭彈在亞音速風洞中的三旋轉自由度實驗， 以及在超聲速風洞中的自由飛實驗也曾出現發散的錐形運動 。美國、英國、澳大利亞聯合進行無控炸彈飛行動力學研究時， 專題研究了炸彈在下落過程中產生錐形運動的原因及抑制錐形運動的措施 。 我國在無控火箭彈的飛行試驗中也有類似現象發生，使射程大大降低。因此研究尾翼穩定大長徑比無控旋轉火箭彈產生錐形運動的機理，制定抑制錐形運動的措施，對保證火箭彈的正常飛行是十分重要的。

尾翼穩定的無控火箭彈採用低速旋轉飛行是為了消除推力偏心、質量偏心、氣動偏心等對飛行的不利影響， 提高精度。 然而旋轉飛行又引起新的不對稱氣動力和力矩，其中最突出的就是面外力和麪外力矩。 馬格努斯力和力矩是由旋轉—攻角或旋轉—側滑角耦合產生的一種面外力和麪外力矩。

當攻角較大時， 非對稱體渦也能誘導產生面外力和麪外力矩。 當攻角較小時， 尾翼穩定大長徑比旋轉火箭彈上作用的面外力和麪外力矩主要是馬格努斯力和馬格努斯力矩。 馬格努斯力和馬格努斯力矩與空間攻角、轉速成正比， 與彈體長徑比的平方成正比，因此尾翼穩定的大長徑比旋轉火箭彈更容易產生錐形運動， 減小馬格努斯力和馬格努斯力矩能有效地抑制錐形運動的發展。 ^[3] 

正裝正向旋轉卷弧 形 尾 翼 穩 定 的 大 長 徑 比火箭彈，滾轉力矩隨攻角增大呈拋物線型增大，會使錐形運動加劇；反裝反向旋轉卷弧形尾翼穩定的大長徑比火箭彈，滾轉力矩隨攻角增大呈拋物線型減小，可以抑制和減小錐形運動；將卷弧形尾翼反裝 且 採 取 反 向 旋 轉 是 抑 制和減小尾翼穩定大長徑比無控旋轉火箭彈錐形運動的有效措施。

字典中的解釋：

1.由水平與垂直穩定面組成的飛機末尾部分,上面裝有縱向控制和方向控制的可動面。

2.飛機的尾部翼面組。

尾翼果蝠屬（尾翼果蝠），哺乳綱、翼手目、葉口蝠科的一屬，而與尾翼果蝠屬（尾翼果蝠）同科的動物尚有南美毬果蝠屬（南美毬果蝠）、紅果蝠屬（紅果蝠）、白線蝠屬（白線蝠）、食花蝠屬（食花蝠）等之數種哺乳動物。

尾翼穩定脱殼穿甲彈是由最初的普通穿甲彈一步一步進化而來，穿甲彈的威力取決於炮彈擊中目標時的動能（速度、質量）和炮彈材料自身的物理特性。穿甲彈在炮膛中被髮射藥加速出膛之後只受阻力和重力的作用，為了使穿甲彈在擊中目標時仍然存有較大的速度，穿甲彈在設計時就必須採用有利於減小阻力的形狀。 ^[4] 

根據基本的物理學知識，彈體越細，阻力越小。但是考慮到火炮口徑是一定的，科學家們想出了用一個輕質彈託把穿甲彈彈體夾在中間，彈託的口徑與大炮口徑一致，穿甲彈被做成細長的桿狀，出膛之後彈託由於阻力的作用自動脱落，彈體沿着炮管指向繼續飛行，這就是“脱殼”一詞的由來。為了保證細長的彈體在飛行過程中的平穩和精度，在製造穿甲彈時，在尾部安裝有四片尾翼，成十字形排列，故稱“尾翼穩定”。

由上文提到，動能決定於速度和質量，在速度一定的情況下，增加彈體的質量就是增加動能的另一種方式，故而穿甲彈一般由密度較大，較為堅硬，同時耐受高温的金屬製成。這樣還可以保證彈體在與被打擊裝甲碰撞時不易彎折，碰撞產生的熱能不會降低彈體的強度。較為廣泛採用的材料是碳化鎢和貧鈾，其中，貧鈾的密度更大，且具有自鋭性（撞擊過程中保持尖鋭），是更為理想的材料，不過由於貧鈾具有輻射，倍受人道主義人士的譴責，僅有少數國家使用。

缺點：尾翼會增加風阻，減少動能，易受側風影響，降低命中率。

尾翼穩定脱殼穿甲彈的尾翼部分因線膛炮和滑膛炮的不同而有所區別：

線膛炮使得炮彈本身在發射的時候具有極高的轉速，從而最大限度的消除炮彈的章動效應，進而提高射擊精度，距離越遠越明顯（3000米以上）。缺點就是高轉速本身消耗了部分火藥能量，因此線膛炮穿甲彈設置穩定尾翼的目的是為了降低炮彈的自轉速度，從而使彈頭獲得更大的動能。 滑膛炮發射的炮彈因限於炮身沒有膛線導致炮彈不能自轉，進而炮彈本身的章動效應對精度影響很大，因此滑膛炮裝備的尾翼穩定脱殼穿甲彈所設置的尾翼是為了能夠讓炮彈在出膛後有一個自轉能力，提高飛行穩定性，這點和線膛炮是剛好相反的。