[科普中國]-T型尾翼

飛機(jī)尾翼簡介

飛機(jī)尾翼是通過產(chǎn)生和改變升力來保證飛機(jī)穩(wěn)定性和操縱性的升力面，包括水平尾翼和垂直尾翼，水平尾翼用于保證飛機(jī)的縱向穩(wěn)定性和操縱性，垂直尾翼用于保證飛機(jī)的航向穩(wěn)定性和操縱性。尾翼的氣動布局與飛機(jī)的飛行性能和使用要求密切相關(guān)，現(xiàn)役大型客機(jī)及全部支線客機(jī)采用的都是正常式尾翼布局，在正常式尾翼布局中，根據(jù)水平尾翼的位置，又可以分為常規(guī)式尾翼布局，平尾與垂尾成十字形和T尾形式布局。除正常式尾翼布局外，還有很多特殊的尾翼布局，比如雙立尾、三立尾、V形布局等，分別適用于不同的飛機(jī)類型。

T型尾翼即水平尾翼安裝在在垂直安定面上的構(gòu)造型式。相對于常規(guī)布局的尾翼型式，T型尾翼布局的飛機(jī)通常來說發(fā)動機(jī)都安裝在中后機(jī)身，重心較常規(guī)布局飛機(jī)靠后，同時T型尾翼機(jī)翼的流動對平尾的干擾小，所以乘坐較為舒適。

T形尾翼的特點(diǎn)在于水平尾翼在垂直尾翼頂端，在小攻角飛行時，因為平尾位置相對于正常布局靠上，所以這種布局可使平尾有效避開機(jī)翼尾流的影響，有利于平尾操縱效率的提高；另外，T型尾翼構(gòu)型還可以實現(xiàn)后機(jī)身大開口，方便了大型裝備的貨物裝運(yùn)。由于T型尾翼具有上述這些特殊的氣動特性和使用特性，因此T型尾翼在許多大型軍用運(yùn)輸機(jī)和尾吊發(fā)動機(jī)布局的民用客機(jī)得到了廣泛的應(yīng)用。1

優(yōu)點(diǎn)（1）避開機(jī)翼尾流干擾，提高了平尾操縱效率。T型尾翼布局將平尾抬高，避開了機(jī)翼尾流的干擾，使其操縱效率提高，因此我們可以減小平尾的面積，從而減輕結(jié)構(gòu)重量。

（2）便于機(jī)身后部開口。由于平尾位置靠上，所以方便后機(jī)身開口，便于貨物裝卸，所以T形布局常適用于大型軍用運(yùn)輸機(jī)。

難點(diǎn)氣動彈性力學(xué)方面常規(guī)式尾翼布局相比，T型尾翼具有特殊的氣動彈性問題。由于T型尾翼布局，其顫振特性與常規(guī)翼面顫振有所不同[2]。水平尾翼結(jié)構(gòu)由于安裝在垂尾的頂部，一方面改變了垂尾的固有頻率，使垂尾的頻率降低，另一方面成為垂尾的翼梢擋板，提高了垂尾翼梢處的氣動力載荷。這都對垂尾的顫振產(chǎn)生了極大的影響。而當(dāng)垂尾發(fā)生彎曲或扭轉(zhuǎn)振動時，也會帶動水平尾翼的運(yùn)動，使得T型尾翼在進(jìn)行顫振分析時必須考慮平尾的上反角、定常升力等的影響。這些影響使得T型尾翼的顫振的計算不同于常規(guī)式尾翼布局的顫振速度，因此，研究如何較為準(zhǔn)確地計算T型尾翼的顫振速度，是T型尾翼結(jié)構(gòu)設(shè)計中的一項重要工作。2

材料方面T型尾翼布局對材料要求較高。對于平尾，由于布置在垂尾頂端，因此在結(jié)構(gòu)上，就需要結(jié)構(gòu)質(zhì)量盡量地輕，這樣才能保證尾翼結(jié)構(gòu)能滿足氣動彈性設(shè)計要求。對于垂尾，因為平尾的高度較高，所以垂尾根部受的彎矩較大。因此，對于T形尾翼，在選材上，應(yīng)選擇比強(qiáng)度和比剛度高的結(jié)構(gòu)材料。2