各自精彩的“尾翼”

维持平衡的利器——水平尾翼
飞机在稳定飞行时,全机升力和重力相等,两个力的作用点分别为重心(也叫质心)和压力中心。重心是飞机设计中最重要的因素之一,俯仰、偏航和滚转这3 种飞机的基本运动形式都是围绕重心进行的,其中的俯仰运动又与机翼、平尾以及发动机拉力或推力等因素的作用密不可分。

以民航客机来说,其重心和压力中心不重合,而且重心通常位于压力中心之前。这种情况下,机翼除了提供升力,还会形成一个迫使飞机“低头”的力矩(当重心大幅后移,且机翼迎角增大很多时,也可能产生“抬头”力矩)。飞机要取得俯仰平衡,必须有第三个力来产生“抬头”力矩,平尾就担负着提供“抬头”力矩的重任。
机翼的翼弦和相对气流形成正迎角,产生升力,而平尾和机翼相反。它相当于一个倒置的缩小版机翼,能够和相对气流形成负迎角,产生负升力。平尾不仅能够帮助飞机克服“低头”问题,凭借着其上可以小幅度翻转的水平安定面,它还能在飞机受气流等因素干扰,发生“抬头”现象时形成“低头”力矩。

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本文刊登于《知识就是力量》2023年4期
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