簡介
水平尾翼面,簡稱“平尾”。尾翼的組成部分之一。通常由前半部固定的水平安定面和後半部鉸接的升降舵組成,在俯仰方向對飛機起配平、穩定、操縱作用。按平尾與機翼的相對位置,分低置、中置和高置平尾。按平尾的運動狀態,分全動式、差動式和可調式平尾。
組成
水平安定面
安定面的作用是使飛機具有適當的靜穩定性。當飛機在空中作近似勻速直線運動飛行時,常常會受到各種上升氣流或者側向風的影響,此時飛機的航行姿態就會發生改變,飛機會圍繞質心左右(偏航)、上下(俯仰)以及滾轉。如果飛機是靜不穩定的,就無法自動恢復到原來的飛行姿態,即如果飛機受到風的擾動而抬頭,那么飛機就會持續抬頭,而且當這股擾動氣流消失以後,飛機就會保持抬頭姿態,而無法恢復到原來的姿態。
飛機的水平安定面就能夠使飛機在俯仰方向上(即飛機抬頭或低頭)具有靜穩定性。水平安定面是水平尾翼中的固定翼面部分。當飛機水平飛行時,水平安定面不會對飛機產生額外的力矩;而當飛機受到擾動抬頭時,此時作用在水平安定面上的氣動力就會產生一個使飛機低頭的力矩,使飛機恢復到水平飛行姿態;同樣,如果飛機低頭,則水平安定面產生的力矩就會使飛機抬頭,直至恢復水平飛行為止。
升降舵
升降舵是飛機水平尾翼可操縱的部分,主要作用是控制飛機的俯仰運動,當需要飛機抬頭向上飛行時,駕駛員就會操縱升降舵向上偏轉,此時升降舵所受到的氣動力向下,對飛機產生一個抬頭的力矩,飛機就抬頭向上了。反之,如果駕駛員操縱升降舵向下偏轉,飛機就會在氣動力矩的作用下低頭。這種俯仰運動的強度由重心和水平尾翼面的距離(力臂的大小)和水平尾部翼面上氣動力有效性決定。
右圖表示飛機的水平尾翼,藍色紅線表示氣流方向(也就是飛機機頭方向吹過來的風的方向),黑線表示平尾,藍線表示升降舵舵面,以下相同。圖1——這個是飛機起飛時候升降舵舵面的情況,飛機往前飛,氣流就往後吹,氣流遇到升降舵上翹的舵面產生阻力,阻力產生壓力,壓力把升降舵舵面往下壓,飛機機頭就會自然向上了,飛機就往上飛。圖2——這個是飛機下降時候升降舵舵面的情況,飛機往前飛,氣流就往後吹,氣流遇到升降舵下翻的舵面產生阻力,阻力產生壓力,壓力把升降舵舵面往上推,飛機機頭就會自然向下了,飛機就往下低頭飛。圖3——這個是飛機升降舵舵面和平尾在一條線時候的情況,氣流流過平尾和升降舵沒有受到任何的阻力,飛機沒有抬頭力矩和低頭力矩,飛機就是平飛狀態。
類似小飛機上的副翼,升降舵通過一系列機械連桿機構連線到座艙中的控制桿。一般來說,控制桿的向後移動(即拉桿),使升降舵面的後緣向上偏轉,從而使飛機抬頭。