为什么鸟类飞行不需要垂尾?是否说明飞机的垂尾设计不是必须的? ---------

航空解密 2025-11-18 00:55:10

为什么鸟类飞行不需要垂尾?是否说明飞机的垂尾设计不是必须的? ------------------------------------ 首先,垂尾的作用:1. 提供偏航稳定性Cnβ,让飞机总是倾向于头朝向来流,这是飞机上其他部件正常工作的基础;2.提供偏航阻尼Cnr,让飞机总是倾向于静止在某个头朝向来流的位置上,而不是疯狂地左右摇摆,否则会给飞行员和乘客摇出屎来。 与其问鸟为什么不需要垂尾,不如问:在鸟身上这两个功能被什么替代了? 可以注意观察鸟的尾巴。鸟在需要头部转向,即偏航时,会将尾巴绕滚转轴(即鸟尾指向鸟头的轴)转一个角度,鸟尾巴上的力也会跟着旋转一个角度,不再与机动平面(即“飞机俯仰运动的平面”)重合,产生了水平分量。因为鸟尾巴在重心的后方,这个分量会像推着小推车一样操纵鸟头的指向。 换言之,鸟通过将尾巴滚转一个角度获得了偏航操纵力;即,可以认为鸟虽然没有垂尾,但是有方向舵。 鸟用这个方向舵做了什么呢?偏航主动控制。垂尾的功能都依靠尾巴的动作实现。听上去好像挺费劲的,但是类比一下人类,利用主动控制可以毫不费力地完成直立和行走,其实也没什么大不了的。。。 推广开来,所有无垂尾布局的飞机其实都是依靠这种原理实现的功能,包括B-2(蚌壳式阻力方向舵获得偏航控制力),X-48(扰流板-副翼组合操纵获得偏航控制力),攻击-11(副翼-升降舵蝶形刹车获得偏航控制力),南六代(尾部多舵面组合操纵获得偏航控制力),北六代(翼尖副翼-后缘副翼组合操纵获得偏航控制力,等等。

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