穩定飛機的部件-尾翼(Tail)(等等的圖片大家可以猜猜看是什麼)

尾翼（empennage，又稱Tail或tail assembly）是安裝在飛機尾部的一種裝置，可以增強飛行的穩定性。大多數尾翼包括水平尾翼和垂直尾翼，也有少數採用V型尾翼。尾翼可以用來控制飛機的俯仰、偏航和傾斜以改變其飛行姿態。尾翼是飛行控制系統的重要組成部分。

飛機的駕駛艙通話記錄器（Cockpit Voice Recorder，CVR），飛行資料記錄器（Flight Data Recorder，FDR）和緊急定位發射機（ELT）通常位於尾翼中，因為飛機後部在大多數飛機墜毀時能保持完整並且提供這些儀器保護。

種類介紹

水平尾翼

水平尾翼（Horizontal Stabilizer），簡稱平尾，是飛機縱向平衡、穩定和操縱的翼面，平尾左右對稱地布置在飛機尾部，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能得到平衡，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、著陸性能和機動性。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。

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垂直尾翼

垂直尾翼（Vertical Stabilizer），簡稱垂尾，保持飛機的航向平衡、穩定和操縱作用，原理與平尾相似。

垂直尾翼僅僅布置在飛機軸線的上部。這是因為在起飛著陸時，飛機頭部上仰，尾部離地很近，無法布置垂尾翼面。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；在有側風著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，常將兩個垂尾布置在平尾兩端，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。

V型尾翼（V-Tail）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。

方向舵是在飛機上最常用的控制方向的裝置。輪船的轉向則相當大的程度上依賴於位於水下的舵。而在飛機上，轉向主要靠兩側機翼上的副翼，垂直尾翼上的方向舵的主要功能是反向偏航和調節非對稱負載。其基本的原理是通過改變通過機身的氣流，調節運動的方向。方向舵一般呈平板狀，整塊板材通過鉸鏈安裝在飛機的後部或者尾部。通常情況下，方向舵的縱向截面比較薄，以減少在空氣中運動時所受到的阻力。

飛機的方向舵一般通過液壓、機械或者線傳結構和駕駛艙的控制單元相連。大型客機（如A380及747）的方向舵分成上下兩部分，作為冗餘系統可提高可靠度。其中，波音747有四套獨立的液壓系統，並分別由四個引擎提供動力。每個方向舵均接到兩套液壓系統，其中一套接到左邊引擎，另一套接到右邊。

升降舵是飛機水準尾翼可操縱的部分，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準尾翼面的距離和水準尾部翼面上氣動力有效性決定。

日本航空123號(維修不當)(S03E03)

1985年8月12日，日本航空123號班機的垂直尾翼突然脫離，導致飛機的垂直尾翼和所有4個液壓系統毀壞。機組人員勉強把飛機飛行了32分鐘直至飛機墜毀在高天原山，除了4人生還外機上520人包括乘客和機組人員全部罹難。調查人員發現失事飛機在1978年時經歷一次不當修理是垂直尾翼脫離的主因。
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中華航空006號班機(機師失誤)(S04E06)

1985年2月19日，中華航空006號班機的4號引擎熄火。機組人員嘗試重新啟動引擎時誤將方向舵右偏，該架波音747失速並不斷翻滾。機組人員雖然最終成功重新控制並啟動引擎，但該客機因尾翼大部分解體且失去液壓失控，最終該飛機強行迫降舊金山。而事故的原因是機師過於專註失效4號引擎，加上機師誤為自動駕駛仍控制方向舵下而沒有調整方向舵下失控翻滾。
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大陸連接航空2574號班機(維修不當)

1991年9月11日，大陸連接航空2574號班機即將完成由拉雷多前往德克薩斯州休斯頓的路程，在機師準備降落時，突然從空中俯衝，左機翼撕裂並爆炸起火，最後墜毀，機上14人全數罹難。成因是維修時交班疏失，固定左側水平尾翼前緣的螺絲未裝上，造成飛行時脫離之後，機組人員立刻完全失去對飛機的控制。
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西北航空85號班機(零件故障)(S11E06)

2002年10月9日， 從底特律起飛前往東京的西北航空85號班機，在白令海35,000英尺上空時，垂直尾翼上的方向舵下半部突然左傾並卡死，令4名機師必須掉頭在阿拉斯加州安克拉治作緊急迫降。無人受傷。雖然經檢視發現控制方向舵的液壓系統管路中，有一處因金屬疲勞而斷裂，但其斷裂的根本原因至今仍未找到。
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美國航空587號班機(機師失誤)(S13E05)

2001年11月12日，在九一一事件發生後兩個月，美國航空587號班機失去控制並在皇后區的市郊墜毀。機上全部260人和地上5人罹難。空難成因飛機的尾翼在副機師在接受錯的機師訓練下，5次使用方向舵希望通過日本航空波音747留下的尾流顛簸，最終飛機的尾翼承受太大壓力下脫落。本宗空難是美國本土按死傷人數計為第二嚴重的空難。
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美國國家航空102號班機(貨物裝卸失誤)(S16E10)

美國國家航空102號班機是架貨運班機，主要往返於在阿富汗的英國軍事基地堡壘營以及在杜拜的阿勒馬克圖姆國際機場之間。2013年4月29日，執行此航線時，起飛後不久便墜毀，機上7名機組員全部罹難。調查原因指向機內裝載的12頓防雷裝甲車因裝卸長按照手冊錯誤的計算方式計算綑綁帶數量，導致綑綁帶無法荷載甲車重量而斷裂，向後位移先撞毀飛行紀錄器，衝破貨艙隔艙撞斷2組液壓管線，最後撞毀水平尾翼配平器，以至尾翼無法固定角度使俯仰控制失效，飛機不斷仰高最後失速墜毀。
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聯合航空232號班機(零件故障)(S11E13)

1989年7月19日，聯合航空232號班機因位於機尾的2號引擎爆炸，殘片擊中並切斷了所有液壓系統的管路，令飛機失去控制。飛機決定迫降在蘇城，但因為飛機落地速度太快，機體在地面解體並起火燃燒。全機296名機組人員及乘客中，111人罹難。製造該引擎前葉片的鈦金屬，在純化過程中未能完全將氧、氮等雜質提出，造成葉片容易因金屬疲勞而斷裂。在此之後，DC-10的液壓系統管路經過重新設計，加上多處閥門，以防止液壓系統因漏液而失效。

系統球又飛去哪裡了呢，我們下集再見