戦闘機などで、尾翼が一つや二つなど色々種類がありますが、それらはどんな違いがあるのですか?性能などに差はでるのでしょうか。

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ThanksImg質問者からのお礼コメント

画像まで貼っていただき分かりやすかったです。 回答ありがとうございました。

お礼日時:7/24 22:00

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ジェット機の話ばかりですが、実際は第一次世界大戦の時代から双尾翼戦闘機はあり、大正時代に日本陸軍が使っていたコードロンG型、戊式一号練習機などは垂直尾翼が四枚です。 http://cpaogiya.co.jp/マイコレクション/陸軍機/練習機/戊式一型練習機/ 第二次世界大戦中の戦闘機でも、P-38だとか、P-61だとかの双胴戦闘機は当然、垂直尾翼が二枚であり、朝鮮戦争時代でも、バンパイアだとか、シーヴィクセンだとかのような双胴のジェット戦闘機は垂直尾翼が二枚であり、ほかにもいろいろありました。 それで、垂直尾翼を二枚にする利点ですが、これは当然、左右方向の安定がよくなるということです。 ただし空気抵抗が増え、逆に左右に曲がりにくくなるという場合もあります。 自動車でいえばオーバーステアとアンダーステアの違いであり、曲がりやすくするほど不安定になり、曲がりにくくするほど直進では安定します。 双胴機のように幅の広い戦闘機では、垂直尾翼が一枚だと、左右方向の安定が不足し、曲がったまま戻らなくなる場合もあります。 二輪車と、三輪車の違いにも似ると言えます。三輪車は二輪車より安定していますが、その代わりに曲がりにくいのです。 しかし重い荷物を荷台に載せる場合には、三輪車の方が有利であり、スピードを出した場合も安定します。 前が不安定になる場合は、さらにカナード、前翼だとか、ストレーキだとかを追加しますが、これは三輪車と四輪車の違いと同じです。 実際、戦闘機の挙動は自転車に似ると言われるのです。 しかし逆に垂直尾翼は一枚より二枚の方が重いのも当然であり、エンジンの馬力の少ない戦闘機は一枚の方が軽くて有利な場合もあります。 また抵抗自体は一枚の方が少ないので、機体が軽量ならばふつうは一枚で十分です。 まず垂直尾翼が二枚の戦闘機は、エンジンが二基の双発が多く、つまりその分重いのです。 左右に揺れるのはいいとして、戻らない、止まらない、となるとこれは非常に問題です。 また一方で、双発のジェット機は、幅が広く、垂直尾翼を二枚にしやすいのです。 F-15だとか、F-14だとか、MiG-29だとか、Su-27系だとかは、実際はP-38や、バンパイヤ、ヴィクセンのような双胴戦闘機の派生と言えるのです。

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まず伏線として超音速機の時代に入ったこと。これで主翼が幅広になったので、迎え角次第では尾翼が主翼の陰に入ってしまうという問題が起きてしまいました。ただそれだけなら垂直尾翼の効きはまだ問題になっていなくて、専ら水平尾翼だけが問題視されていたんですけど、でもまあ、この時点でも垂直尾翼の効きが以前より悪くなっていたのは事実です。Mig-21を見てください。超音速時代以前の機体と比べたら明らかに垂直尾翼が目立つ機体です。 Mig-25になってブレンディッド・ウイング・ボディが採用されたことで、Mig-21のやり方だけでは足りなくなったから尾翼を2枚に増やしました。ブレンディッド・ウイング・ボディだと胴体を横長に設計するんで胴体の真ん中に垂直尾翼を配置すると、モロに垂直尾翼が胴体の陰に隠れてしまいます。幅広の主翼で詰みかけていた1枚の垂直尾翼が、これで完全に詰んでしまいました。そこで垂直尾翼を2枚に分けて、垂直尾翼をモロに胴体の陰になる胴体の中央から端に移動させたのです。 ブレンディッド・ウイング・ボディで胴体が横長になるのはエンジンが双発なのも大きく影響します。そこで単発のF-16では従来通り1枚の垂直尾翼で済ましています。 ま、何が何でも双尾翼でなくてはということもないですね。トーネードは1枚で済ましちゃいましたから。トーネードは可変翼機なんで翼幅はそんなに大きくないです。でも主翼の後退角を最大に取る高速時はやはり垂直尾翼が主翼の陰に入るはず。一応ブレンディッド・ウイング・ボディでもあるし。。。なんだけど、Mig-21やF-16みたいなやたらとでかい垂直尾翼で済ましています。 ブレンディッド・ウイング・ボディで大きくソ連の後塵を拝したアメリカですが、F/A-18で逆転します。垂直尾翼を主翼のすぐ後ろに配置したのです。こうすることでエリアルールが改善し、戦闘機にとって最も大事な音速前後における加速がスムーズになるのです。 F/A-18はLERXでも世界に先駆けた機体です。F-14、F-15でははっきりとMig-25の影響を受けたアメリカですが、F/A-18で完全に巻き返しました。Su-27以降のロシア機は、逆にF/A-18に強く影響されています。 ただしこの配置は垂直尾翼の効きに関してだけ言えば最悪で、双尾翼でも効きが足りず、機体の端に垂直尾翼を寄せるだけではダメだ、機体の外に配置できないものかと、ただ双尾翼にするだけでなく、V字型の傾斜を垂直尾翼に付けています。 偶然これがステルス的にも優れているとのことで、F-35は単発機なんで双尾翼にする必要はないのですが、双尾翼を採用しました。 まあ、ステルス関係無しでもやはりF-35は双尾翼かもしれませんね。Mig-21なんかの馬鹿デカい垂直尾翼を見ると、艦載機にはどうにもウーンですから。Mig-21、F-16、トーネード。この辺りの機体を空母の格納庫に入れると、垂直尾翼と格納庫の天井のクリアランスはどうなんでしょう。F-35は艦載機でもあるんで、ステルス関係なくてもやはり双尾翼かも知れませんね。

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音の速度を超えた際の配慮じゃないの? 色々な回答があるけど 現代の超音速な戦闘機の事ですよね? 超音速時での操縦桿の効きや安定性を保つ為だと思ってた。 私の理解では・・・・・ 尾翼を2枚にする事で、尾翼の背を低くする事が可能に。 背を低くする事で、 機体が発生する衝撃波の内側に尾翼を収める事が出来る。 これで尾翼から衝撃波が発生せずに安定した超音速飛行が可能になる。 もし、1枚で設計すると尾翼の背が高くなりがち。 背が高くなると先端が衝撃波の外側に突出する可能性が。 万が一、そうなると先端から別の衝撃波が発生して 膨大な空気抵抗ともに乱流が発生して効きが劣化。 最悪のケースでは尾翼が破損する可能性も 機体全体の設計から1枚の尾翼でも音速飛行は可能だろうけど 超音速の場合は制限が多いので、複数にするのでは? なお、一般の飛行機、音速以下の場合は そのまで超音速や衝撃波を配慮する必要は無いはず。 無意味に2枚の尾翼にすると、大したメリットが無いのに 操縦系統が「不必要に複雑」になって経済性や整備性に欠ける。 その為、一般的に1枚の垂直尾翼で収まる事に。 以上が私の想像ですが、、、、、どうだろう。

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2枚の垂直尾翼がある尾翼構成を「双尾翼」といいます、現在の戦闘機の主翼は後退翼やクリップトデルタ翼が殆どで、迎え角が大きくなると垂直尾翼の効きが低下しダッチロールを起こしやすくなります、また双発エンジンでは胴体幅も大きいため伴流域の影響でますます垂直尾翼の効きが悪くなります。 そこで伴流域を避ける為に垂直尾翼を胴体両側に配置し垂直尾翼の効きを確保しようとしたのが双尾翼で、F-15などが相当します。 この他の利点は利点は 1. 艦載機など 枚数を増やすことで垂直尾翼の高さを減じ、格納庫の高さを低くできる。 2. 片方の垂直尾翼を喪失しても最低限の制御を確保でき生存性が高まる。 3. 垂直尾翼をV状に角度を持たせることで電波ステルス性が高まる。F-22やF-35など F-35A尾翼

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速度が遅く、長時間滞空が運用上求められるドローン機ですが、尾翼に特徴のある機が目立ちます。 これは組み立て式でかさばるのを避けることと、垂直尾翼、水平尾翼と分けないで、揚力も方向も一枚で担わせたいそうです。舵の効きが鈍くなり安定性が良くなるそうです。反応が遅れるそうで、何千キロも離れたリモートパイロットの操舵が急激に期待姿勢を乱さないようにするためだそうです。このプレデターの下向きに生えている尾翼は、横風が当たると機首上げのモーメントが働くように意図したそうです。

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アフガンのような山地を飛ばすと、風が巻いているので、尾翼が上向きに生えていると、横風を受けて機首下げモーメントが働いてしまうと、致命的に機体が浮き上がらず墜落してしまうリスクがあるため、下向きにしたそうです。