为什么单发战斗机很少用双垂尾?

割耳吧樵夫


垂尾的主要作用是控制飞机飞行、机动过程的的稳定性,当然垂尾后面还有一个方向舵,可以用来控制飞机偏航转向,或者在飞机降落有侧向风的情况下保持机头能对准跑道,还有双发或者多发飞机,有1台发动机停车的情况下,利用这个方向舵平衡偏航力矩!

对于战斗机采用单垂尾和双垂尾的问题,这个主要是飞行稳定性方面的考虑!之所以采取双垂尾,主要还是考虑到战斗机气动负荷大,如果做成单垂尾要保持飞机的稳定性就要做得很大,而且对材质要求还很高,当然看起来也感觉不协调了。说简单点,就是采用双垂尾的某些战斗机是避免过大的单垂尾,比如美国F15、俄罗斯的苏27等,还有一款比较特殊的就是F22,虽然采用了双垂尾,但考虑到飞机的超机动性稳定性,双垂尾的个头可是非常大的!

当然也有强行用单垂尾的战斗机也不是没有,比如下面这款欧洲狂风战斗机,看起来就有些不协调了!

图:德国狂风战斗机

而对于单发的中轻型战斗机来说,单垂尾的负荷已经能够满足需求了,自然也就不用去考虑双垂尾问题了,而且为了追求极致的机动性,单垂尾在这方面是比双垂尾更好一些的。而像有些战斗机,比如我国的飞豹A采用的单垂尾,其在 大机动时应该会产生稳定性不足的的问题,因此这款战斗轰炸机的机动性不强,也不敢进行大机动飞行。

另外战斗机的鸭翼和边条翼产生的涡流对垂尾也是 有很大影响,会导致垂尾控制方向能力和安定性不好,甚至涡流直接撞击在垂尾上会造成垂尾开裂,典型的美国的F-18在A~D版本的时候就被垂尾撞击开裂了,后来美国人更是在F-18大黄蜂的垂尾根部上加强补丁来加强,直到F-18E/F超级大黄蜂才在边条翼产生的涡流位置加了一个刀型部件引流后才解决了这个问题!因此垂尾在设计上要离这些涡流越远越好,欧洲的阵风、台风可能也是考虑到这样的问题,如果采用双垂尾,那么涡流不可避免的要撞在垂尾上,或者让两片垂尾相距很远,这样不利于控制方向的效率,因此欧洲双风虽然都是双发战机,但都不约而同的选择了单垂尾布局,当然欧洲双方都是中型战机,将单垂尾适当做大一点问题不大!

而到了四代隐身机时代,单垂尾就必须被淘汰了,考虑到隐身性的要求,单垂尾必须做成与飞机垂直才可以,在物理学上我们都学过,任何两个垂直的物体,光照射上去然后经过两次折射后就会原路返回,雷达波也是一样,因此为了达到隐身性要求,我们看到任何一款隐身飞机上要避免相互垂尾的角度,因此单垂尾显然是不合适的!

因此进入四代隐身飞机后,单垂尾恐怕就要变成历史而不存在了,双垂尾必须也要倾斜一个角度才行,避免出现90°夹角!


狼烟火燎


单发战机也有双垂尾,但是从未来来看由于战斗机越来越注意隐身,所以会越来越多的出现单发战机采用双倾斜垂尾。

战斗机的垂尾主要用来控制飞机的航向,是飞行控制系统中的一部分,单垂尾肯定比双垂尾简单,而且单发战机它的推力是有限的,你增加一个垂尾好处没增加多少到是增加了不少重量。

而双发战斗机用双垂尾的还是很多的,双垂尾的情况下转向更为灵活一点点,但是单发战斗机在推力有限的情况下搞双垂尾,那么增加的一点点灵活性又会被增加的重量抵消一点点,而且本身单发战斗机一般最多也就是中型战斗机,本身灵活性很高所以提升那么一丢丢没什么用。

再者就是我要纠正一楼的说法,双垂尾不是用来提高隐身性的,只有双倾斜式垂尾才能提高隐身性能,任何呈现直角或者直线的东西,都会提高雷达反射面积。

单发战斗机本身灵活,然后可以采用矢量推力发动机就可以实现最大化灵活性,这时候不需要太高的气动设计就能实现足够灵活,所以更要求简化气动设计,更不会去搞什么双垂尾了。

F35就是单发双倾斜垂尾,因为保证隐身性的话垂尾必须倾斜,否则呈现直线反射雷达波增加RCS,单个倾斜垂尾设计是违背气动设计的,所以只要倾斜就必须对称设计,从未来战机追求隐身设计的要求来看,无论单发双发都会采用双倾斜式垂尾,否则会增加不必要的RCS。



李晓伟


单发战斗机都是轻中型战斗机,一个垂尾控制方向足矣,不必装双垂尾,多余而重复,还增加了控制系统的重量,轻中型战斗机本来就地方小,设计必须要紧凑,斤斤斤计较,按克算计,尽量不要多余的重量,省的地方装油装弹。


东龙45


哨兵小虎第862条回答。

要回答这道题目,小虎认为只要明白三个问题即可。

一、垂尾是干啥用的?

垂尾的主要作用就是保证飞机的偏转,说白了就是控制飞机的转弯。

战斗机上飞行员脚下有左、右两舵,飞行员踩左舵,飞机向左转弯,相反即向右转弯。



而左、右舵则通过机械或者电传与飞机垂直尾翼上面的方向舵相连。

同理,想让飞机偏转的快,方向舵(的面积)必须足够大,此时飞机的偏转机动性能就最好,同理,方向舵(的面积)小,飞机的机动性能就差。

所以,想让飞机的单个方向舵(面积)不变大,而又想让飞机更灵活,就只能通过增加数量来扩大方向舵的面积了。

而这就是战斗机单垂尾和双垂尾的区别了。

二、垂尾和发动机数量的关系?

我们目前主流的战斗机依据发动机和垂尾的数量可以分为四种。

1、单发单垂尾。

单发单垂尾的战斗机代表是非常多的,比如歼10、F-16,米格-21等等。

他们都有一个共同的特点,属于轻型战斗机,发动机动力强劲,推重比高。

2、单发双垂尾。

单发双垂尾的战斗机,目前只有F-35,而且其是一款多用途中型隐身战斗机。

3、双发单垂尾。

双发单垂尾战斗机多是一些老旧机型,比如歼-8、歼轰七,苏-24,F-111等。


他们也都有一个共同特点,机动性能不佳,但载重量较大,除了歼-8是纯歼击机外,其他都是战斗轰炸机。当然歼-8是把动能用在了高空高速上。发动机单发动力不大,通过双发来弥补动力。

4、双发双垂尾。

双发双垂尾的代表机型就更多了,可以说是现在的主流,代表机型有:苏-27、苏-34、F-15、F-18、F-14、J-16、J-15、J-31、J-20、F-22等等。

他们又有一个共同特点,都是重型战斗机,除了苏-27是纯制空战斗机外,其他都是多用途战斗机,而且往往都是空、地双优战斗机。载弹量自然也相对较大。

而其中的J-31、J-20、F-22都属于隐身战斗机。

通过对双垂尾战斗机的分析,我们可以得出一个简单的结论,隐身战斗机都是双垂尾战斗机。

那么为什么很少有战斗机采用单发双垂尾呢?

多用途战斗机是未来发展的一个趋势,而为了满足多用途的平台,载重量是一个很大的指标,为了满足这个指标,要求发动机的功率和推重比必须非常大。


(双发大挂载量的F-18)

而对于那些航空工业不发达的国家,能造发动机已属不易,要想造出推重比十分优异的发动机则是难上加难。所以大多数国家都只能通过两台发动机来解决推力问题。


而双垂尾就是为了更好的机动性,所以单发双垂尾的战斗机,也就只有美国这样的航空强国才可以!

当然,一些国家不采用这样的气动布局,也是因为双发重型战斗轰炸机也能满足其作战需求,所以,没有必要去研发这样的一款单发双垂尾战斗机。

最后,双垂尾战斗机应该是隐身飞机的标配,因为单垂尾飞机必须与机身垂直,而双垂尾却可以有一定的倾斜角度,这样就可以防止雷达回波的反射,从而更好的达到隐身效果。


哨兵小虎


双垂尾阻力大,操控更加复杂,如果不是为了隐身,单发战斗机没人会用双垂尾

垂尾的作用是为了确保航向稳定,当飞机出现倾斜和偏航时产生复原的力,原理和作用类似于箭矢的尾羽。当飞机体型越大,飞行速度越快时,对于垂尾的稳定性要求也就越高,就需要增加垂尾面积,或者增加垂尾数量以增强稳定性。

这也是最早采用双垂尾布局的喷气式战斗机是前苏联的米格-25,因为不锈钢战士当年是追求3马赫的极限速度,对于航向稳定性要求实在是太高了,单垂尾的话要造的非常大非常夸张。

但是给战斗机设计双垂尾从技术上并没有那么简单,这意味着要两套垂尾尾翼控制系统,而且要互相协作。在米格-25之前,美国设计A-5民团战士时就考虑过双垂尾设计,作为一种大型舰载核攻击机,A-5民团战士的单垂尾也非常夸张,不方便塞进航母机库里面。但最后考虑到舰载机起降的复杂性而不了了之,A-5民团战士最后采用垂尾折叠的方式解决。

对于单发战斗机来说,其往往是轻型战斗机,单垂尾已经可以满足飞行稳定性需求,这种情况下强行上双垂尾,增加自身结构重量,并且双垂尾也导致飞机后体飞行阻力大增,而单发战斗机普遍推力和推重比上要吃亏不少,等于是放大自身弱项。

从空气动力学上讲,采用双垂尾,飞机后部中间留出空气涵道,可以改善飞机的大仰角性能。美国当初在设计F-16的时候,就考虑过多种双垂尾设计方案。但最终他们发现有个更加好的办法就是采用机身边条翼,利用边条翼产生的涡流来提升大仰角性能,代价更小,收益更大。

而现在单发战斗机开始采用双垂尾设计,根本原因是为了隐身。单垂尾的垂直安置对于侧面照射雷达波完全没有抵抗力。而双垂尾倾斜布置则可以进行一定程度上的削弱。


五岳掩赤城


份量太重,得不偿失


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