飛行機の尾翼形状について

Question

米軍の無人機であるRQ-1 プレデター などは下向きのV字型尾翼ですが、一般的な飛行機は上向きですよね。プレデターが下向きにした理由はなんでしょうか？
また同機やトルコ製無人機のバイラクタルTB2 などは上向きのV字型ですが、一般的な上向きのT字型にしない理由は何でしょうか？

よろしくご回答願います。

phj · Accepted Answer

航空力学からすれば、RQ-1 プレデターの下向き尾翼は不合理な形です。

航空機の場合、主翼が上向きの揚力を発生させるため、尾翼は釣り合いとして下向きの揚力を発生させる機能を受け持っています。
　
特に垂直尾翼は、抵抗として余力の打ち消しの役割を担っているのです。
なので、RQ-1 プレデターの後継機種であるMQ-9 リーパー、プレデターより後発のRQ-4 グローバルホークなどはＶ字ですが上向きを採用しています。

なので下向きのメリットはあまりなかったのでしょう。

Ｖ字型に関しては、有人機であるF-22・35なども尾翼をＶ字に傾けているように、明らかにステルス性を狙ったものだといえます。

ついでにいえば、Ｖ字なら一つ整備する翼が減るので好都合であるのでしょう

ただし、プレデター・リーパーは小さな垂直尾翼があります。これはたぶんプロペラ機なので軸回転のねじりモーメントを打ち消す必要があるからで、ジェットエンジンのグローバルフォークはＶのみ、バイラクタルTB2はプロペラよりも後ろに尾翼を出して打ち消しているのだと思います。

となると、下向きにしたのは「艦船に乗せて運ぶ時の都合」がもっとも有効な理由だと思います。

ultraCS · Answer

V字尾翼採用の著名な例はビーチクラフトの軽飛行機ボナンザで、1950年です。ただ、その後続きませんでした。
従来の民間軽飛行機の操縦系ではハンドルの回転でエルロン、前後でエレベーター、左右のペダルでラダーを1対1で操作しますが、V字尾翼の場合は
ハンドルの前後とペダルの左右を合成して操縦翼面に伝達する必要があります。フライバイワイヤなら演算で読み替えればいいですが、軽飛行機のワイヤリングでどうやって合成したのか、頭が混乱します。
メリットは翼面が少ないので軽くなるのと空気抵抗が減らせるになります。

ウィキペディアの解説は機械翻訳レベルのわかりにくさでした。
https://ja.wikipedia.org/wiki/V%E5%AD%97%E5%B0%BE%E7%BF%BC

なお、余談ですが、海自のそうりゅう型、たいげい型潜水艦では、量産型では世界初のX字型の後舵装置を採用しましたが、これはすべての翼面で昇降と回頭ができるため水平垂直の組み合わせより冗長性があることと、浮上時にも二枚が海面下にあるため、潜水艦糊を悩ませる浮上時の揺れが抑えられると聞きます(潜水艦は浮上時には安定せず、船酔いする)。

y_hisakata · Answer

簡単に言うと「人間が乗るか乗らないか」の違いです。
戦闘機などの重量機にとって人間の体重くらいは大したことはありませんが、機体を「人間が乗る」用に設計しなくてはなりません。このため重心は機体の下に来ます。パイロットにとっては足元です。こうでないと安定しません。

とすると、「機体を振る」ための尾翼は重心の反対方向、つまり上部が望ましいのです。

これに対し、無人機はそうした事情に考慮する必要がありません。なぜ下向きにしたのか明確な答えは出せませんが、「必ずしも上向きにする必要はなかったので設計上下にした」と言えると思います。

強いていうと、人間さえ乗っていなければ、飛行機は重心を上に、舵を下にしたほうが旋回性は高くなると思われます。

V字についてはよくわかりません。

Blueskylonely · Answer

ミリタリーおたくの友人の話し（話し半分です）

尾翼を下Ｖ型や下Ｔ型にすると、ドローン（プレデター）の高さが低く出来る。
よって縦横長さの容積が少なくなり、たくさんの兵器を格納庫に詰めることが出来る。

輸送機にたくさん搭載して持っていけるからと。

多分感覚的の正しいと思う。

trajaa · Answer

普通に考えると、主翼や機体そのものやエンジン後流など空気の流れを解析した結果
効率的に働く位置や角度や大きさにしました

って事でしょ

飛行機の尾翼形状について

航空力学からすれば、RQ-1 プレデターの下向き尾翼は不合理な形です。

V字尾翼採用の著名な例はビーチクラフトの軽飛行機ボナンザで、1950年です。

簡単に言うと「人間が乗るか乗らないか」の違いです。

ミリタリーおたくの友人の話し（話し半分です）

普通に考えると、主翼や機体そのものやエンジン後流など空気の流れを解析した結果

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