質問: 垂直尾翼の役割? 一般的に航空機には全て垂直尾翼がついてますよね あれの機能はなんとなくわかりますが、絶対必要なんでしょうか 例えばアメリカの爆撃機「b-2」にはレーダーに映りにくくするためか垂直尾翼がありませんよね こっちの方がコストも安くなりそうだし、空力的にもなんだか効率良さそうなんですが こういうのに詳しい方、ご意見よろしくお願いします
回答: 通常の航空機は胴体、主翼、水平と垂直の尾翼(安定板と舵面で構成、無尾翼機の場合は垂直尾翼のみ)、前翼(カナード、エンテ翼以外では無い場合がほとんど)、追加の安定板で構成されています。 無尾翼機というのがありますが、デルタ翼等で水平尾翼が省略された機体で、垂直尾翼(安定板のみの場合も)は存在します。 航空機は飛行中、重心回りの三軸でピッチング(上下に首を振る運動)、ヨーイング(左右に首を振る運動)、ローリング(軸回りに回転する運動)を起こしており、これを安定するために、それぞれ、水平安定版、垂直安定板、主翼などが機能します。で、それを制御するために、昇降舵、方向舵、補助翼(無尾翼の場合、昇降舵と補助翼は一体となってエレボン)が使われます。これらは、重心位置から離れた場所に設置することにより、より大きなモーメントを持つことにより、小さい舵面で大きな効果を得るようになっています。 以上が通常の飛行機の話で、ヨーイングを制御するには垂直尾翼以上に簡単な方法はありませんから、今でも多くの航空機が垂直尾翼を持っているのでしょう。簡単に推力偏向できるようなエンジン(rrペガサスを凌ぐような)を採用すれば不可能ではないかも知れませんが、機構の質量などを考えると期待薄ではあります。 b-2は全翼機であり、通常期とは異なった力学的特性を持っており、大きな垂直安定板や尾翼を釣れても効果が期待できません。その為、コンピュータによって翼端のエレボンをアクティブ制御して姿勢をコントロールしています。全翼機については、ペイロードの確保が困難(積載場所となる胴体がないため)で、通常期と同等の積載能力を確保すると抑圧が増加して重量増、抵抗増を招くなど有利な面をスポイルしてしまうなどの問題があり、b-2以外には実用化成功例がありません。 さらに、全翼機は「横幅が広い形状であれば揚抗比が大きくなる亜音速領域に最適化している」という特性があり、戦闘機などには適していないという面もあります。