航空工学
航空機の水平尾翼の構造と役割

航空機の水平尾翼に関する構造、役割、種類、配置、および飛行制御における重要性を分かりやすく解説する百科事典記事。
📌 主なポイント
- ✓水平尾翼は主に水平安定板と昇降舵で構成され、縦の安定性向上とピッチング操作を担う。
- ✓ピッチングの安定性を保つため、主翼や水平尾翼は通常重心の後方に配置される。
- ✓超音速機などでは、翼全体が可動する全遊動式水平尾翼が採用される例がある。
水平尾翼(すいへいびよく、英語: tailplane または horizontal stabilizer)は、固定翼航空機をはじめとする航空機の尾部に備わる重要な揚力面の一つです。主に縦の安定性の向上やピッチング(上下方向の姿勢変化)の操作を担う役割を持ちます。

基本的な構造と配置
水平尾翼は、一般的に固定された水平安定板と、その可動部分である昇降舵(エレベーター)によって構成されています。小さな尾翼で十分なモーメントを発生させるため、通常は機体の重心から後方へ離れた最後尾に取り付けられます。

航空機が風見安定を得るためには、空力を受ける中心(力点)が重心より後ろにあることが求められます。そのため、ピッチングの安定性を確保する観点から、主翼および水平尾翼は重心よりも後方に配置されるのが望ましいとされています。


水平尾翼の種類と形状
航空機の設計やエンジン配置、用途に応じて、水平尾翼の取り付け位置や形状には多様なバリエーションが存在します。


- T字尾翼:エンジン後流の影響を避けるため、垂直尾翼の上部に水平尾翼を取り付けた形態です。
- 十字尾翼:垂直尾翼の中央部に水平尾翼を取り付ける形態です。
- 全遊動式(フライングテール):超音速戦闘機などで採用される、水平尾翼全体が可動して昇降舵の役割を果たす方式です。
特殊な設計とバリエーション
すべての固定翼機に通常の水平尾翼があるわけではありません。機首側に水平尾翼に相当する先尾翼(カナード)を配置したエンテ型航空機や、水平尾翼自体を省略した無尾翼機、垂直尾翼と水平尾翼の機能を統合したV字尾翼など、目的に応じた様々な設計が採用されています。
よくある質問
水平尾翼の主な役割は何ですか?
航空機の縦方向の安定性を高め、ピッチング(上下方向)の姿勢操作を行うことです。
T字尾翼にはどのような特徴がありますか?
垂直尾翼の上部に水平尾翼を配置する構造であり、エンジンの後流や排気の影響を避ける利点があります。
すべての航空機に水平尾翼はありますか?
いいえ。カナード機や無尾翼機、全翼機などでは個別の水平尾翼を持たない設計もあります。
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参考文献
- 航空機が風見安定を得るために、空力を受ける中心(力点)が重心より後ろにあることが必要である。
- Anderson, John D., Introduction to Flight, 5th ed, p 517