尾翼とは (ビヨクとは) [単語記事]

尾翼とは飛行機などの後部にある翼のことである。安定性や操縦性の向上を目的としたものが多い。

安定飛行のため、ヘリコプターや飛行船等にもある。全翼機など、特殊な機体には無いものもある。

概要

航空機には何種類かの翼がある。画像を見てほしい。これはジャンボジェットとして有名なボーイング B747 型機である。

まずエンジンを搭載している主翼が2枚ある。これは人間でいう両腕にあたる。

その後方には、水平尾翼が2枚と垂直尾翼1枚がある。それぞれ両足と尻尾と考えてもらってかまわない。

B747はこの5枚の翼で揚力を生んで空に浮き、また空中での姿勢を保っている。

このうち、水平尾翼と垂直尾翼をまとめて尾翼と呼ぶ。

おなじ翼でも主翼にくらべるとあまり大きくなく、目立たない部位であるが、その役割は外見よりはるかに大きい。空中はつかまるものがないため、バランスを保持することは地上にいるときよりむずかしい。それに目的地へ飛行するためには自在に方向を変えることができなければならないし、昇降も任意に制御できなければならない。離陸するときに機首を上へ向けてやらなければそもそも飛び立てないだろう。ではどうやって飛行中の飛行機を右や左に旋回させたり、上昇や下降をさせたりするのだろうか。

それがまさに尾翼の役目なのである。

水平尾翼

水平尾翼は基本的に昇降をコントロールする。水平尾翼の後端は上下に動くようになっており、―の状態から／や＼にしたりできる。／にすれば水平尾翼がある尾部が空気抵抗で下がり、機首が上を向くので機体は上昇する。逆に水平尾翼を下へ向けて＼にするとどうなるだろうか？　尾部が持ち上がるので代わりに機首が下がり、機体が下降するのである。

また、翼というものは下がると揚力が大きくなり、上げると失う性質をもつ。というわけで、たとえば右の水平尾翼を下げて、左を上げると、右側の揚力が大きくなって左側は揚力が小さくなるから、機体は左に傾くことになる。左に傾いた状態で機首を上げると機体は左方向へ進路を変える。飛行機はこうして旋回しているのである。

この機体の昇降を制御する水平尾翼の可動部分をエレベーター（昇降舵）といい、可動しない部分を水平安定板という。つまり、水平安定板＋エレベーターで水平尾翼が構成されているわけである。
ちなみにF-15やF-22など一部の戦闘機は水平尾翼全体がエレベーターとして動くようになっており、これを全遊動式と呼称する。

垂直尾翼

他方、垂直尾翼は機体の左右方向の安定を保つために欠かせない部位である。水平尾翼が水平安定板とエレベーターからなるのと同様に、垂直尾翼は機体に固定された垂直安定板と、その後縁の可動式となっているラダー（方向舵）で構成される。ラダーをふりふりと動かせば機体は水平飛行しながら右や左に機首を振ることができる。横風を受け続ける状況でもこの方向舵を利かせてやればまっすぐ飛べるというわけだ。

空中の飛行機は、左右のヨー、上下のピッチ、傾きのロール、この3つの運動がかみ合ってはじめて安定した姿勢を得ることができる。水平尾翼はピッチとロール、垂直尾翼はヨーをつかさどる（主翼もロールを制御しているが今回は割愛する）。5枚の翼のうち、1枚でも欠けるとまともに飛ぶことはできない。

2001年には、飛行中に垂直尾翼が折れたアメリカン航空587便が住宅街に墜落。乗員乗客260名全員が死亡しただけでなく、墜落に巻き込まれた地上の住民5名までも命を落とす大惨事となった。たかが1枚の翼だが、されど1枚である。1枚の垂直尾翼が折れただけで、265名もの命が奪われる痛ましい事故を招来せしめたのだ。

F-15やF-22などの戦闘機では垂直尾翼が2枚あったりする。戦闘機は大仰角（頭をものすごく上へ向けた状態）で離着陸する状況がままあるが、こうなると自分の胴体に垂直尾翼が隠れてしまう。隠れるということは気流が垂直尾翼に当たらなくなるということで、つまり左右方向の安定性は失うし方向舵も利かなくなる。かといって垂直尾翼を大きくすると格納庫の天井にひっかかる可能性もあるし、機体が重くなるうえに抵抗が大きくなって速度性能に支障が出るし、安定性がよくなりすぎて運動性も低下する。そこで垂直尾翼を2枚にして、胴体の影になりにくいように配置したわけだ。2枚あると面積が2倍になるのであまり高くしなくてもよくなる。