飛機(jī)的尾翼通常由水平尾翼和垂直尾翼組成。按水平尾翼的有無和前后位置，飛機(jī)被分為正常式飛機(jī)（水平尾翼在機(jī)翼之后）、鴨式飛機(jī)（沒有水平尾翼，機(jī)翼前有一對小翼）和無尾飛機(jī)，其中鴨式飛機(jī)機(jī)翼前面那對小翼，也被稱為鴨翼或前翼。

現(xiàn)代飛機(jī)氣動布局的鼻祖

1903年，萊特兄弟研制并在美國北卡羅來納州試飛成功世界上第一架有動力的飛機(jī)。這架飛機(jī)被稱為“飛行者1號”，它自帶一臺8.8千瓦的內(nèi)燃機(jī)和一副滑橇，擁有前小后大兩副機(jī)翼，是一架名副其實(shí)的雙翼飛機(jī)。

這架雙翼飛機(jī)采用了升降舵在前、方向舵在后的布局方式，這種布局方式與現(xiàn)代戰(zhàn)斗機(jī)經(jīng)常采用的機(jī)翼前面裝鴨翼的布局方式一樣，都屬于鴨式布局。由于飛行者1號是世界上誕生的第一架真正意義上的飛機(jī)，因此有鴨式布局是現(xiàn)代飛機(jī)氣動布局鼻祖的說法，采用鴨式布局的飛機(jī)也被稱為鴨式飛機(jī)。

鴨式飛機(jī)：

沒有平尾的飛機(jī)

尾翼是裝在飛機(jī)尾部，起平衡、穩(wěn)定作用，是用于操縱飛機(jī)以保持和改變飛行姿態(tài)的部件。大多數(shù)飛機(jī)的尾翼由垂直尾翼和水平尾翼（簡稱“平尾”）組成，目前也有少數(shù)超音速戰(zhàn)斗機(jī)使用兼具水平尾翼和垂直尾翼雙重功能的V型尾翼。

正常式飛機(jī)的水平尾翼通常在機(jī)翼后，鴨式飛機(jī)沒有水平尾翼，而是在機(jī)翼前面增加了一對小翼面，即鴨翼，這是鴨式飛機(jī)一個(gè)明顯特點(diǎn)。

何為水平尾翼

水平尾翼是幫助飛機(jī)維持縱向平衡、穩(wěn)定和操縱的翼面。其前半部分通常是固定的，稱為水平安定面；后半部分可以上下偏轉(zhuǎn)，稱為升降舵，一般升降舵的后緣還會裝有調(diào)整片。

對于很多大型飛機(jī)來說，為了保持飛行中的穩(wěn)定性，往往會將其水平尾翼的水平安定面設(shè)計(jì)成可變安裝角，這種類型的水平尾翼也被稱為可調(diào)水平尾翼。在超聲速飛機(jī)上，水平尾翼整體都可以通過操縱來實(shí)現(xiàn)偏轉(zhuǎn)的被稱為全動平尾。

鴨翼：平衡力矩 增大升力

一般情況下，飛機(jī)迎角（又稱攻角，是翼型或機(jī)翼在縱向?qū)ΨQ平面的翼弦或者高速飛行器機(jī)體縱軸與前方自由來流方向的夾角）增大時(shí)會產(chǎn)生低頭力矩（力矩是用來描述力對物體產(chǎn)生轉(zhuǎn)動效應(yīng)的物理量），需要由水平尾翼產(chǎn)生的負(fù)升力的力矩來平衡。在鴨式飛機(jī)上，平衡力矩則是由鴨翼的附加正升力構(gòu)成的。在大迎角時(shí)，水平尾翼會減小全機(jī)升力，鴨翼則能增大全機(jī)的升力，例如，采用小展弦比、大后掠角三角翼和鴨翼的超音速飛機(jī)，其在大迎角飛行時(shí)，三角翼和鴨翼都會產(chǎn)生翼尖渦流，鴨翼的翼尖渦流經(jīng)過三角翼的上表面，可以改善后者的空氣動力性能。利用二者之間產(chǎn)生的這種有益的氣流干擾，可以大大提高飛機(jī)在大迎角下的升力系數(shù)，進(jìn)而節(jié)省發(fā)動機(jī)推力。

鴨式飛機(jī)重現(xiàn)光彩

鴨式飛機(jī)上的前翼可以由固定部分和升降舵組成，也可以將其設(shè)計(jì)為全動式前翼，起俯仰操縱和維持平衡的作用；還可以僅保留固定部分，將其設(shè)計(jì)為固定式前翼。在這種情況下，飛機(jī)的俯仰操縱主要由機(jī)翼后緣的升降副翼來完成，前翼的作用僅限于配平，即可使飛機(jī)在飛行中保持平衡狀態(tài)，達(dá)到飛機(jī)的重心與升力、推力、阻力等力的平衡。

在飛行中，采用鴨式布局的飛機(jī)雖然具有阻力小、可控性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但它不像水平尾翼能保持天然的穩(wěn)定性。因此，雖然鴨式布局很早就出現(xiàn)，但并沒有得到廣泛應(yīng)用，帶水平尾翼的常規(guī)布局則憑借穩(wěn)定性和強(qiáng)可操縱性成為飛機(jī)設(shè)計(jì)中的主流布局，被各種飛機(jī)使用。隨著噴氣時(shí)代的到來，人們發(fā)現(xiàn)鴨式布局相比常規(guī)布局更適合超音速戰(zhàn)斗機(jī)，于是鴨式飛機(jī)又得以在戰(zhàn)斗機(jī)領(lǐng)域大放異彩。

鴨式飛機(jī)以其獨(dú)特設(shè)計(jì)展現(xiàn)了航空工程領(lǐng)域的無限可能，未來，在科技推動下，或許還會衍生出更多意想不到的革命性概念。

（責(zé)任編輯 / 王佳璇 高琳 美術(shù)編輯 / 周游）