鸭式飞机与它的“小耳朵”

飞机的尾翼通常由水平尾翼和垂直尾翼组成。按水平尾翼的有无和前后位置，飞机被分为正常式飞机（水平尾翼在机翼之后）、鸭式飞机（没有水平尾翼，机翼前有一对小翼）和无尾飞机，其中鸭式飞机机翼前面那对小翼，也被称为鸭翼或前翼。

现代飞机气动布局的鼻祖

1903年，莱特兄弟研制并在美国北卡罗来纳州试飞成功世界上第一架有动力的飞机。这架飞机被称为“飞行者1号”，它自带一台8.8千瓦的内燃机和一副滑橇，拥有前小后大两副机翼，是一架名副其实的双翼飞机。

这架双翼飞机采用了升降舵在前、方向舵在后的布局方式，这种布局方式与现代战斗机经常采用的机翼前面装鸭翼的布局方式一样，都属于鸭式布局。由于飞行者1号是世界上诞生的第一架真正意义上的飞机，因此有鸭式布局是现代飞机气动布局鼻祖的说法，采用鸭式布局的飞机也被称为鸭式飞机。

鸭式飞机：

没有平尾的飞机

尾翼是装在飞机尾部，起平衡、稳定作用，是用于操纵飞机以保持和改变飞行姿态的部件。大多数飞机的尾翼由垂直尾翼和水平尾翼（简称“平尾”）组成，目前也有少数超音速战斗机使用兼具水平尾翼和垂直尾翼双重功能的V型尾翼。

正常式飞机的水平尾翼通常在机翼后，鸭式飞机没有水平尾翼，而是在机翼前面增加了一对小翼面，即鸭翼，这是鸭式飞机一个明显特点。

何为水平尾翼

水平尾翼是帮助飞机维持纵向平衡、稳定和操纵的翼面。其前半部分通常是固定的，称为水平安定面；后半部分可以上下偏转，称为升降舵，一般升降舵的后缘还会装有调整片。

对于很多大型飞机来说，为了保持飞行中的稳定性，往往会将其水平尾翼的水平安定面设计成可变安装角，这种类型的水平尾翼也被称为可调水平尾翼。在超声速飞机上，水平尾翼整体都可以通过操纵来实现偏转的被称为全动平尾。

鸭翼：平衡力矩  增大升力

一般情况下，飞机迎角（又称攻角，是翼型或机翼在纵向对称平面的翼弦或者高速飞行器机体纵轴与前方自由来流方向的夹角）增大时会产生低头力矩（力矩是用来描述力对物体产生转动效应的物理量），需要由水平尾翼产生的负升力的力矩来平衡。在鸭式飞机上，平衡力矩则是由鸭翼的附加正升力构成的。在大迎角时，水平尾翼会减小全机升力，鸭翼则能增大全机的升力，例如，采用小展弦比、大后掠角三角翼和鸭翼的超音速飞机，其在大迎角飞行时，三角翼和鸭翼都会产生翼尖涡流，鸭翼的翼尖涡流经过三角翼的上表面，可以改善后者的空气动力性能。利用二者之间产生的这种有益的气流干扰，可以大大提高飞机在大迎角下的升力系数，进而节省发动机推力。

鸭式飞机重现光彩

鸭式飞机上的前翼可以由固定部分和升降舵组成，也可以将其设计为全动式前翼，起俯仰操纵和维持平衡的作用；还可以仅保留固定部分，将其设计为固定式前翼。在这种情况下，飞机的俯仰操纵主要由机翼后缘的升降副翼来完成，前翼的作用仅限于配平，即可使飞机在飞行中保持平衡状态，达到飞机的重心与升力、推力、阻力等力的平衡。

在飞行中，采用鸭式布局的飞机虽然具有阻力小、可控性强等优点，但它不像水平尾翼能保持天然的稳定性。因此，虽然鸭式布局很早就出现，但并没有得到广泛应用，带水平尾翼的常规布局则凭借稳定性和强可操纵性成为飞机设计中的主流布局，被各种飞机使用。随着喷气时代的到来，人们发现鸭式布局相比常规布局更适合超音速战斗机，于是鸭式飞机又得以在战斗机领域大放异彩。

鸭式飞机以其独特设计展现了航空工程领域的无限可能，未来，在科技推动下，或许还会衍生出更多意想不到的革命性概念。

（责任编辑 / 王佳璇  高琳  美术编辑 / 周游）