Если какая-то часть составного наименования употребляется как самостоятельное слово с другим значением, это вовсе не является препятствием для ее склонения. Если мы говорим о наименованиях животных, насекомых, птиц, растений, то в этих наименованиях последовательно склоняются обе части, и бывают не только рыбы-молоты, но и рыбы-попугаи, журавли-монахи, жуки-олени и т. д.

В стилистическом словаре вариантов Л. Граудиной, В. Ицковича, Л. Катлинской «Грамматическая правильность русской речи» указано: «В многочисленной группе двойных наименований разнообразных явлений внешней жизни, названиях учреждений, предметов обихода, изобретений, машин и т. д. обычно склоняются оба компонента». Таким образом, несклонение одной из частей (как в случае с плащ-палаткой) в этой группе наименований – скорее исключение, чем правило. Да и аналогия с плащ-палаткой (где, действительно, не склоняется первая часть) не вполне корректная: мы сейчас разбираем вопрос о склоняемости / несклоняемости второй части составного слова.

Плащ-палатка – существительное женского рода.