Несомненно слова тыл, затылок, тыльная являются родственными. Более того, это однокоренные слова.
В толковом словаре слово тыл трактуется как: зад, задняя сторона чего то. Вслушаемся в слово затылок. За тылом. То есть за задней стороной, головы в данном случае. Интересно, что даже элемент русского народного головного убора называется позатылень, и выглядит как небольшая драпировка позади затылка - это прямо и слышится в самом названии.
Рассмартиваемые слова содержат корень тыл и являются родственными по происхождению.