¿Cómo deben modelarse las superficies de control en las simulaciones?

Cualquier superficie de control cambia tanto la inclinación local como la incidencia local, por lo que sería mejor cambiar los coeficientes en consecuencia. Si usa un código de panel, sería suficiente cambiar la inclinación de la superficie local (= la dirección del flujo en el punto de control local) por el ángulo de deflexión.

Si necesita fórmulas para los coeficientes: una superficie de control con una fracción de longitud de cuerda d (de la longitud total de cuerda) cambiará el coeficiente de sustentación local$c_l$con

$$\Delta c_l = \sqrt{d}\cdot c_{l\alpha}\cdot sin (\eta),$$ donde$\eta$es el ángulo de desviación en radianes y$c_{l\alpha}$es el gradiente del coeficiente de sustentación sobre el ángulo de ataque del perfil aerodinámico original. La sustentación adicional actuará en un punto entre el 50% y el 25% de la cuerda del ala. El valor más alto es para flaps muy cortos, el más bajo para todas las superficies de vuelo (técnicamente 100% de cuerda de flap), por lo que una desviación de la superficie de control agregará una carga de torsión. La resistencia no se verá afectada por ángulos de deflexión pequeños, pero cuando aumentan, primero aumenta la resistencia y luego el aumento de sustentación se vuelve no lineal.

Si te mantienes en el rango lineal (15° con 30% de cuerda de aleta, 25° con 15% de cuerda de aleta con un ángulo de ataque moderado) puedes agregar linealmente el efecto de aleta (compensar los coeficientes). Ir más allá tanto en el ángulo de deflexión como en el ángulo de ataque requerirá una reducción en la efectividad de los flaps que puede (en casos extremos) incluso convertirse en una inversión del control.

También tenga en cuenta que el alerón, especialmente, girará el ala de tal manera que su efectividad se reducirá a una presión dinámica más alta. Los detalles de este efecto dependen de la rigidez del ala.

Su ejemplo de un NACA 0024 ya es tan grueso que no tolerará grandes ángulos de deflexión de aletas y mostrará separación en el lado de succión. Los buenos espesores de ala para vuelos subsónicos están entre el 12 % y el 15 %, y los más extremos (como la raíz de las alas con una alta relación de aspecto muy cargada) seguirán estando por debajo del 20 %. Los espesores de las alas supersónicas están generalmente entre el 4% y el 6%.

Si depende de esa superficie de control para trimar la aeronave, no deje que su efectividad disminuya (como lo haría en la realidad), pero dele una efectividad lineal (sin la función de seno) hasta el infinito y castigue los ángulos de desviación grandes con un arrastre excesivo (o lo que sea que vaya en contra de su parámetro de destino).