Puede que me equivoque, pero aprendí que las superficies de control dependen del flujo de aire para funcionar correctamente, y que los aviones comerciales tienen una mayor altitud de crucero debido a la atmósfera menos densa, lo que mejora la eficiencia del combustible.
Pero eso me puso a pensar:
Permítame suponer que se pregunta acerca de la eficacia de la superficie de control en lugar de su eficiencia. Ambos están estrechamente relacionados, pero prefiero abordar su efectividad: hacer lo que el piloto les exige que hagan.
Las fuerzas aerodinámicas son proporcionales a la presión dinámica. del flujo, que es la densidad por la velocidad al cuadrado, como en
Para crear la misma cantidad de sustentación a mayor altitud, el avión tiene que volar más rápido, por lo que, en efecto, las fuerzas pueden permanecer iguales. Solo la velocidad real del aire será diferente, lo que ayuda a llegar más rápido a donde quieras. La efectividad de la superficie de control permanece sin cambios.
Si profundizamos un poco más, la atmósfera se enfría al aumentar la altitud hasta llegar a la tropopausa . Este enfriamiento hace que los motores sean más eficientes pero también reduce el número de Reynolds del flujo alrededor del avión. Un número de Reynolds más bajo se traduce en una capa límite más gruesa, lo que reducirá un poco la efectividad de las superficies de control y reducirá el rango de su mejor efectividad. Pero este efecto es tan pequeño que no tiene ninguna consecuencia práctica.
Los aviones de pasajeros vuelan a velocidades transsónicas en altitud, por lo que ahora los efectos sónicos se vuelven más pronunciados. Para las superficies de control, esto significa que perderán su efectividad en ángulos de deflexión más altos . Para correcciones pequeñas, todo es muy similar al vuelo lento a bajo nivel, pero si necesita desviaciones completas, las superficies de control son menos efectivas en altitud.
Otro efecto será bastante más pronunciado y se trata de la amortiguación aerodinámica. La amortiguación es la tendencia de un sistema a crear fuerzas adicionales a partir de movimientos que van en contra de este movimiento. Tome un ala: si el avión se balancea, las puntas de las alas se moverán hacia arriba en un lado y hacia abajo en el otro. Ambos movimientos agregarán un pequeño ángulo de ataque, reduciendo el ángulo total de ataque en la punta que se mueve hacia arriba y aumentándolo en la punta que se mueve hacia abajo. Ambas puntas verán un cambio en la elevación que contrarrestará el movimiento de balanceo. Si la velocidad de rodadura es , el cambio resultante en el ángulo de ataque en una estación de ala es
Supongo que es la menor amortiguación lo que te hizo pensar que las superficies de control son menos efectivas. no lo son
La efectividad del control depende del flujo de aire. Volar más lento o a través de aire más delgado hace que los controles sean menos efectivos. Sin embargo, dada la misma velocidad aerodinámica indicada (IAS), el mismo número de moléculas de aire pasan por las superficies de control, por lo que la eficacia será la misma. Tenga en cuenta que una IAS determinada da como resultado una velocidad aerodinámica real (TAS) más alta en aire más delgado (mayor altitud).
usuario4187
Peter Kämpf
ryan mortensen