¿Por qué los aviones necesitan una aleta de cola vertical, pero las aves no? (¿y muchos peces lo hacen?)

No conozco ningún ave que tenga una aleta caudal vertical, pero aparentemente los aviones las necesitan para la estabilidad lateral. ¿Por qué es esto?

Sin embargo, me di cuenta de que la mayoría de los peces tienen una aleta caudal vertical, o una aleta dorsal vertical, o ambas. ¿Qué está pasando exactamente allí? No puedo ver cómo las criaturas marinas necesitarían estabilidad lateral a bajas velocidades en un líquido espeso (en comparación con el aire).

Si ese segundo párrafo suena fuera de tema, permítanme decirlo de otra manera. ¿Qué tiene el aire, a diferencia del agua, que requiere esto? Ambos son fluidos. Uno es más grueso/más viscoso que el otro, lo que parece implicar que el más grueso requeriría menos estabilidad lateral. Sin embargo, parece ser todo lo contrario. Espero que esto se tome como una pregunta aerodinámica válida sobre el tema.

(PD: estoy omitiendo cosas como el B-2 Spirit porque usa ajustes dinámicos activos para estabilizarse. Su forma es intrínsecamente inestable).

EDICIÓN IMPORTANTE: debería haber señalado la gran diferencia de velocidad. Los pájaros, por supuesto, son lentos. También lo fueron los primeros pilotos de Wright. Los aviones modernos vuelan mucho más rápido, alrededor de Mach 0,85. Todavía no he buscado los Números de Reynolds, pero ciertamente podría darse el caso de que los más rápidos necesiten estabilidad lateral mientras que los más lentos no.

1 aclaración más: cuando digo "estabilidad", no me refiero exactamente al control de guiñada. Mi impresión es que, justo cuando el avión vuela perfectamente recto, hay fluctuaciones de presión que provocarán deslizamientos a menos que haya una gran área de superficie vertical para equilibrar esas fluctuaciones. Podría estar equivocado y, en última instancia, estoy tratando de averiguar por qué la mayoría de los aviones parecen necesitar esta gran área vertical.

1 más: aquí hay un modelo de ejemplo que parece sinónimo: digamos que nuestro avión logra una guiñada con aletas de mariposa en las puntas de las alas, que están alineadas con el centro de masa (las aletas y el CoM tienen la misma altura) por lo que no hay torques de efectos secundarios a lo largo de otro eje que no sea el eje de guiñada (eje z). Supongamos que no es necesario un control de guiñada de respaldo. Esta embarcación está destinada a navegar a Mach 0,85. ¿Es necesaria una aleta vertical para lograr la estabilidad direccional pasiva sobre el eje de guiñada? Probablemente también deberíamos considerar los vientos cruzados, incluso en el despegue/aterrizaje.

Prácticamente respondiste tu propia pregunta con la PD: los animales pueden ajustar continuamente su cola muy rápidamente... los aviones no pueden.
@abelenky Si eso es cierto, entonces la ironía es ineludible: ¿las aves y tal vez incluso los insectos "inventaron" el control dinámico activo millones de años antes que Boeing?
No tiene nada de irónico: los ingenieros han querido durante mucho tiempo sistemas de control totalmente dinámicos que imitan lo orgánico, pero solo recientemente los sensores, actuadores y algoritmos se han vuelto lo suficientemente buenos.
@DrZ214 ¿Qué tiene eso de irónico? Los insectos "inventaron" el vuelo mucho antes que los hermanos Wright. Los peces "inventaron" la natación mucho antes de que construyéramos los submarinos. Los primates "inventaron" la inteligencia mucho antes de que llegáramos a alguna parte con la IA.
@DavidRicherby Todo eso me suena irónico. Casi cualquier cosa que requiera ciencia avanzada y miles de millones de dólares para que la creemos, pero que sea lo más fácil para la naturaleza incluso hace un millón de años, sería irónico en la forma en que entiendo esa palabra. A cada uno lo suyo.
Pregúntale a la naturaleza lo que quieras saber. El campo de la ciencia se llama biomimética .
¿Quién dice que Boeing inventó el control activo? Lo evitaron como la peste antes de entusiasmarse con la idea.
Los peces suelen tener una aleta caudal vertical, pero los mamíferos marinos tienen aletas caudales horizontales. Esto se debe a que la columna de los mamíferos tiene un diseño que se dobla con más fuerza en la dirección ventral/dorsal, mientras que los peces tienen una columna que se dobla con más fuerza en la dirección lateral; la aleta de cola para ambos es el medio principal para generar empuje, a diferencia de un avión. La aleta dorsal tanto de los peces como de los mamíferos ayuda a proporcionar estabilidad al balanceo: un avión hace esto con sus alas (los peces y los mamíferos marinos suelen tener aletas delanteras mucho más pequeñas, por lo que la aleta dorsal ayuda aquí).
@PeterKämpf Si no es Boeing, entonces no sé quién lo hizo por primera vez. ¿Cuándo lo estaban evitando? 1960's, 1970'? Por lo que sé sobre computadoras, también lo evitaría como la peste a menos que fuera el mínimo indispensable de mediados de los 80.
@J... gracias por esa información. Entonces, ¿cómo harían los mamíferos marinos la estabilidad al balanceo? Creo que la ballena azul, por ejemplo, no tiene aletas verticales en ninguna parte. Por supuesto, es una bestia enorme, así que tal vez no necesite mucha estabilidad.
@ DrZ214 Algunos mamíferos tienen una aleta dorsal, como el delfín o la orca. La ballena azul, las marsopas, etc., no las tienen, pero tienen aletas pectorales mucho más grandes, como las alas de un avión, que usa para controlar el balanceo.
@J... Esa parte tiene sentido, pero ¿no hay también peces/mamíferos que tienen una cola vertical y una aleta dorsal vertical? No se me ocurre ningún nombre, pero debe haber muchos peces así. ¿Cuáles son sus roles (lol) en ese caso? Por cierto, ¿eres de biology.SE? Bienvenido al sitio.
@ DrZ214 Enlacé un artículo relevante en un comentario debajo de la respuesta de Peter: el dorsal se puede usar para ayudar con el control de guiñada para giros rápidos y, en algunos peces, en realidad juega un papel en la propulsión (estableciendo vórtices constructivos que aumentan la eficiencia de propulsión). Y no, no he puesto un pie en bio SE. Soy físico e ingeniero, pero procedo principalmente de SO.
La cola vertical (u horizontal en ballenas y delfines) no es para la estabilidad, es para la propulsión. Por lo demás, respondiste tu propia pregunta en tu PS sobre la estabilidad activa en el B2: eso es exactamente lo que usan las aves, aunque con una implementación mucho mejor :-)

Respuestas (2)

No todos necesitan aleta:

Horten IV en vuelo

Este es el Horten IV, un planeador de alas voladoras que no necesitaba una aleta ( fuente de la imagen ). En cambio, usó spoilers en las puntas de las alas para crear momentos de guiñada, y el ala en flecha ayudó a mejorar su débil estabilidad direccional. Podía permitírselo porque era un planeador. El segundo prototipo de un ala voladora a propulsión a chorro, el Horten IX V2, sufrió un accidente cuando un motor falló y el piloto no pudo terminar la caída en espiral resultante.

Aletas en aviones

Las aves tienen dos ventajas sobre los aviones que hacen superflua una aleta:

  • Un ala de geometría variable, donde la envergadura, el barrido y la incidencia se pueden controlar para cada lado de forma independiente.
  • La propulsión está integrada en el ala, en lugar de plantas de energía separadas que podrían fallar de forma independiente.

Una ventaja adicional de los pájaros sobre los diseños de aviones más antiguos que carecen de un sistema de control computarizado es que el cerebro del pájaro está conectado para ajustar el ala en cada lado de manera subconsciente y continua. Mientras que una aleta proporciona a un avión la estabilidad de la veleta, un ave es intrínsecamente indiferente (ni estable ni inestable) y necesita ajustar continuamente sus alas para controlar la dirección.

Si un pájaro quiere controlar la guiñada, simplemente ajusta las puntas de sus alas de manera que la diferencia de arrastre entre ambas cree el momento deseado. Puede hacer esto reduciendo la envergadura de un lado, lo que también crea un momento de balanceo para un giro coordinado. Lamentablemente, los aviones no pueden hacer lo mismo.

Los aviones necesitan una estabilidad direccional positiva porque los humanos no pueden ajustar los controles continuamente: necesitan consultar mapas o usar la radio, o tal vez solo quieren relajarse por un momento. Además, los diseños multimotor necesitan un margen de estabilidad para compensar el empuje asimétrico resultante de un motor averiado. Con una aleta, la masa de la estructura detrás del centro de gravedad ahora necesita una masa compensadora por delante, y el área lateral de este fuselaje delantero está desestabilizando la aeronave en guiñada, lo que requiere aún más área en la cola vertical. Este es otro problema que las aves no enfrentan.

B-52H 61-023 el 10.1.1964

El B-52H 61-023 sufrió una falla estructural en la aleta el 10 de enero de 1964, pero logró volver a casa cojeando casi sin estabilidad lateral. Si hubiera sufrido una falla adicional en el motor, se habría estrellado ( fuente de la imagen ).

aletas de pescado

La aleta dorsal de los peces ayuda en su propulsión al equilibrar las áreas por encima y por debajo de su columna vertebral. Al mover la cola, crean una fuerza lateral que crea una condición de deslizamiento lateral en la aleta dorsal, que a su vez produce una fuerza lateral de corrección para que el cuerpo no ruede mientras nada. En esto se puede comparar con la quilla de un velero. Las fuerzas hidrodinámicas en una quilla contrarrestan la fuerza lateral de la vela en condiciones de viento cruzado. Su función principal es estabilizar al pez del movimiento de guiñada causado por sus aletas caudales, y esta estabilización a su vez mejora la eficiencia del movimiento de la aleta caudal.

Una función adicional es como sensor de balanceo. Al estar ubicado en la circunferencia máxima, brinda las mejores lecturas del movimiento lateral local debido al balanceo. Esta es la función principal en los mamíferos marinos donde las aletas caudales están orientadas horizontalmente. En los peces que tienen una aleta adiposa (ubicada detrás de la aleta principal), esta aleta probablemente sea su sensor de balanceo.

No se utiliza para el control de balanceo (excepto como sensor en un circuito de retroalimentación) y no puede porque no es ajustable. El control de balanceo se logra mediante las aletas pélvicas ajustables. Tampoco puede proporcionar estabilidad de balanceo; esto requeriría que el pez volviera a su posición inicial después de una perturbación. Todo lo que puede hacer por el movimiento de balanceo es amortiguarlo un poco y evitarlo cuando la aleta se mueve hacia los lados.

Gracias por abordar tanto las aves como los peces. Pero me sorprende la respuesta. Parece que está diciendo que los aviones realmente no necesitan estabilizadores verticales para la estabilidad (por viento cruzado o deslizamiento lateral), sino que necesitan/quieren timones como el único control de guiñada o respaldo para otro control de guiñada y colas son solo la ubicación más conveniente del timón. Tenía la impresión de que la gran superficie del estabilizador vertical era necesaria para equilibrar algún tipo de fluctuación de presión aleatoria que proviene del flujo de aire sobre el fuselaje.
@DrZ214: No, no dije eso. Dije que los aviones necesitan una estabilidad direccional positiva, que los diferencia de las aves que no la necesitan, y eso se consigue con la vertical. Ahora tienes algo que cuelga en la parte trasera y necesitas equilibrarlo con algo que cuelga en la parte delantera, que necesita más espacio en la parte trasera. Sin la necesidad de una cola, habría poco fuselaje por delante del centro de gravedad, lo que crea inestabilidad y requiere una aleta.
A variable geometry wing, where wing span, sweep and incidence can be controlled for each side independently. - Propulsion is integrated into the wing, instead of separate power plants which might fail independently.pero de repente, cuando se habla de terminaciones de alas, las aves son el ejemplo sobre el cual se deben construir los aviones.
@ DrZ214: el estabilizador vertical no se necesita principalmente para la "estabilidad" en el sentido de estabilidad en estado estacionario. Es necesario girar. Antes de los hermanos Wright, la mayoría de los planeadores, modelos de aviones y cometas se construían sin estabilizadores verticales. Y volaron bien. Solo que nunca tuvieron la intención de girar y solo volaron en línea recta. Una vez que las personas comenzaron a abordar el vuelo propulsado, descubrieron que, para la mayoría de los diseños, girar un avión hará que se estrelle (simplemente caerá en espiral sin control contra el suelo)...
... por supuesto, sabemos por los hermanos Horten y Jack Northrop que es posible diseñar aviones sin una aleta vertical, solo mire el B2. La clave que resultó se conoce entre los diseñadores de embarcaciones desde hace mil años: su centro de resistencia lateral debe estar detrás de su centro de esfuerzo. O para traducirlo al lenguaje de los aviones: tu centro de arrastre debe estar detrás de tu CG. La aleta vertical es una forma de lograr esto. Split elevons es otro (Northrop) y washout/twist es otro (Horten)
@DrZ214: tenga en cuenta que el efecto que se bloquea al intentar girar que mencioné anteriormente tiene un nombre: guiñada adversa. Los hermanos Wright inventaron el timón para resolverlo y todavía hoy enseñamos a los pilotos giros coordinados (otro invento de Wright) para contrarrestar la guiñada adversa. Los aviones con lavado extremo tienen guiñada adversa negativa - guiñada proversa. Cualquier diseño de avión que tenga guiñada probada no necesita una cola vertical.
La aleta dorsal de los peces es para la estabilidad del balanceo, principalmente, no para equilibrar el empuje de la cola. De hecho, algunos peces no tienen aletas dorsales (o solo tienen aletas muy pequeñas o poco desarrolladas), a pesar de ser buenos nadadores. Además, la mayoría de los cetáceos tienen aletas dorsales y, como todos los mamíferos marinos, tienen aletas caudales orientadas horizontalmente y producen impulsos en direcciones totalmente ortogonales para pescar. Sin embargo, todavía necesitan la aleta dorsal para la estabilidad del balanceo (también para una guiñada más poderosa en giros cerrados).
@J... ¿y para qué sirven las aletas pélvicas, sino para controlar el balanceo? ¿Y las focas, belugas o pingüinos, tienen aleta dorsal? Todos usan sus aletas para controlar el balanceo. No, la aleta dorsal contrarresta la fuerza lateral de la aleta caudal. Por supuesto que ayuda a estabilizar el balanceo, pero es más importante en la guiñada, junto con las aletas anales.
@slebetman La pregunta es sobre la aleta, no el timón. Es posible volar sin timón si se instalan alerones (e, idealmente, timones de arrastre). Un timón simplemente ayuda a permitir un movimiento coordinado alrededor de los tres ejes.
@PeterKämpf Naturalmente, cada caso es único, pero no voy a ceder el punto de que su declaración en la respuesta es lamentablemente incompleta y, en la mayoría de los casos, simplemente incorrecta. Los peces nadadores de cola fuerte a menudo carecen de una aleta dorsal apreciable; no es para contrarrestar las fuerzas laterales de la cola. Los delfines, por otro lado, tienen aletas dorsales sustanciales y sus colas no se mueven lateralmente en absoluto. Donde no hay dorsales, por lo general hay fuertes aletas pectorales o ventrales para controlar el balanceo. Los pingüinos tienen alas, las belugas y las focas tienen fuertes aletas pectorales, etc.
@Federico, que es exactamente por qué los primeros diseños de aviones imitaban a los pájaros y por qué fallaron miserablemente. Como se mencionó en la respuesta original, solo recientemente tuvimos el poder de la computadora para hacer las correcciones múltiples y diminutas que las aves hacen naturalmente para permitir un vuelo estable.
@PeterKämpf Para mayor interés, para algunos peces (al menos Teleostei), incluso use la aleta dorsal para la propulsión: ayuda a crear vórtices que reaccionan de manera constructiva con los de la aleta caudal para aumentar la eficiencia de propulsión. Esto no está estrictamente en línea con lo que ha sugerido (estabilización de fuerza lateral), pero está más cerca de ese tipo de función. Sin embargo, este comportamiento, naturalmente, no es universalmente cierto para todos los animales marinos con aletas dorsales. people.fas.harvard.edu/~glauder/reprints_unzipped/…
@PeterKämpf: Un timón es solo una aleta ajustable. La aleta tiene el mismo propósito que el timón: mejorar la estabilidad en espiral. Si todo lo que necesitas es viajar en línea recta, un diedro es suficiente para darte estabilidad. He construido muchos aviones de vuelo libre de esa manera sin una aleta vertical y todos vuelan bien. El problema comienza cuando intentas recortar los aviones para que vuelen en círculo. Una aleta ajustable (un timón) simplemente le permite salirse con la suya usando una aleta más pequeña.
@slebetman (y @PeterKampf) Necesitamos distinguir entre las cosas de baja velocidad (volante Wright Bros, modelos de aviones) y la alta velocidad moderna (Mach 0.85 para grandes aviones comerciales). El más rápido podría requerir una superficie de aleta vertical para la estabilidad (¡no guiñada! Todavía no), y el más lento podría no hacerlo. Editaré el OP con eso. También Kapmf, Now you have something hanging out at the back and need to balance it with something hanging out at the front. No entiendo. ¿Qué cuelga del frente, por ejemplo, de un jet moderno como un 747?
@PeterKämpf The question is about the fin, not the rudder.Sí, exactamente, pero entiendo que es fácil confundirse, especialmente cuando estamos considerando peces, pájaros, aviones lentos y aviones rápidos. Déjame reformular algo. Digamos que nuestro avión logra la guiñada con flaps de mariposa en las puntas de las alas, que están perfectamente alineados con el centro de masa, por lo que no hay torques de efectos secundarios a lo largo de otro eje. Supongamos que no es necesario un control de guiñada de respaldo. Esta embarcación está destinada a navegar a Mach 0,85. ¿Es necesaria una aleta vertical para lograr la estabilidad direccional pasiva sobre el eje de guiñada?
@DrZ214: Sí. Los flaps de mariposa tendrían que moverse activamente en respuesta al deslizamiento lateral. A Mach 0.85 necesitas un barrido de ala; esto por sí solo proporciona una estabilidad direccional razonable si no hay fuselaje delantero presente. La aleta es realmente para contrarrestar la contribución de estabilidad negativa del fuselaje delantero (y para tener margen para un empuje asimétrico). Agregar un timón brinda control de guiñada y la posibilidad de recortar en guiñada.
@J... ¿Dónde dije que la aleta dorsal "equilibra el empuje"? No lea cosas en mi respuesta que no están allí. Lo edité para mayor claridad y no me retractaré de la primera oración. Si el cuerpo del pez se moviera hacia los lados en respuesta al movimiento de la cola (conservación del impulso; no es mi culpa si los biólogos no entienden esto), la cola sería menos efectiva. Un cuerpo alto hace lo mismo; es por eso que la mayoría de los peces son mucho más altos que anchos.
@PeterKämpf: si tiene ambas aletas de mariposa abiertas, no necesita una respuesta de control activa. Los aviones mecánicos anteriores de Northrop tenían una función para abrir ambos para "estabilidad de emergencia". De acuerdo, esta es una configuración de alta resistencia, por lo que si puede pagar un sistema de control activo, preferiría usarlo. Aún así, el B2 utiliza estas configuraciones estables pasivas a bajas velocidades.
@DrZ214: Por debajo de Mach 1, las reglas para los aviones sin cola son las mismas. No estoy seguro de qué cambia en Mach 1. En su escenario, si el avión es estable a la velocidad de despegue sin cola vertical, será estable a Mach 0.85 sin cola vertical. De hecho, para algunos diseños como el Hortens, la debilidad es en realidad el vuelo a baja velocidad. A alta velocidad, las Hortens son muy, muy estables. A baja velocidad pueden beneficiarse de una cola vertical.
@slebetman: Los flaps de mariposa abiertos solo ayudan cuando el barrido del ala los coloca detrás del CG, una condición que se descartó claramente ("que están perfectamente alineados con el centro de masa"). No, deben moverse activamente, una configuración de alta resistencia no ayudará (aunque mejora la amortiguación).
@PeterKämpf Vaya, lo que quise decir fue perfectamente alineado con el CoM en el eje lateral . En otras palabras, la envergadura del ala atraviesa el CoM dentro del fuselaje, por lo que los flaps de mariposa tienen la misma altura que el CoM. Perdón por la redacción inexacta. Podrían estar delante o detrás del CoM como se ve en el plano xy. Detrás tiene más sentido para mí solo porque conozco la vieja regla general de que el CoM debe estar por delante del centro aerodinámico para la "estabilidad de la veleta".
@DrZ214: Esa también fue mi interpretación. Dado que eso era lo que pretendías, mi respuesta se mantiene. Como ya he dicho. La regla es que simplemente necesita más arrastre lateral detrás de su CG que al frente. Sí, es como una veleta. Según nuestro conocimiento actual, existen 3 técnicas: colocar timones de arrastre (los flaps de mariposa) detrás del CG (solución de Northrop). Ponga lavado/giro detrás del CG (solución de Horten). Ponga algo vertical detrás del CG (solución de Wright). Por supuesto, nada te impide combinarlos si aún quieres aumentar la estabilidad.
@PeterKämpf No sugirió que los equilibrios dorsales empujaran; está sugiriendo un papel cooperativo con la cola y proporcioné un trabajo de investigación que es lo más cercano a su papel propuesto para la aleta dorsal que pude encontrar. Dicho esto, varias veces ha malinterpretado mis declaraciones: dije que el dorsal es para la estabilidad del balanceo , no para el control del balanceo . Estos son muy diferentes. Como estabilizador de balanceo, la aleta reduce la tendencia a balancearse proporcionando arrastre sobre ese eje. El control de balanceo implica que se usa activamente para ajustar el ángulo de balanceo del pez; naturalmente, este no es el caso.
@J... Entonces, ¿por qué hablaste de "estabilidad de balanceo" cuando te refieres a amortiguación de balanceo ? La estabilidad de balanceo significa que el vehículo vuelve a su actitud anterior después de una perturbación. Una aleta estática cerca del centro de gravedad no puede hacer eso , no importa lo que esté escrito en algunos documentos. Todo lo que puede hacer por los mamíferos marinos es detectar el balanceo y algo de amortiguación . Por favor, comprenda los términos primero cuando critique cosas que son correctas pero que le parecen extrañas. En los peces, ayuda a reducir el contramovimiento del cuerpo además de lo anterior, aumentando así la eficacia propulsora.
@PeterKämpf El término estabilizador no implica necesariamente una correlación directa con la estabilidad dinámica (en el sentido que usted quiere decir). En los sistemas náuticos, es común usar el término "estabilizador" cuando se hace referencia a una característica del barco que proporciona amortiguación . Esto incluso se extiende a cosas como los estabilizadores giroscópicos , que no hacen absolutamente nada por la estabilidad dinámica, sino que solo amortiguan la rotación sobre cualquier eje. No creo que mi significado no esté claro. En cualquier caso, para que quede claro, sí, siempre he pensado que su acción sea la de amortiguar el balanceo , como dices.
@J... Siendo Aviation SE, prefiero usar la nomenclatura aeronáutica, donde la estabilidad y la amortiguación no se pueden intercambiar, pero tienen su propio significado. Estaba realmente enojado por su afirmación repetida de que mi respuesta es defectuosa cuando, de hecho, sus comentarios lo eran.
@PeterKämpf Lamento que esté molesto, esa no era mi intención. En cualquier caso, la acción es muy diferente de la quilla de un barco: en virtud de su enorme peso (y su ubicación en el fondo del barco), una quilla es en gran medida un estabilizador dinámico en el sentido en que usted quiere decir (que tiende a combatir balancee y enderezar el barco en el agua). Con el balanceo de control de la quilla, el timón del barco proporciona la fuerza de equilibrio principal contra el empuje desequilibrado de las velas (control de guiñada). Esto es muy diferente del pescado en muchos aspectos y diferente de lo que ha sugerido en su respuesta.
@J Tiene razón, la contribución hidrostática de una quilla es bastante diferente. Supongo que necesito aclarar la respuesta. Sin embargo, cuando se navega en ceñida, la quilla sufre un cierto ángulo de deslizamiento lateral y crea fuerzas hidrodinámicas considerables. Son bastante similares a las fuerzas sobre una aleta, ya eso me refería. Solo estaba pensando en fuerzas dinámicas. La quilla y el timón de los barcos son muy parecidos al ala y al empenaje de los aviones.
@PeterKämpf De hecho. Otra diferencia con el pez es que las fuerzas del lado de la cola, aunque desequilibradas en un solo golpe, siempre se alternan con una frecuencia regular: el movimiento lateral de un golpe se equilibra con un movimiento opuesto en el golpe inverso. Como dices, el perfil alto y plano del cuerpo del pez proporciona la mayor parte de la resistencia a este movimiento, particularmente en los peces, que generalmente tienen aletas dorsales más suaves y livianas. Las aletas cartilaginosas rígidas, como las de los delfines, están particularmente mal explicadas aquí, ya que no generan fuerzas laterales con sus colas. Sin embargo, todavía necesitan amortiguación de balanceo.
@J ... La amortiguación de balanceo de la mayoría de los mamíferos (y todos en el caso de los pingüinos o las focas) la proporcionan las aletas: son más grandes y tienen una relación de aspecto más alta. Además, permiten una amortiguación activa. El pequeño extra de la aleta no es realmente necesario: la amortiguación del balanceo no es su objetivo principal. En los peces, la aleta ayuda a equilibrar el área por encima y por debajo de la columna vertebral y, en este sentido, ayuda a evitar el balanceo causado por el movimiento lateral del cuerpo al nadar. Si cuenta esto como ayuda en la propulsión o ayuda en la estabilidad, es más una diferencia semántica que científica.
@PeterKämpf Entonces, ¿cuál dirías que es el papel de la aleta dorsal en los mamíferos que las tienen? ¿Delfines, orcas, etc.? Nuevamente, no generan fuerzas laterales con sus colas cuando nadan. Las funciones generalmente (científicamente) aceptadas en estos animales son principalmente para amortiguar el balanceo, con una función auxiliar para la termorregulación (pueden inundar la aleta dorsal con sangre para liberar calor, si es necesario) y, en algunos casos, agregar control de guiñada para una rápida torneado. Creo que si tienes una idea alternativa con mérito, probablemente valga la pena publicarla.
Las aletas verticales de peces y tiburones pueden tener tanto o más que ver con la propulsión que con la estabilidad.

No aborda la pregunta como se hizo, pero está relacionada: las aves tienen un "control de estabilidad activo" para la estabilidad lateral. Las aves no necesitan un timón para giros coordinados (como la mayoría de los aviones) porque tienen una curva de distribución de sustentación más o menos en forma de campana. Ver: http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20110023801.pdf Esta distribución de elevación da como resultado una guiñada favorable (en lugar de adversa). Con otras distribuciones de sustentación, el aumento de sustentación en el ala ascendente en balanceo produce una resistencia adicional, lo que resulta en una guiñada adversa (por supuesto, hay otras formas de eliminar esto). Con la distribución de sustentación en forma de campana, el aumento de sustentación en el ala ascendente reduce la resistencia, mientras que la disminución de sustentación en el ala descendente aumenta la resistencia. Verhttp://www.nasa.gov/centers/armstrong/news/FactSheets/FS-106-AFRC.html para un avión no tripulado moderno que demuestra esto.

¿Por qué los aviones necesitan una aleta de cola vertical, pero las aves no? (¿y muchos peces lo hacen?)
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