¿Qué efecto tiene el suelo sobre el control de vuelo cuando se vuela bajo?

En este increíble video, filmado en el "Mach Loop" en Gales, los F-15C vuelan valle abajo y luego cruzan una cresta muy cerca del suelo. Si bien es difícil saber en el video qué tan bajos son realmente, parecen estar bastante cerca. ¿Cuánto efecto sobre las características de vuelo sienten los pilotos cuando el suelo sube a su encuentro y luego se aleja?

Para aclarar un par de puntos de los comentarios, estoy interesado en cualquier efecto en el control de vuelo que se produzca al volar bastante bajo sobre esa cresta y a través del valle ( a la casa de la abuela vamos ).

No estoy muy seguro de que "impacto" sea la elección correcta de la palabra allí...
Sí, pensé en eso, pero no demasiado... :) Siéntete libre de modificarlo si se te ocurre algo mejor.
Cuando se vuela tan alto, el suelo no tiene efecto en el vuelo excepto en el proceso mental del piloto.
¡Sí, esa es una palabra mejor! Gracias @JonathanWalters.
@JonathanWalters: ¡Intenta decir eso de nuevo con una cara seria después de volar en un planeador!
@PeterKämpf ¿Se refiere a corrientes ascendentes y descendentes? ¿O está asumiendo que carezco de experiencia en vuelos de bajo nivel o crestas y está tratando de insinuar que mi conocimiento se ampliaría si eso se rectificara?
@JonathanWalters: Ambos. ¿Por qué más me opondría a su comentario?
@PeterKämpf Los vientos orográficos son ciertamente un factor importante que afecta el vuelo de montaña; mi lectura de la pregunta no permite su inclusión, aunque veo que otros no lo ven de esa manera, lo cual está bien. Con respecto a tus suposiciones, me diviertes, pero me callaré.
@JonathanWalters: Encuentro tu ignorancia menos divertida que agotadora. ¿Cómo leería exactamente una persona inteligente "cualquier efecto en los controles de vuelo"? Por supuesto, esto incluiría ajustes de tono debido a cambios repentinos de viento, ¿no es así?
La mayoría de los levantamientos de crestas no son orográficos y no son un factor importante. El ascenso de la cresta proviene principalmente de las térmicas, pero también hay convergencia

Respuestas (3)

A la alta velocidad de los F-15 en el video, el efecto suelo es casi insignificante. El efecto suelo se trata de la restricción de la corriente descendente por el suelo y, a alta velocidad y densidad del aire, la corriente descendente es bastante pequeña. Además, la duración de la proximidad al suelo es demasiado corta para que se desarrolle completamente el efecto suelo.

El mayor efecto será la turbulencia del aire. Dado que el aire no entrará ni saldrá del suelo, la velocidad vertical de la turbulencia atmosférica se reduce considerablemente cuando se vuela cerca del suelo. Además, la escala de la turbulencia se hará más pequeña con la proximidad al suelo. Mientras que las ráfagas pueden sacudir sus alas cuando vuela alto, a muy baja altitud (menos de una envergadura) la turbulencia se promediará sobre el ala.

Al volar sobre una cresta, cualquier componente de la velocidad del viento perpendicular a la línea de la cresta significará corrientes ascendentes en el lado de barlovento de la cresta y corrientes descendentes en el lado de sotavento. Este será el efecto más fuerte en este caso particular de F-15 volando sobre una cresta a Mach 0,7 a 0,9.

Ahora volvamos al meme del efecto suelo que parece encontrar un amplio acuerdo aquí: el efecto suelo es un proceso estacionario que es más fuerte a baja velocidad, cuando la corriente descendente detrás del ala es fuerte. En el caso que se muestra aquí, la aeronave está solo momentáneamente muy cerca del suelo. El campo de presión alrededor de la aeronave nunca reflejará esa proximidad porque desaparece antes de que la aerodinámica pueda comenzar a reaccionar. Esta es una aerodinámica completamente estacionaria, y el aire, al tener masa, tardará algún tiempo en responder. Sin embargo, nunca se da esta vez.

Bajo es, por supuesto, un término relativo, pero a una altitud lo suficientemente baja, un avión experimentará físicamente el efecto suelo . Esto generalmente ocurre cuando un ala se extiende a lo largo del suelo y se manifiesta como una resistencia aerodinámica reducida en el fuselaje, una velocidad de pérdida más baja y una sensación general de flotación.

En este caso específico, los aviones parecen volar bajo en un área relativamente montañosa. Los pilotos también pueden experimentar ciertas condiciones de viento relacionadas con la montaña mientras vuelan tan bajo.

¿Por qué habría una sensación flotante? Si está en un vuelo recto y nivelado con efecto suelo, las fuerzas G y las sensaciones vestibulares serán aproximadamente las mismas que en un vuelo recto y nivelado en altitud. No te sentirías más ligero.
La sensación de flotar se refiere al hecho de que se siente como si el avión estuviera flotando sobre un colchón de aire (no tú flotando dentro del fuselaje). Dado que las alas se vuelven más efectivas, el avión tiende a no querer seguir descendiendo cuando entra en efecto suelo.
Oh, al entrar en efecto suelo... Estoy de acuerdo entonces. Pensé que te referías a durante el vuelo con efecto suelo.
Aunque me cuesta distinguir la sensación de flotación que se debe a mi rotación intencional cuando entro en el efecto suelo (para no continuar descendiendo hacia el suelo) y cualquier sensación de flotación que se deba al efecto suelo en su propio. ¿Alguna vez te colocaste en un descenso estable y solo observaste cuánto efecto suelo ralentiza ese descenso sin tu intervención? No estoy seguro de que sea suficiente para impartir un "sentimiento".
Vale la pena hacer algunas pasadas bajas sobre la pista con un poco de potencia añadida (quizás un 15 % por encima del ralentí) y tratar de mantener el avión a 10 pies del suelo. Debería poder ver el efecto durante esa maniobra. Otra cosa que lo muestra es un globo intencional en su ronda, el avión parecerá rebotar suavemente en el colchón de aire.
O simplemente giré demasiado y el avión rebota suavemente debido a que lancé demasiado alto. He hecho un montón de pasadas bajas sobre las pistas y, aunque el suelo debe estar afectando al avión durante estas, no creo que sienta nada. Es posible que sea más consciente de los pequeños cambios de altura debido a lo cerca que está del suelo. Esa "sensación" podría ser simplemente la mayor sensación de paralaje 3D entre tus ojos que en realidad no es un factor importante cuando estás a más de unos pocos metros de distancia de un objeto (o del suelo).
Pero, claro, crees que sientes algo durante el vuelo en efecto suelo, por lo que tal vez otras personas también lo sientan, y eso podría ayudarlos a ser conscientes de cuándo están en efecto suelo. Es solo que lo que sea que sienta durante la rotación para aterrizar, esperar, pases bajos, etc., no estoy tan seguro de poder atribuirlo al efecto de suelo frente a otros factores de confusión.
¿Estás volando un avión de ala alta o un avión de ala baja? Hice mi entrenamiento y ahora vuelo principalmente aviones de ala baja que pueden tener una respuesta de efecto suelo más pronunciada.
La mayoría de mis horas son en aviones de ala baja.

El efecto suelo se define:

...el aumento de sustentación (fuerza) y la disminución de la resistencia aerodinámica que generan las alas de un avión cuando están cerca de una superficie fija.

Fuente: Wikipedia

El efecto es que la resistencia aerodinámica disminuye y, posteriormente, aumenta la sustentación, lo que permite que la aeronave vuele a una velocidad más baja de lo normal. También es una de las razones por las que los aviones sobrecargados pueden despegar y detenerse tan pronto como intentan alcanzar cierta altitud.

El efecto suelo ocurre cuando la aeronave está a una altitud menor que la envergadura de la aeronave. Para un F-15, esto significa que tendrían que estar a 43' del suelo. Habiendo visto el video, es difícil determinar la altitud exacta, pero me atrevería a decir que están a más de 50 pies del césped.

Pero la otra parte de tu pregunta es:

¿Cuánto efecto sobre las características de vuelo sienten los pilotos cuando el suelo sube a su encuentro y luego se aleja?

Puede ser significativo, especialmente en aviones de ala baja. Hablando desde la perspectiva de GA, los controles se vuelven más ligeros y el avión flota o no quiere tocar el suelo. Sin embargo, la composición de la superficie tiene un gran efecto sobre esto. La tierra blanda o el agua tienen un efecto menor que una superficie dura como el pavimento. Pasar sobre picos a más de 250 mph probablemente tendrá poco efecto, mientras que aterrizar será mucho más notable.

Hay algunos pilotos de combate que rondan por aquí que pueden decirle cómo se siente en un avión fly-by-wire, pero en un sistema de cable y polea definitivamente se nota. Tanto es así que puede hacer volar un avión que de otro modo no podría volar. Hay aeronaves diseñadas para operar únicamente en efecto suelo y ha sido un factor en los accidentes aéreos .

También diría que (al menos en mi experiencia) es difícil separar los efectos psicológicos de los aerodinámicos reales. Aunque mi experiencia es principalmente Piper Cherokee sobre lagos secos / artemisa.
El efecto suelo es prácticamente inexistente en el pico de una montaña, ya que requiere una superficie plana o casi plana y ocurre aproximadamente entre 0,5 y 1,5 veces la envergadura con las alas niveladas. Pero la pregunta no es sobre el efecto suelo, sino sobre cualquier efecto notable en el 'control de vuelo' y, además de los efectos del viento, no debería haber ningún efecto.