¿Se puede considerar el timón parte del estabilizador vertical y el elevador parte del estabilizador horizontal?

Si estamos hablando del área de la superficie, entonces sí: el área de la superficie de control móvil se define como parte del área del estabilizador. Por ejemplo, de la definición anterior, derivada de NACA TN 775.

Pero, de hecho, las superficies de control se mueven, y desviarlas alteraría el área proyectada. Similar a la ecuación de elevación, se considera que la deflexión de la superficie de control genera un cambio en la curvatura de la superficie y, por lo tanto, un cambio en$C_L$y$C_M$de la superficie, y no un cambio en el área del estabilizador.

Índice$_{CS}$para superficie de control, con$L_{CS}$y$C_{L_{CS}}$cambiando a medida que la superficie se desvía,$S_{CS}$permaneciendo constante según la imagen de arriba.

Si no estamos hablando de área, es obvio que las superficies de control no son parte de los estabilizadores fijos, porque las superficies de control pueden moverse.

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NACA TN 775 data de 1940, cuando la mayoría de los aviones se controlaban manualmente. Si la superficie de control realmente puede "aletear con el viento", como afirma @JohnK en su comentario, ¿cómo puede ser que el área de la superficie de control móvil se haya incluido en el área del estabilizador?

La respuesta es que es más complicado, como comenta @slebetman. Las consideraciones de estabilidad para los controles de vuelo reversibles consideran la estabilidad estática y dinámica sin palos. Durante los cambios en el ángulo del flujo de aire y la velocidad de cabeceo/balanceo/guiñada, las fuerzas aéreas ejercen un momento de bisagra en la superficie de control. La demanda de estabilidad ahora es que el cambio en el momento de la bisagra no resulte en una desviación excesiva de la superficie de control.

Los siguientes factores determinan esto:

1. Fricción. Hay fricción en el lazo del cable desde la palanca hasta la superficie de control, lo que evita que la superficie se desvíe hasta que se exceda el nivel de fricción. En aviones grandes, la fricción del bucle de control puede ser considerable.

2. Resortes mecánicos. Como se menciona en la respuesta de @JohnK, se puede agregar un resorte mecánico.

3. Desplazamiento del eje de la superficie. Al mover hacia atrás el eje alrededor del cual gira la superficie, parte de la corriente de aire desea volver a alinear la superficie de control.

Las superficies de control y los estabilizadores no son los mismos. El diccionario gratuito :

Estabilizador horizontal: el perfil aerodinámico horizontal del conjunto de cola de una aeronave que está fijo y al que está articulado el elevador.

Para referirse al ensamble, puede usar empenaje horizontal/vertical , empenaje solo significa superficies tanto horizontales como verticales, sinónimo de cola .

Los estabilizadores son piezas estacionarias. Su función es aumentar la estabilidad de la aeronave, es decir, la tendencia a volver a una actitud estable después de una perturbación.

Las partes móviles, timón y elevadores, son superficies de control, cambian la inclinación del empenaje. Se utilizan para establecer temporalmente una nueva actitud. Cuando se devuelven a la posición neutral, los estabilizadores restablecen la actitud estable.

^{Componentes de empenaje, fuente}

El tercer componente, la pestaña, se utiliza para recortar la superficie móvil.

Existen otras soluciones además del conjunto estabilizador + superficie de control:

• Un estabilizador (estabilizador + elevador) es un único plano horizontal móvil que gira alrededor de un punto medio. Por lo tanto, hay poca resistencia al ajustarlo como una superficie de control. Se agrega algo de retroalimentación artificial para que el piloto pueda sentir una resistencia proporcional a la tasa de deflexión. Ver esta pregunta .

• Un estabilizador horizontal recortable (THS) es un conjunto horizontal clásico de dos partes, pero ambas partes se pueden mover de forma independiente. Permite gestionar la estabilidad dentro de un amplio rango de velocidades aerodinámicas sin cambios drásticos en la inclinación general.

  La superficie de control está bajo el control del piloto, el estabilizador móvil puede estar bajo el control de las computadoras que gestionan la eficiencia, la estabilidad y la envolvente de vuelo o bajo el control del piloto a través de la rueda de compensación (gracias a @Bianfable por agregar esta información).

  Cuando es administrado por computadoras, puede volver a un enlace mecánico cuando algo anda mal con las computadoras (consulte las leyes de control de vuelo de Airbus ).