En este diagrama Vn del F-104, ¿por qué la velocidad de pérdida (en términos de IAS) disminuye con la altitud en algunas partes de la envolvente de vuelo?

A medida que un avión se acerca a Mach 1, todos los cambios de presión crecen con el factor de Prandtl-Glauert de$\frac{1}{\sqrt{1-Ma^2}}$. Por lo tanto, la pendiente de la curva de sustentación aumenta, por lo que el ala produce más sustentación con el mismo ángulo de ataque y presión dinámica cuanto más cerca esté su número de Mach de 1. En alas con perfiles aerodinámicos más gruesos y una relación de aspecto más alta, el coeficiente de sustentación máxima cae en la región transsónica; sin embargo, esto no afecta a las alas delgadas con relaciones de aspecto bajas.

NACA TN 3469 de Edward Polhamus compara alas con diferentes ángulos de barrido, grosor y relación de aspecto. La siguiente gráfica muestra que el efecto Prandtl-Glauert es más fuerte para las alas sin barrido y que el balde de elevación transsónica desaparece para las alas delgadas con una relación de aspecto de 4 o menos. El F-104 tenía un perfil aerodinámico de 3,36% y una relación de aspecto de 2,45.

Este efecto también aparece en la elevación máxima; el siguiente diagrama es del Capítulo 4 de Fluid Dynamic Lift de Sighard Hoerner. Muestra cómo el número de Mach afecta la sustentación máxima: Los radios de borde de ataque pequeños muestran una pérdida de sustentación máxima a números de Mach moderados , pero funcionan bien a velocidades transsónicas.

La velocidad de pérdida indicada disminuye con la altitud porque la temperatura más baja reduce la velocidad local del sonido y acerca el avión a Mach 1 y, por lo tanto, a una sustentación máxima más alta. Este efecto se limita a la velocidad subsónica cercana a Mach 1, lo que explica por qué esas esquinas solo aparecen cuando la velocidad indicada se correlaciona con Mach cerca de 1 a esa altitud en particular.

Introducir algunos valores utilizando una calculadora de velocidad aerodinámica real parece confirmar la conclusión de Peter Kampf de que los "pasos" coinciden con el vuelo transónico en varias IAS y altitudes .

Por lo tanto, no hay "superposición" de las curvas, aunque parecen estar en el gráfico.

Uno podría sugerir que el aplanamiento de la curva una vez que el avión se vuelve supersónico puede estar relacionado con "Mach tuck", y alguna ingeniería sensible relacionada con el estrés del fuselaje.

Por diseño, y debido al desplazamiento hacia atrás del centro de sustentación, después del ajuste, simplemente no queda suficiente estabilizador "arriba" para volver a acercarse a los límites de pérdida en vuelo supersónico.