¿Cuál es la trayectoria de vuelo de un avión comercial con respecto a la altitud v/s distancia?

Ambos tienen algo de razón, en la forma en que mencionan.

Normalmente, los perfiles de vuelo (es decir, la altitud volada sobre la distancia recorrida) se representan asumiendo (sí, sé que esto podría ser controvertido... Dios mío...) una Tierra plana. La altitud constante se representará entonces mediante una línea recta horizontal, de modo que sea fácil ver cuándo la aeronave está en vuelo nivelado y cuándo está ascendiendo o descendiendo:

Tenga en cuenta, por cierto, que algunos vuelos cortos prácticamente no tendrán una fase de crucero nivelada:

Además, un vuelo con una eficiencia óptima (mínimo de combustible utilizado para cubrir una distancia dada) se verá más o menos parabólico en esta vista de perfil. Sin embargo, los vuelos de la vida real no se operan de esa manera, principalmente debido a las restricciones en el uso del espacio aéreo. Las restricciones del espacio aéreo también serán la razón por la cual la fase de descenso en la segunda imagen parece tan escalonada.

Podría, como dice, en lugar de la vista de perfil, mostrar una vista bidimensional con la curvatura de la tierra mostrada y la ruta de vuelo trazada sobre ella. Entonces se vería curvado durante la mayor parte del vuelo. Sin embargo, no veo mucho uso en esta representación para aeronaves normales, a menos que comencemos a cubrir las operaciones orbitales...

Las imágenes son capturas de pantalla de vuelos comerciales históricos que se encuentran en la aplicación Flightradar24.

Tu amigo no tiene razón y tú tienes algo de razón. Por ahora consideraré los vuelos de larga distancia ya que el efecto es más visible. A medida que el avión despega, sube hacia su altitud de crucero, digamos 33,000 pies. Luego, durante el crucero, el avión usa combustible, lo que significa que el avión efectivamente está perdiendo peso. Dado que durante un crucero constante, sustentación = peso, la aeronave tendrá un exceso de sustentación si solo cambia el peso. Esto hará que la aeronave ascienda a altitudes más altas donde el aire es más delgado y, por lo tanto, se requiere más sustentación.

Por lo tanto, en algunos vuelos de larga distancia, puede ver que el vuelo termina a 38,000 pies. Entonces el piloto inicia el descenso para aterrizar. Dependiendo del ATC, se permite que la aeronave ascienda gradualmente durante el crucero a mayores altitudes. Si eso no está permitido, la aeronave ascenderá aproximadamente una vez cada hora a un nivel de vuelo superior.

Cada avión tiene un techo de servicio óptimo (o altitud, por así decirlo), según el tipo y el uso (avión militar, de pasajeros o de pistón pequeño). En cuanto a los aviones de pasajeros, las aerolíneas planifican sus rutas de la forma más óptima: lateral y horizontalmente también. Es una combinación de peso de la aeronave, vientos superiores, camino más corto, tiempo frente a distancia, etc. Cuando deja de lado las opciones laterales y se enfoca en las opciones verticales, los pilotos de aerolíneas en su mayoría quieren volar a la altitud óptima para ahorrar combustible o tiempo (o una combinación de esos dos). La altitud óptima aumenta durante la duración del vuelo: cuanto más ligero es el avión, mayor es su altitud óptima, excepto en algunas situaciones especiales de viento. Por lo tanto, un avión de pasajeros típico sube a un nivel de vuelo (es decir, 35000 pies) y cuando la computadora de guía de vuelo muestra una altitud óptima más alta, los pilotos piden autorización y eventualmente pueden subir al siguiente nivel (es decir, 37000 pies). Aproximadamente 30 minutos antes del aterrizaje se inicia el descenso (puede variar obviamente) y puede ser un descenso escalonado (nivel a nivel) o un descenso continuo (la forma más económica de descender).

Cual es la trayectoria de vuelo de un avion comercial...

Arco circular

Un vuelo desde, digamos, Aukland a Doha seguiría un camino a través del espacio tridimensional que es aproximadamente circular. La distancia del gran círculo a lo largo de la pista es de 14.535 kilómetros, la variación vertical por encima de la pista de superficie aproximadamente esférica es de unos 10 km, menos del 0,07%, podemos ignorar eso.

Google Earth muestra la ruta más corta de Aukland a Doha en rojo. El grosor de la línea roja es aproximadamente 22 veces la altitud de crucero de un avión comercial. La diferencia entre el nivel del suelo y 35000 pies es quizás medio píxel.

Cualquier gráfico de vuelos de larga distancia que no parezca circular es un engaño estadístico muy distorsionado diseñado para mostrar solo las pequeñas variaciones insignificantes† de una curva perfectamente uniforme.

...en lo que respecta a la altitud v/s distancia?

Una línea recta

Véase más arriba.

† Desde una perspectiva geométrica. ¡Ustedes, los pilotos, sigan mirando ese altímetro!