¿Qué es el efecto suelo?

Creo que es imposible dar una explicación correcta Y simple. Lo explicaría así si me preguntaran:

La corriente descendente de las alas y el componente descendente de los vórtices de las puntas de las alas crean un área de presión más alta de lo normal debajo de las alas porque el aire golpea el suelo y no puede "escapar", lo que aumenta la sustentación.

La resistencia inducida se reduce porque los vórtices en las puntas de las alas (que causan la resistencia) no pueden desarrollarse completamente cerca del suelo.

Para una respuesta simple y correcta, primero debe comprender la resistencia inducida.

Lea esta respuesta si no está seguro.

Versión corta: el ala crea sustentación desviando el aire hacia abajo. El arrastre inducido es la consecuencia de esta desviación, porque la fuerza resultante de este proceso de desviación se inclina hacia atrás en la mitad del ángulo de desviación. Debido a la inclinación hacia atrás, la fuerza tiene una componente horizontal, apuntando hacia atrás. Esto es arrastre inducido.

El efecto suelo evitará que este campo de flujo se desarrolle por completo, porque el aire no puede fluir hacia el suelo. En consecuencia, el ángulo de deflexión es menor, y también su componente horizontal, es decir, la resistencia.

Lo mismo sucede delante del ala, donde también se restringe el movimiento ascendente del aire delante del punto de estancamiento. Otra consecuencia de esto es una pendiente de curva de sustentación reducida en efecto suelo.

La sustentación es mayor en relación con la resistencia inducida en comparación con el caso de flujo libre porque el ala bloquea un poco la salida de aire en el borde de fuga, y esto da como resultado una presión más alta en la parte inferior del ala en comparación con el caso de flujo libre.

Esta explicación del "efecto colchón" es bastante correcta. La presión que eleva el avión no solo se crea al acelerar el aire hacia abajo, sino también a la presión del ariete. Este efecto desaparece una vez que el ala está lo suficientemente lejos del suelo.

El suelo actúa como un espejo aerodinámico. Cuando el ala se acerca a la superficie es como si un ala invertida viniera de abajo. Sus áreas de alta presión se amplifican entre sí, aumentando la eficiencia y reduciendo así la resistencia.

Aquí está mi simplificación, no es la historia completa, pero cubre lo esencial.

Elevación: cuando estás en el espacio libre, la alta presión debajo de tu ala se disipa en el aire circundante. Cuando está en efecto suelo, la alta presión debajo del ala encuentra un sólido incompresible y, por lo tanto, no puede disiparse tan rápido, lo que provoca una mayor presión debajo del ala y, por lo tanto, más sustentación.

Arrastre: cuando estás en el espacio libre, la estela (turbulenta, de baja presión) detrás de tu avión se disipa sin obstáculos hasta que se vuelve uniforme con la atmósfera circundante. Cuando estás en efecto suelo, el aire cerca del suelo absorbe esta disipación más rápido porque tiene que cortar contra el suelo (más fricción que el aire en el espacio libre). Además, los vórtices de las puntas de las alas tocan el suelo y se disipan mucho más rápido que en el espacio libre.

Sospecho que la razón por la que GE está vinculado a la longitud del ala es porque cuanto más larga es el ala, más fuertes son los vórtices de la punta del ala y más aire tiene que viajar lateralmente para salir de la zona de alta presión debajo del ala.

Explicación sencilla:

Cuando no tiene efecto suelo, el aire en la parte inferior del ala tiene mucho espacio para moverse. Cuando está en efecto suelo, el aire en la parte inferior del ala no puede moverse tan bien y, por lo tanto, empuja el avión hacia arriba para tratar de hacer más espacio.

en un vuelo normal muy por encima del suelo, las alas crean sustentación al desviar una corriente de aire hacia abajo. Esto no es posible cerca del suelo: el aire no viaja a través de la superficie del suelo.

Imagine la corriente de aire descendente rebotando y aumentando la presión debajo del ala. Esto sucede parcialmente en el ala, no solo detrás de ella, porque a velocidades subsónicas, el aire se divide frente al ala.

Entonces, en el efecto suelo, la sustentación se crea empujando el aire hacia abajo y aumentando la presión estática debajo del ala, como un aerodeslizador. Y el aumento de la presión no viene con una penalización por arrastre inducido. Y esa es la principal diferencia: la resistencia total es menor en efecto suelo que en vuelo normal.

El ala empuja el aire hacia abajo.

En vuelo, ese aire empuja a otro aire que se mueve.

En efecto suelo, ese aire empuja sobre el suelo que no se mueve.

Empujar cosas que se mueven es más difícil que empujar cosas que no se mueven. Como caminar sobre arena vs caminar sobre pavimento.

Lo que sucede detrás del borde de fuga es sin duda irrelevante.

El ala tiene un ángulo de incidencia con el suelo, por lo que hay un efecto de cuña debajo de ella, presumiblemente aumentando la presión debajo de la parte delantera de la cuerda y menos debajo de la parte trasera debido a los efectos venturi.

A mí me parece un efecto de colchón y el flujo de aire sobre el ala se desvía y la presión se reduce, como sucedería en altitud.

¡Eche un vistazo a los pelícanos en vuelo y podrá ver el "efecto suelo" trabajando duro! No es complicado y se observa más fácilmente sobre el agua y no sobre tierra firme. Para obtener excelentes videos de YouTube, simplemente busque en Google "vehículo de efecto suelo" y, en particular, la fantástica creación de la URSS durante la Guerra Fría (1948-1989). El "efecto suelo" es sustentación... y, de hecho, velocidad de avance... que se obtiene al "navegar" justo por encima de una superficie preferiblemente acuosa. En términos náuticos, se conoce como "desplazamiento" (en oposición a Flotabilidad), pero de hecho estás desplazando el aire justo por encima del agua en lugar de estar sobre o dentro de esa superficie física. Hay muchas realidades finitas e interesantes que existen también en este "espacio".

Cerca del suelo, el suelo puede empujar hacia arriba el avión, dándole más sustentación.