3.4.1: Necesidad de dispositivos de alta elevación

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Como se muestra en secciones anteriores, existe un coeficiente máximo de sustento,\(C_{L_{\max}}\), que no se puede rebasar al aumentar el ángulo de ataque. Considera el vuelo horizontal uniforme, donde el peso de la aeronave (\(W = mg\)) debe ser equilibrado por la fuerza de sustento, es decir:

\[W = L = \dfrac{1}{2} \rho V^2 S_w C_L.\]

Por lo tanto, la existencia del coeficiente máximo de sustento,\(C_{L_{\max}}\), implica que la aeronave no puede volar por debajo de una velocidad mínima, la velocidad de calado,\(V_S\):

\[V_S = \sqrt{\dfrac{W}{\tfrac{1}{2} \rho S_w C_{L_{\max}}}}.\label{eq3.4.1.2}\]

Mirando la ecuación (\(\ref{eq3.4.1.2}\)), se puede deducir que aumentar el área (\(S_w\)) y el coeficiente máximo de sustento (\(C_{L_{\max}}\)) permite volar a una velocidad aérea menor ya que la velocidad mínima (\(V_S\)) disminuye.

El despliegue de dispositivos de alta elevación también aumenta el coeficiente de arrastre de la aeronave. Por lo tanto, para cualquier peso y velocidad aerodinámica dados, los flaps desviados aumentan la fuerza de arrastre. Los flaps aumentan el coeficiente de arrastre de una aeronave debido a la mayor resistencia inducida causada por la distribución distorsionada de sustento en el ala con flaps extendidos. Algunos dispositivos aumentan el área de forma plana del ala y, para cualquier velocidad dada, esto también aumenta el componente de arrastre parásito de la resistencia total.

Al disminuir la velocidad de operación y aumentar la resistencia, el dispositivo de alta elevación acorta las distancias de despegue y aterrizaje, así como mejora la tasa de ascenso. Por lo tanto, estos dispositivos son fundamentales durante el despegue (reducir la velocidad a la que los levantamientos de la aeronave equivalen al peso de la aeronave), durante la fase inicial de ascenso (aumenta la velocidad de ascenso para evitar obstáculos) y aterrizaje (disminuir la velocidad de impacto y ayudar a frenar la aeronave).