En el vuelo a alta velocidad , las suposiciones de incompresibilidad del aire utilizadas en la aerodinámica de baja velocidad ya no se aplican. En la aerodinámica subsónica , la teoría de la sustentación se basa en las fuerzas generadas sobre un cuerpo y un gas en movimiento (aire) en el que está inmerso. A velocidades inferiores a unos 260 nudos (480 km/h; 130 m/s; 300 mph), el aire puede considerarse incompresible en lo que respecta a una aeronave, ya que, a una altitud fija , su densidad permanece casi constante mientras que su presión varía. Bajo esta suposición, el aire actúa igual que el agua y se clasifica como un fluido .
La teoría de la aerodinámica subsónica también supone que los efectos de la viscosidad (la propiedad de un fluido que tiende a impedir el movimiento de una parte del fluido con respecto a otra) son insignificantes, y clasifica el aire como un fluido ideal, de conformidad con los principios de la aerodinámica de fluidos ideales, como la continuidad, el principio de Bernoulli y la circulación . En realidad, el aire es compresible y viscoso. Si bien los efectos de estas propiedades son insignificantes a bajas velocidades, los efectos de compresibilidad en particular se vuelven cada vez más importantes a medida que aumenta la velocidad del aire.
La compresibilidad (y en menor medida la viscosidad) es de suma importancia a velocidades cercanas a la velocidad del sonido . En estos rangos de velocidad transónica , la compresibilidad provoca un cambio en la densidad del aire alrededor de un avión.
Durante el vuelo, un ala produce sustentación acelerando el flujo de aire sobre la superficie superior. Este aire acelerado puede alcanzar, y de hecho lo hace, velocidades supersónicas , aunque el propio avión pueda estar volando a una velocidad aerodinámica subsónica ( número de Mach < 1,0). En algunos ángulos de ataque extremos , en algunos aviones, la velocidad del aire sobre la superficie superior del ala puede ser el doble de la velocidad aerodinámica del avión. Por lo tanto, es totalmente posible tener flujos de aire supersónicos y subsónicos en un avión al mismo tiempo. Cuando las velocidades del flujo alcanzan velocidades sónicas en algunos lugares de un avión (como el área de curvatura máxima en el ala), una mayor aceleración dará como resultado la aparición de efectos de compresibilidad como formación de ondas de choque , aumento de la resistencia, sacudidas , estabilidad y dificultades de control . Los principios del flujo subsónico no son válidos a todas las velocidades por encima de este punto.
Manual del piloto sobre conocimientos aeronáuticos. Imprenta del Gobierno de los Estados Unidos, Washington DC: Administración Federal de Aviación de los Estados Unidos. 2003. págs. 3–35. FAA-8083-25.
Este artículo incorpora material de dominio público del Manual del piloto sobre conocimientos aeronáuticos. Gobierno de los Estados Unidos .