Estabilidade direcional em velocidade supersônica.
O ar acima da aeronave é menos denso em velocidade supersônica, e a elasticidade reduz a efetividade da aleta - dobra e torce as cargas de ar. Por outro lado, a aleta inferior opera em ar mais denso e cria mais força lateral por área.
Além disso, a aleta inferior desloca o centro aerodinâmico da empenagem para baixo, o que melhora as características de manuseio. A adição de área abaixo da linha central ajuda a reduzir a contribuição do rolo da cauda vertical em um deslize lateral, o que melhora as características de manuseio (estabilidade mais direcional e rolo induzido pela guinada inferior).
Enquanto a superfície da cauda vertical estiver acima da linha central (mais precisamente o eixo longitudinal de inércia - por enquanto podemos supor que ambos caem juntos), qualquer força lateral também criará um momento de rolagem. Isso é indesejável porque agora um comando de guinada não apenas cria o momento de guinada desejado, mas também um momento de rolamento.
Se você quiser guinar para virar, a cauda vertical acima da linha central irá até mesmo rolar a aeronave na direção errada, então você precisa de um comando aileron mais coordenado do que com uma cauda vertical simétrica.
O MiG-23 não está sozinho: Muitas aeronaves de combate supersônico usam nadadeiras ventrais. Veja a figura abaixo para um exemplo onde os efeitos da área da cauda vertical adicional são comparados aos efeitos de uma barbatana ventral da mesma área.
(Fonte: Ray Whitford: Fundamentos do design de lutadores)
Em velocidades supersônicas, a aleta ventral rígida e de baixa relação de aspecto tem uma contribuição quase constante para a estabilidade direcional, enquanto a cauda vertical em forma de asa perde a efetividade em proporção ao fator Prandtl-Glauert $ \ frac {1} {\ sqrt {Ma ^ 2-1}} $ porque se inclina e torce mais devido à sua maior proporção. A pequena aleta ventral do F-104 aumentou a estabilidade direcional em 30% em Mach 2.
(Fonte: Ray Whitford: Fundamentos do design de lutadores)
Em ângulos de ataque altos, a cauda vertical está na esteira da fuselagem, o que reduz a pressão dinâmica local e, conseqüentemente, a efetividade. A aleta ventral, então, está em condições ideais de fluxo, de modo que pode ajudar a estabilizar a aeronave em alto ângulo de ataque, justamente quando a contribuição da fuselagem para a instabilidade é maior.
