Gli stabilizzatori orizzontali possono essere più lunghi, semplicemente non devono essere più lunghi di quanto non siano.

Ogni pollice quadrato aggiuntivo sarà aggiungi la resistenza indotta e la resistenza parassita (forma / profilo) che costa carburante, quindi non sono rese più grandi del necessario per fornire un controllo adeguato dell'aereo.

Sulla maggior parte dei velivoli, le superfici orizzontali nella parte posteriore sono stabilizzatori orizzontali. Queste superfici forniscono effettivamente una portanza negativa, che bilancia il centro di gravità in avanti rispetto al centro della forza di portanza. Questo equilibrio di forze fornisce una stabilità naturale in modo semplice, motivo per cui è il design standard per aeromobili sia grandi che piccoli. Ovviamente questa portanza negativa sta lavorando contro l'ala principale, il che aumenta la resistenza, quindi questa superficie è mantenuta la più piccola possibile per fornire una stabilità sufficiente con la minore resistenza possibile.

Esiste un layout di aereo chiamato ala in tandem, dove sono presenti due ali in una configurazione in tandem che forniscono entrambe la portanza verso l'alto.

Le superfici della coda di un aereo sono anche chiamate "empennage", un termine che deriva dalla parola francese per indicare l'impennata di una freccia. Il termine indica quindi lo scopo. Gli stabilizzatori orizzontali e verticali sono esattamente questo, stabilizzatori. Il loro scopo è mantenere la fusoliera dell'aereo in linea con il vento relativo causato dall'aereo che si muove nell'aria. Senza di loro, l'aereo potrebbe facilmente entrare in una scivolata o in una caduta. Forniscono anche il controllo di beccheggio e imbardata reindirizzando il vento relativo verso l'alto o verso il basso, con l'effetto opposto sulla cellula (terza legge di Newton).

Non sono destinati a generare portanza per contrastare la gravità, e in molti casi lo stabilizzatore orizzontale fa esattamente l'opposto, fornendo una forza verso il basso sul retro dell'aereo attraverso una combinazione di beccheggio negativo e "downwash" di aria dalle ali. Ciò mantiene il muso alto durante il volo in avanti, compensando una distribuzione del peso leggermente pesante che a sua volta fornisce caratteristiche di volo desiderabili come la tendenza a prua in basso in uno stallo (se stai per cadere dal cielo, potrebbe anche cadere in un atteggiamento che ripristina un basso angolo di attacco e quindi ha il potenziale per recuperare).

Pertanto, in una configurazione tradizionale, non sono più grandi di quanto sono perché sono non devi essere. Uno stabilizzatore orizzontale più grande aumenterà la resistenza aerodinamica a causa della maggiore area superficiale e volume d'aria spostata, senza alcun guadagno reale. Potenzialmente l'area della superficie di controllo potrebbe essere aumentata, ma c'è un limite a quanto possono essere grandi prima che le forze che agiscono sulla superficie di controllo in una posizione deviata superino la resistenza dei materiali della superficie di controllo o della cellula. Anche prima, superfici di controllo più grandi rendono l'aereo più sensibile all'input di stick / giogo, il che è utile per un caccia o un aereo acrobatico, ma potenzialmente mortale per un aereo progettato per essere utilizzato dal pilota "qualunque".

Come già notato, possono essere, ma non lo sono, per ridurre la resistenza.

In generale, gli stabilizzatori orizzontali nell'attuale generazione di velivoli sono più piccoli del loro predecessori. Questo è il risultato dei progressi nella progettazione del velivolo con l'introduzione dei sistemi fly-by-wire.

Gli stabilizzatori orizzontali sono progettati per dare stabilità al velivolo dando un negativo momento di lancio. L'ala dell'aereo, di per sé, è instabile. Quando viene generata la portanza, l'ala si solleva, il che aumenta l'angolo di attacco, aumentando la portanza. Questo processo va avanti fino allo stallo dell'ala. Lo stabilizzatore orizzontale è effettivamente un'ala più piccola situata sull'altro lato del centro di gravità a una distanza maggiore, che annulla questo momento di beccheggio dell'ala principale.

Quindi, fondamentalmente lo stabilizzatore orizzontale produce un incremento positivo , ma un momento di presentazione negativo . Più grande è lo stabilizzatore orizzontale, maggiore è la portanza e la stabilità, ma anche la resistenza.

Un modo per ridurre la resistenza è di avere uno stabilizzatore orizzontale più piccolo, ma questo riduce la stabilità, richiedendo al pilota di regolare continuamente i controlli per far volare l'aereo. Tuttavia, l'introduzione di controlli controllati da computer (sistemi fly-by-wire) significava che l'aereo poteva essere instabile, con il computer che regolava continuamente i controlli per ottenere un volo stabile.

Di conseguenza, l'aereo ha progettato dopo gli anni '90 hanno per lo più sistemi di controllo fly-by-wire con stabilizzatori orizzontali più piccoli, con conseguente minore resistenza e riduzione del consumo di carburante.

Ad esempio, confronta gli stabilizzatori orizzontali di DC10 e MD11.

^{Fonte: Boeing 757 Maya}

L'MD11 era basato sul DC10, con fusoliera allungata e maggiore apertura alare, tuttavia con un piano di coda più piccolo. Ciò è stato ottenuto utilizzando uno stabilizzatore orizzontale (parzialmente) controllato dal computer. Come si può vedere dall'immagine, lo stabilizzatore orizzontale dell'MD11 era più piccolo del DC10, sebbene l'aereo fosse più grande.

Quindi, il motivo per stabilizzatori orizzontali più piccoli è quello di ridurre il peso e la resistenza e ciò si ottiene principalmente attraverso l'uso di superfici di controllo controllate dal computer. Perché lo stabilizzatore più piccolo rilassa la stabilità, anche se potrebbe avere un controllo sufficiente a causa del braccio del momento più lungo:

I progetti di stabilità rilassata non sono limitati ai jet militari. Il McDonnell Douglas MD-11 ha un design di stabilità rilassato che è stato implementato per risparmiare carburante. Per garantire la stabilità per un volo sicuro, è stato introdotto un LSAS (Longitudinal Stability Augmentation System) per compensare lo stabilizzatore orizzontale piuttosto corto dell'MD-11 e garantire che l'aereo rimanga stabile. Tuttavia, ci sono stati incidenti in cui la stabilità rilassata dell'MD-11 ha causato un "turbamento in volo".

I progettisti del Concorde hanno adottato un approccio diverso: hanno rimosso i piani di coda orizzontali per ridurre il più possibile la resistenza.

Ogni cosa non necessaria (pod / pilone / ecc.) all'esterno della fusoliera o sotto le ali aggiungono resistenza, anche senza generare portanza.

Un altro esempio storico è l'MD-11, evoluzione del DC-10. Se noti, l'MD-11, anche se più lungo e più pesante, ha piani di coda più piccoli per migliori prestazioni di crociera.

Il piano di coda orizzontale può essere più lungo, per mantenere costante l'area della coda, la corda verrebbe ridotta di conseguenza. Il rapporto di allungamento della coda più alto si tradurrebbe in un momento flettente della radice più elevato, quindi una costruzione più pesante.

Un rapporto di aspetto più alto riduce la resistenza indotta, molto desiderabile nell'ala principale ma di secondaria importanza nel piano di coda. La resistenza indotta è proporzionale alla portanza e la generazione di portanza del piano di coda è comunque minimizzata, per una minima resistenza di assetto.