¿Cómo Vuelan Los Aviones?

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¿cómo vuelan los aviones? El vuelo requiere dos cosas: empujar y levantar. Descubre cómo funciona todo.

Los fabricantes de aviones modernos no tienen mucho en Orville y Wilbur. Los aviones a reacción de hoy usan los mismos principios de aerodinámica que los hermanos Wright usaron en 1903 para obtener su Volantes en el aire.

Pero, ¿cómo exactamente vuelan los aviones?

El vuelo requiere dos cosas: empujar y levantar. El empuje es el movimiento hacia adelante proporcionado por una hélice o un motor a reacción. (Una hélice, por cierto, usa los mismos principios que se explican a continuación para crear la sustentación, pero usa esa sustentación para mover el avión hacia adelante en lugar de hacia arriba).

Levantar

Levantar es mucho más complicado que el empuje. De hecho, es muy controvertido y, a menudo, está mal explicado y, en muchos libros de texto, es completamente erróneo. Lo sé, porque algunos lectores me informaron que la versión original de esta historia era inexacta. Intenté corregirlo después de investigar puntos de vista "expertos" conflictivos sobre todo esto.

Un ala de avión tiene una forma especial, llamada perfil aerodinámico, que sobresale más en la parte superior que en la parte inferior. Esa forma ayuda en vuelo, pero no es la clave. Si esto fuera todo, ¿cómo podrían volar algunos aviones al revés?

Cuando el aire se encuentra con el ala, se divide en dos corrientes, superior e inferior. A menudo oirás que las dos corrientes se vuelven a encontrar en la parte posterior, como se muestra aquí, porque el aire que pasa por encima tiene que viajar más lejos que el aire por debajo, por lo que se ve obligado a moverse más rápido. Pero en realidad, las parcelas de aire. no haga unirse de nuevo en cualquier manera uniforme.

El aire de movimiento más rápido tiene menos presión (a menudo se lo denomina principio de Bernoulli). Por lo tanto, a menudo se dice que el área sobre el ala tiene menos presión que el área debajo del ala, lo que crea una elevación.

Nuevamente, la realidad es más compleja, y las leyes de Newton son generalmente preferidas al principio de Bernoulli para explicar la sustentación. La idea newtoniana es esta: el aire que fluye sobre el ala finalmente se desvía hacia abajo por el ángulo del ala, y Newton dijo que tiene que haber una reacción igual y opuesta, por lo que el ala es forzada hacia arriba.

Si está harto, tenga la seguridad de que incluso los ingenieros aún discuten sobre los detalles de cómo vuelan los aviones y qué términos utilizar.

Arrastrar

Dos fuerzas trabajan contra el vuelo: arrastre y gravedad.

Un ala debe diseñarse no solo para producir sustentación, sino también para minimizar la fricción con el aire que pasa, lo que provoca arrastre.

Cada avión tiene una velocidad de despegue específica, donde la elevación supera la gravedad. Esa velocidad crítica cambia según la cantidad de peso que un paquete de vuelo en particular. El propulsor de aviones o el motor a reacción, mientras tanto, tiene que trabajar para proporcionar suficiente empuje para superar la resistencia.

¿Se pregunta por qué se inclinó el perfil aerodinámico en algunos de nuestros ejemplos? Es una forma sencilla de aumentar la distancia que el aire tiene que recorrer por encima. Los pilotos pueden realizar pequeños ajustes en las alas del ala, cambiando efectivamente el ángulo del ala en el viento. Un ala más inclinada permite crear más elevación a una velocidad más baja.

Una forma más de pensar en ello: ¿Alguna vez has "volado" tu mano por la ventanilla del auto? Pruébalo alguna vez. Si su mano (el perfil aerodinámico) está nivelada, se desliza a través del aire en un plano nivelado. Incline el borde delantero de su mano hacia arriba y el viento empuja hacia arriba desde abajo y su mano se levanta.

Sin embargo, incline el ala de un avión demasiado lejos, o reduzca la velocidad demasiado, y se formarán bolsas de turbulencia a lo largo de la parte superior del ala. La elevación se reduce, y el avión entra en un puesto y cae del cielo. Los pilotos entrenados pueden recuperar un avión de una parada apuntando la nariz hacia abajo y aumentando la velocidad del avión hasta que la elevación vuelva a ganar.

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