¿Por qué vuelan los aviones? La física del vuelo

¿Por qué vuelan los aviones? La física del vuelomarzo 9, 2020

¿Por qué vuelan los aviones? La física del vuelo
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Siempre ha sido un sueño de la humanidad despegar ingrávidamente del suelo como un pájaro y volar por el aire. El hecho de que volar se convierta un día en algo tan natural es gracias a los pioneros de la aviación que han pasado por un duro y sacrificado camino.

 

Ya a mediados del siglo XV, el genio Leonardo da Vinci se dedicó a este pensamiento: «¿Puede volar un ser humano con más peso que el aire?» Fue el primer visionario del vuelo que estudió científicamente el proceso de vuelo.

En el curso de los siglos siguientes, otros experimentadores se dedicaron al enigma del vuelo. Sólo para nombrar algunas de estas mentes brillantes: Sir George Cayley, Otto Lilienthal, Gustav Weisskopf, los hermanos Wright y muchos otros.

 

Poco a poco se descubrió que la solución es una interacción de cuatro fuerzas opuestas, que hoy en día hacen que un avión que pesa toneladas vuele.

Incluso el avión de pasajeros más grande del mundo, el Airbus 380, con un peso de 560 toneladas, sube al aire sin problema.

¿Cómo es posible?

 

¡Es muy simple! Es la interacción de las cuatro fuerzas aerodinámicas:

 

  • Peso (Gravedad)
  • Sustentación
  • Empuje
  • Resistencia

 

El peso de la aeronave (la gravedad) tira el avión hacia abajo y lo mantiene en el suelo. La sustención tira la aeronave hacia arriba y la mantiene en el aire. Pero sólo cuando la sustentación es mayor que la gravedad, el avión puede despegar. El empuje, a su vez, hace que el avión avance y la resistencia (fuerza contraria) lo frena. La interacción de estas cuatro fuerzas es un conocimiento muy complejo y la base de la construcción de aviones.

 

¿Pero cómo es posible hacer que la sustentación sea mayor que la gravedad? Las alas con su perfil curvo son las responsables de la sustentación dinámica. Debido a la forma de las alas, el aire puede fluir más rápido en la parte curvada superior que en la parte recta inferior. Por encima de las alas, por lo tanto, surge una mayor succión. Y ahora se involucra la velocidad del avión. Cuanto mayor sea la velocidad (empuje), más aire puede fluir. La succión se vuelve mayor y lo mismo ocurre con la sustentación. El físico y matemático suizo Daniel Bernoulli descubrió este fenómeno, en el siglo XVIII, llamado la ley de Bernoulli.

 

Por supuesto, los motores juegan un papel importante en el empuje, porque proporcionan la potencia necesaria para altas velocidades. En un determinado momento, el avión puede superar la gravedad, es decir, la sustentación es mayor que la gravedad y el avión puede despegar.

Así que los aviones vuelan porque hay una presión de aire diferente por encima y por debajo de las alas. Durante el vuelo se producen turbulencias de aire (resistencia del aire) en las alas, lo que hace que la aeronave se ralentice. Por lo tanto, la forma y la calidad de la superficie de una aeronave juegan un papel muy destacado en la resistencia del aire. Cuanto menos resistencia hay que superar durante el vuelo, menos queroseno tiene que quemarse para generar empuje.

 

Por supuesto, esta es la explicación simplificada de cómo se genera la sustentación. La explicación científica es altamente matemática, porque todavía hay numerosos componentes que también juegan un papel, como: líneas de corriente, rotación, circulación, etc.

 

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