¿Por qué no se caen los aviones?

¿Cómo vuelan los aviones? El ser humano siempre ha anhelado elevarse del suelo y poder surcar los cielos, envidiando a las aves, quizás. Desde antiguos mitos griegos como el de Ícaro y sus alas de cera y plumas, los imaginativos diseños de Leonardo Da Vinci, hasta el valiente e ingenioso primer vuelo de los hermanos Orville y Wilbur Wright hace 109 años ¿Y quién nunca ha soñado que volaba? ¿Quién se hubiera atrevido a imaginar, en ese entonces, que sólo cien años después estaríamos explorando los planetas vecinos? Hoy en día la envergadura de las alas de los aviones es mayor que la distancia recorrida por el primer y humilde vuelo de nuestra historia. Y somos capaces de mudar al otro lado del mundo un pueblo entero. O a un ejército. Los aviones han revolucionado nuestras sociedades, cada instante hay miles de aviones en el aire, nos permiten viajar a cualquier parte del mundo en tiempos muy cortos comparados con los meses que se tardaban antes. Las fuerzas involucradas. Un avión en vuelo es el centro de una continua guerra entre cuatro fuerzas: A sustentanción, B empuje, C fuerza de gravedad o peso y D resistencia. La sustenciación y la resistencia son consideradas fuerzas aerodinámicas, porque existen debido al movimiento del avión a través del aire. El peso tira hacia abajo oponiendose a la sustentación creada por el aire fluyendo sobre las alas. El empuje es generado por el propulsor y se opone a la resistencia causada por el aire chocando con el avión. Durante el despegue, el empuje debe superar la resistencia y la sustentación debe superar el peso, para que el avión se pueda elevar. Cuando vuela a velocidad y altura constante, el empuje es exactamente igual a la resistencia y la sustentación es exactamente igual al peso. En los aterrizajes el empuje debe ser menor a la resistencia y la sustentación menor que el peso, para que el avión baje y disminuya su velocidad. El empuje. Esta fuerza es generada por un motor radial que mueve unas hélices o para los aviones más grandes se utilizan turbinas a reacción. Basicamente funcionan gracias a la tercera ley del movimiento de newton, el principio de acción y reacción. Toda fuerza ejercida por un cuerpo A sobre un cuerpo B produce una fuerza de igual intensidad y sentido contrario ejercida por el cuerpo B sobre el cuerpo A. En este caso el motor (cuerpo A) acelera el aire (cuerpo B) hacia atrás, entonces el aire ejerce una fuerza hacia adelante sobre el motor. Similar a cuando nadamos Sustentación. Gracias a esta fuerza es que los aviones pueden superar su peso y elevarse hacia los cielos. Existen muchas explicaciones acerca de cómo se produce la sustenciación. Es sorprendente que hoy, casi 100 años después del primer vuelo de los Wright, grupos de ingenieros, científicos, pilotos y otros pueden reunirse y tener un encendido debate acerca de como las alas de un avión generan la sustentación. Muchas explicaciones son expuestas, y el debate se centra en cuál explicación es la más fundamental. Una explicación sencilla acerca de cómo se ejerce esta fuerza es pensando de nuevo en la tercera ley de newton, el ala ejerce una fuerza en el aire que lo acelera hacia abajo, entonces el aire debe ejercer una fuerza sobre el ala que lo empuje hacia arriba. Este modelo no es muy completo, no explica porque el viento se desvía hacia abajo ni tampoco permite hacer muchos analisis cuantitativos necesarios para diseñar un ala. La sustentación también puede ser explicada en terminos de presión. La presión es la fuerza perpendicular a una superficie por unidad de area. Las alas suelen tener una forma particular, del lado de abajo son lisas y en el lado de arriba tienen una curvatura. Esta forma genera una diferencia de presiones entre la parte superior e inferior. Arriba la presión es menor que abajo, generando un "vacío" que succiona el ala hacia arriba. La baja presión se genera por un principio fundamental de la mecánica de fluidos, el principio de Bernoulli. Que postula que un fluido al moverse rápido genera menos presión que si se moviera lento. Un experimento sencillo que demuestra el principio de Bernoulli es soplar con una pajita entre 2 latas, la presión entre las latas baja y entonces se acercan empujados por el aire de afuera con mayor presión. La forma del ala provoca que el aire que pasa por arriba se comprima y aumente su velocidad, el aire de abajo al ir más lento tiene más presión y empuja el ala hacia arriba. Esta forma de alas no se presenta en todos los tipos de aviones. Por ejemplo las alas de los aviones transónicos (cercanos a la velocidad del sonido, izquierda) y las de los aviones supersónicos (superan la velocidad del sonido, derecha) son simétricas, es decir sus formas son iguales arriba y abajo. Estos aviones obtienen su sustentación a partir del ángulo de ataque, el ángulo del ala con respecto al flujo de aire. mientras más se inclinen logran mayor sustentación pero tambien provocan mayor resistencia, lo que puede bajar su velocidad hasta un punto en el que se pierda la sustentación y el avión caiga. El flujo de aire por arriba es comprimido y acelerado, provocando el mismo efecto que antes, su presión es menor que el aire que pasa por abajo del ala. Algunas fotos de aviones En esta foto se puede ver la condensación del agua sobre las alas por la baja presión Avión rompiendo la barrera del sonido Bueno, casi Y lo más moderno, "a drone" ¿No es lindo? _____________________________________________________________________________________ Espero que hayan disfrutado mi aporte! Inteligencia T! Colectiva ¿Te parece que le damos un buen uso a esta tecnología? ¿Alguna vez volaste en un avión?