Porque vuelan los aviones

Vuelan porque Dios es grande y los helicopteros porque Dios es infinitamente grande, esto es lo que me decían hace muchos años. Lógicamente el porque vuelan y se mantienen en el aire los aviones tiene una explicación científica.


Diagrama de las fuerzas de un avion
Los aviones vuelan simple y llanamente porque aparece una fuerza, la de sustentación que tira de ellos hacia arriba haciendo que se eleven por el aire. Vamos a ver cómo es esa fuerza y en especial, por qué aparece.

La fuerza de la sustentación es proporcional a la velocidad, a la densidad del aire y a una superficie de referencia llamada superficie alar. Por lo tanto, para que un avión se mantenga en el aire, una velocidad mínima, para que así su sustentación sea lo suficientemente grande como para vencer al peso (a la gravedad).

La sustentación aparece porque la presión en la cara superior del ala (extradós) es inferior a la de la cara inferior (intradós). Esa diferencia de presiones hace que aparezca dicha fuerza. Esto es debido a que la velocidad del aire que va por el extradós es mayor que la del intradós. Al ser la velocidad mayor, como Bernoulli demostró en su famosa ecuación, la presión disminuye. Esto se conoce como efecto Bernoulli.
diagrama de un ala
Como se ve en la imagen el cambio de velocidad se consigue curvando un poco el ala, de manera que una partícula fluida que vaya por el extradós tenga que recorrer más espacio que una que vaya por el intradós. Por eso, los perfiles alares tienen esa forma. Gracias a la curvatura, el aire va más deprisa en el extradós, la presión es menor y debido a esa diferencia de presiones aparece la sustentación que hace que los aviones vuelen.

Hay una cosa que tener en cuenta en toda esa ecuación ¿quién proporciona la velocidad o fuerza de empuje al avión? Los motores, una de las cualidades es que su potencia se mide en libras de empuje no en caballos. Esto es porque así sabemos cuanta carga pueden soportar. Si el avión pesa mas de lo que los motores pueden empujar este nunca se levantará del suelo.

Por ultimo tenemos otra forma de variar los elementos de esa ecuación, aumentar la superficie alar, esto se hace mediante los flaps y slats. Ya explicaremos su funcionamiento otro día.

Sirva de curiosidad lo que ha hecho el ejercito americano para transportar material durante los últimos años a sitios tan lejanos como Iraq y Afganistan, los aviones despegaban de la base de Dover (Delaware) con poco combustible y mucha carga, repostando en vuelo porque una vez arriba no necesita tanta potencia para mantener el vuelo y pueden llevar mas carga, en este caso combustible.

Y ahora ya sabeis que no es la mano de Dios la que mantiene a los aviones en el aire.

Saludos

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