¿Por qué vuela un avión?

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Un globo de aire caliente se eleva porque el aire caliente es más ligero que el aire frío. Este efecto no se aplica a un avión. Entonces, ¿qué mantiene el avión en el aire?

El efecto Bernoulli

Los humanos tomaron los impulsos decisivos de la naturaleza a una edad temprana. Debe tener algo que ver con la forma de las alas, por qué los pájaros vuelan acrobáticamente por el aire. Al menos eso es lo que sospechaba el genio universal Leonardo da Vinci hace unos 500 años.

Pero pasarían otros 400 años antes de que Otto Lilienthal construyera la primera máquina voladora tripulada y navegara con éxito por una pendiente.

En el siglo XVIII, el físico suizo Daniel Bernoulli describió un efecto que se convirtió en la base decisiva del vuelo moderno: los líquidos y gases que fluyen ejercen menos presión sobre su entorno que los estacionarios. Cuanto mayor sea la velocidad, menor será la presión.

Un simple experimento que cualquiera puede probar en casa muestra este efecto: si sostienes una hoja de papel por las esquinas de un lado, la hoja cuelga en un arco.

Sin embargo, si soplas sobre la tira de papel de arriba, entonces la velocidad del aire es mayor allí que abajo, donde el aire no se mueve. Esto reducirá la presión en el lado superior. La mayor presión en la parte inferior empuja ahora la hoja hacia arriba.

Daniel Bernoulli en retrato.

Descubrió el efecto Bernoulli

La palabra mágica: asimetría

Si miras el ala de un avión de perfil, puedes ver que tiene una sección transversal asimétrica: la parte inferior del ala es casi recta, mientras que la parte superior es curva. El flujo de aire tiene un camino más corto en la parte inferior que en la parte superior, es decir, el aire fluye más rápido en la parte superior. Según Bernoulli, esto no significa más que que la presión de arriba es menor que la de abajo, por lo que hay sustentación.

Otro factor, y para algunos expertos el más decisivo, es la sustentación que se crea al inclinar ligeramente las alas. Debido a la ligera inclinación, el ala empuja el aire que pasa hacia abajo, lo que crea una contrafuerza correspondiente. La flotabilidad generada de esta manera también permite volar las cometas.

Y también es de crucial importancia para los aviones acrobáticos cuyas alas tienen un perfil simétrico. Aquí, la sustentación se genera únicamente por el ángulo de ataque, que también permite el vuelo al revés.

Velocidad mínima requerida

Cada avión necesita una cierta velocidad mínima, dependiendo de su peso y superficie de carga. Si no se alcanza esta velocidad, el ala ya no vuela suavemente y el flujo se interrumpe. El avión ya no tiene suficiente sustentación y cae como una piedra del cielo.

A veces, las condiciones de flujo se cambian a propósito. Esto es común durante el aterrizaje, por ejemplo, para reducir la velocidad de aterrizaje. Por un lado, al extender los flaps de aterrizaje, el piloto puede aumentar prácticamente la curvatura del ala y, en algunos tipos de aeronaves, también agrandar el área del ala.

Cualquiera que se haya sentado alguna vez en la ventana cuando aterriza un avión a reacción conoce la extensión hidráulica de la extensión del ala. Ambas medidas aumentan la sustentación y, por tanto, permiten reducir la velocidad de aterrizaje.

Para un jumbo jet, es de alrededor de 270 kilómetros por hora. Sin ayudas, el pájaro gigante tendría que aterrizar a casi 400 kilómetros por hora.

Un avión aterriza en un aeropuerto.

Las ayudas son necesarias para un aterrizaje suave