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Como vuelan los aviones??..

¿Cómo vuelan los aviones?

Como vuelan los aviones??..

O explicación en 3 pasos para principiantes

Siempre es difícil explicar fenómenos físicos que tienen su complejidad intrínseca. El siguiente post dudé mucho de escribirlo, ya que hay miles de páginas que escriben por qué (y/o cómo) vuelan los aviones. Pero si hay algo que tiene este blog es inventiva(?) y vamos a explicar a continuación, en sólo 3 pasos muy simples, cómo y por qué vuelas los aviones.

El avión se mueve a través del aire, desplazándose a alta velocidad. Por ende, nos encontramos en el campo de la física de fluidos, o más estrictamente conocida como hidrodinámica. Por ello, las explicaciones que vamos a dar corresponden a diferencias de velocidades y de presiones en el aire y relativo al avión.

1-Tubo “acogotado” cerrado

Como vuelan los aviones??..

El primer paso es entender qué pasa cuando un fluido (líquido o gaseoso), circula a través de un tubo y en un sector este último se encoge de diámetro. Como se ve en la figura, si el (por ejemplo) agua va de izquierda a derecha, ésta aumenta su velocidad de movimiento al llegar a la zona más angosta. Es el equivalente a cuando estamos regando con una manguera y le apretamos con el dedo del orificio de salida para lograr mayor velocidad de salida y así llegar más lejos.

2-Tubo “acogotado” abierto y “efecto Venturi”

Ahora vamos a tomar el mismo tubo y le vamos a hacer dos agujeros en la parte superior y luego conectamos dos tubos de igual diámetro. Lo que es obvio es que el agua va a subir hasta un cierto nivel por esos tubos secundarios, pero lo que no es para nada intuitivo es que va a subir más en la parte del tubo donde el agua va más lento:

Como vuelan los aviones??..

Ahora, ¿por qué sube el agua por los tubos superiores? Porque el fluido ejerce presión sobre las paredes del tubo principal, a mayor presión, mayor altura. Y lo antiintuitivo del asunto es que “la lógica cotidiana” nos llevaría a pensar que a mayor velocidad en el tubo principal el agua ejercería mayor presión, pero esto NO es así.

Mayor velocidad, Menor presión / Menor velocidad, Mayor presión

Este comportamiento de presiones y velocidades fue explicado por Venturi y se lo conoce como efecto Venturi. (Éste a su vez se desprende del Principio de Bernoulli, pero eso es ya irnos por las ramas)

3-Perfil del ala, o cómo vuelan los aviones.

Ya estamos en condiciones de entender como funcionan las alas de un avión, que son las que generan la sustentación y lo hacen volar. El perfil del ala lo componen, muy básicamente, una parte inferior plana y una superior curvada. Hay muchísimos tipos de perfiles y los pueden ver aquí. Ahora nos centramos en nuestro perfil básico:

Como vuelan los aviones??..

Al desplazarse a través del aire, fuerza a este a pasar o por abajo o por arriba. Ahora miren la imagen que tienen arriba e imagínense dos partículas de aire (los dos puntitos rojos de la izquierda). Cuando pasan a través del ala, uno lo hace por abajo recorriendo en un tiempo determinado una distancia, y la otra lo hace por arriba en el mismo tiempo pero tuvo que recorrer más distancia. Mayor distancia en el mismo tiempo significa que tuvo que acelerarse con respecto a la partícula que pasó por abajo, encontrándose al final del ala. En la práctica, el encuentro entre las dos partículas depende del perfil del ala y de su ángulo de ataque; abajo pueden ver una animación de lo explicado. Noten como los puntos que pasan por arriba del ala sufren una aceleración:

Como vuelan los aviones??..

Del paso 2 (efecto “Venturi”), sabemos que un fluido que se mueve más rápido genera una zona de menor presión, y por ende lo que sucede en el ala es que la parte superior está sometida a menores presiones que la parte baja del avión. El aire que pasa por debajo del ala fuerza el ala hacia arriba en búsqueda de esa zona de menor presión y genera la sustentanción necesaria para mantener el avión en el aire.

Como vuelan los aviones??..

Ahora, ¿quién genera el trabajo (o energía) necesaria para producir el efecto de sustentación? Lo hace el ala mismo al desplazarse por el aire, separando éste en dos líneas de flujos diferentes y haciendo acelerar a la línea de flujo que pasa por encima del ala. Es obvio que la fuente de energía primaria son los motores del avión que trasmiten el movimiento a todo el aparato incluyendo las alas.

Esto ha sido todo por ahora. Tratamos de explicar un efecto que tiene muchísimas variantes en sólo tres sencillos pasos. Esperamos que se haya hecho entender.

No hay resumen taringuero nivel V, sepan disculpar.

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