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De Esto y de Aquello

Por Jorge Carricarte

 

Esta forma geométrica es la cual dará origen a la “sustentación”.

¿Por que vuela un avión?

 

Un elemento mas pesado que el aire y que sea capaz de vencer la fuerza de gravedad, manteniéndose en vuelo, que maravilla!!

 

Muchas son las causas por las cuales sucede este hecho, comencemos por la mágica palabra de ... "sustentación" definición del fenómeno físico que trataremos de explicar en una forma sencilla y clara basándonos en la forma y función del ala, así como de la aerodinámica.

 

La aerodinámica es la rama de la mecánica de fluidos que estudia las acciones que aparecen sobre los cuerpos sólidos cuando existe un movimiento relativo entre éstos y el fluido que los baña, siendo éste último un gas y no un líquido.

 

En la solución de un problema aerodinámico normalmente influyen cálculos relacionados a varias propiedades del fluido, como pueden ser velocidad, presión, densidad y temperatura en función de la posición del punto estudiado y el tiempo.

 

Sería fácil de entender si recordamos que "la sustentación" de un ala depende principalmente de que el viento fluya pegado a su superficie superior (principio de Bernoulli) Daniel Bernoulli (29 de Enero de 1700-17 Marzo 1782) matemático holandés /suizo .

 

A diferencia de un automóvil, en un avión la carga debe repartirse cuidadosamente para mantener su estabilidad y poder obtener las variables necesarias para crear la sustentación.

 

Por lo que existe el "peso y balance" con las formulas necesarias para que el piloto, antes de despegar, pueda calcular si la distribución y el peso de su carga se encuentran dentro de los límites permitidos de cada aeronave, esta simple regla aplica desde un sencillo avión monomotor hasta el jet mas sofisticado de la industria aérea sin embargo de “ ESTO” hablaremos en otra ocasión.

 

Entrando en materia, el ala, la cual posee largo, ancho y alto, propieddes las cuales llamaremos de ahora en adelante en lenguaje aeronáutico envergadura , cuerda y espesor.

Envergadura es la distancia que existe entre las puntas del ala.

 

 

Sustentación generada por diferencia de presiones

Cuerda es la distancia entre el frente o parte delantera (el borde de ataque) y (el borde de salida) parte posterior del ala.

 

Espesor es la distancia entre la parte superior del ala, llamada extradós y la parte inferior llamada intradós

 

Si realizamos un corte de forma perpendicular a la envergadura desde el frente o borde de ataque hasta el borde de salida se obtiene una forma a la cual denominaremos perfil.

 

Si ponemos una tabla o perfil plano a interactuar a cierta velocidad con el aire se observaría que las moléculas alrededor del cuerpo tendrían una alteración mínima y las moléculas de aire en la parte superior e interior estarían desplazándose casi en paralelo

 

Sin embargo, si ponemos un perfil con la forma que obtenemos del corte perpendicular ( ilustración anterior),la forma de desplazarse los fluidos es diferente ya que estos se ajustan a la forma del perfil, en la zona de contacto del fluido con la parte superior del ala o extradós, por su curvatura, el aire se comprimen, lo cual obliga a las moléculas de aire a aumentar su velocidad de paso, creándose así una depresión o, lo que es igual, un efecto de succión en la parte inferior del ala.

 

 

Al contrario ocurre en la parte inferior del ala o intradós, donde las líneas de corriente se separan produciendo una sobre presión.

 

Gracias a estos dos efectos que se presentan en las leyes del movimiento de fluidos (ley de Bernuilli), hace que el ala se someta a una fuerza vertical ascendente llamada “sustentación”. En esta fuerza tiene mayor influencia la depresión que se produce en el extradós, que la sobre presión del intradós.

 

(ilusttración anterior)

 

¿Cuando un avión entra en pérdida?

 

En el perfil, la línea que pasa por el centro del borde de ataque o frente del ala hasta la parte posterior o borde de salida se le llama eje del perfil .

 

El ángulo que forma este eje con la línea del sentido de avance, recibe el nombre de ángulo de ataque. A mayor ángulo, se consigue mayor sustentación, ya que elevamos la sobre presión del intradós y la depresión del extradós. Si embargo este ángulo tiene un límite, a partir del cual, las líneas de corriente se deforman y se desprenden del extradós desapareciendo así el efecto de sustentación y, por lo tanto la capacidad de vuelo del avión, el cual caerá bruscamente.

 

El ángulo de ataque máximo, a partir del cual la sustentación empieza a bajar, se denomina ángulo pérdida.

 

Con un ángulo de ataque elevado, observaríamos que la superficie que presenta el ala al avance es mayor cuando mas grande sea el ángulo, esto ocasionaría una resistencia, la cual debe de ser compensada mediante un incremento de velocidad generada por la potencia de un motor, o se traduciría en una disminución de velocidad de vuelo. La sustentación está basada , en el desplazamiento del ala a través del aire y está en relación directa con la velocidad ( a mas velocidad, mayor sustentación ); luego, si perdemos velocidad por la resistencia de un excesivo ángulo de ataque , perderemos gradualmente altura hasta llegar a una velocidad límite, por debajo de la cual no se produce la suficiente sustentación como para aguantar el peso del avión en el aire. Se produce, entonces, lo que se llama pérdida por falta de velocidad.

 

Hasta la próxima

Ángulo de ataque.