Bienvenidos a esta mi nueva sección, que habla de aeronáutica y aviación, llamada ESCUADRÓN CLICK. El objetivo de la sección es transmitiros ciertos conocimientos no disponibles para todos los mortales.Intentaré publicar un artículo a la semana. Empezaré esta sección con lo más básico: ¿Por qué vuela un avión? Lo dividiré en dos partes, esta semana una parte, más simple, la siguiente semana la segunda parte, más pro. He oído muchas chorradas de gente profana sobre el porqué vuelan los aviones. Algunos piensan que es porque tienen unos motores muy potentes que chupan tanto aire que el avión vuela. A lo que yo respondo: ¿es que un avión sin motor (ultraligero) no vuela? Obviamente un avión vuela ¡¡porque tiene ALAS, no porque tiene motores!! Pero claro, no sirve cualquier ala... tiene que cumplir ciertas características.
1. DIFERENCIA DE PRESIONES. DISTRIBUCIÓN. EFECTO MAGNUS.
Para empezar a entender porqué vuela un avión, es necesario que conozcáis la ecuación de Bernoulli, que relaciona directamente la presión y la velocidad de un fluido que atraviesa dos secciones de áreas diferentes:
Lo que viene a decir que cuando el área atravesada aumenta, la velocidad del fluido disminuye y la presión aumenta, y cuando el área disminuye, la velocidad aumenta y la presión disminuye. Hay que aprenderse lo siguiente: PRESIÓN AUMENTA -> VELOCIDAD DISMINUYE
Ahora bien, supongamos un cilindro en el seno de un fluido (de ahora en adelante montaremos nuestros ejes de coordenadas en el cuerpo a estudiar, es decir, el cuerpo está quieto y es el fluido el que se mueve):
El fluido rodea al cilindro, y la velocidad por encima y por debajo de él es la misma. Por lo tanto la presión por encima y por debajo del cilindro es igual.
Sin embargo, si el cilindro gira en el sentido adecuado(y suponiendo que el fluido es viscoso) por efecto del rozamiento fluido-cilindro, el fluido superior se acelera mientras que el inferior se frena.
Debido a este cambio de velocidades (recordemos la ecuación de Bernoulli), la presión por encima del cilindro DISMINUYE y por debajo de él AUMENTA. Ésto supone una fuerza que EMPUJA el cilindro de abajo hacia arriba, y se llama SUSTENTACIÓN AERODINÁMICA. Igual que cuando en un globo tenemos aire a alta presión, y le abrimos la boquilla, el aire se mueve desde dentro (alta presión) hacia afuera (baja presión), pues igual pasa en nuestro cilindo, se crea una fuerza de la alta presión (la parte de abajo) a la baja presión (la parte de arriba) que impulsa al cilindro.
El efecto creado al dar una rotación al cilindro se conoce como EFECTO MAGNUS, y es lo que utiliza por ejemplo un tenista al "liftar" la pelota (lift es sustentación en inglés), le da con la raqueta de tal forma que la hace girar para que suba o baje, o que gire. Lo mismo que un futbolista cuando le da "efecto".
El efecto creado al dar una rotación al cilindro se conoce como EFECTO MAGNUS, y es lo que utiliza por ejemplo un tenista al "liftar" la pelota (lift es sustentación en inglés), le da con la raqueta de tal forma que la hace girar para que suba o baje, o que gire. Lo mismo que un futbolista cuando le da "efecto".
2. PERFIL AERODINÁMICO.
Pues bien, si se construye un cuerpo con una forma tal que el aire que va por encima vaya más rápido que el que va por debajo (sin necesidad de darle rotación), ese cuerpo crea SUSTENTACIÓN que le hará volar. No voy a entrar en cosas como el ángulo de ataque, curvatura, espesor ni nada de eso, simplemente hablaremos lo justo de los perfiles.
Si cortamos el ala de un avión y la vemos de lado, el corte tiene forma de PERFIL AERODINÁMICO (airfoil) y es precisamente una forma que hace lo que he explicado arriba. Hay muchos diseños pero uno típico es este:
Como veis, desde la parte delantera (borde de ataque) hasta la trasera (borde de salida), hay más recorrido por arriba (extradós) que por debajo (intradós), y para que el aire que vaya por arriba tarde lo mismo que el que va por debajo, por arriba va más rápido, traduciéndose en una disminución de la presión, creándose la SUSTENTACIÓN. Con esto espero que hayáis entendido una cosa:
Volar no es lo mismo que desplazarse por el cielo sin caerse. Me explico: un cohete de fuegos artificiales, produce una energía que es capaz de darle una velocidad con la que vence a la gravedad, pero eso no es que vuele, sino que va a toda ostia y no se cae. Volar es otra cosa. La aerodinámica lo produce. Es un efecto cuasidivino.
Los alerones de los coches de F1 hacen lo mismo, digamos que son un ala de avión dada la vuelta, para que la sustentación se produzca hacia abajo y se pege al suelo.
Bueno, con esto termina la primera parte de "¿Por qué vuelan los aviones?", es un poco rollete pero es necesaria. Espero no haberos aburrido demasiado, la próxima semana veremos cosas sobre la sustentación algo más avanzadas, como la circulación, teorema de Kutta, entrada en pérdida, factores que influyen en la sustentación, capa límite... y haré una breve exposición sobre la evolución histórica de los perfiles, desde perfiles de Youkowsky hasta los modernos Naca laminares.
Buena caza, y... ¡¡nos vemos en el cielo!!
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