Por que vuelan los aviones

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¿Por qué vuelan los aviones?
Esta es la pregunta de apertura, con la que generalmente inicio mi seminario de AERODINÁMICA DE DISEÑO... Y la disparo a mi auditorio tratando de escuchar aquella tan simple pero exacta respuesta, sin embargo, oigo de todo… : “porque tiene motor”, “porque la física bla, bla, bla…”, “porque un conjunto de fuerzas…” y tantas otras que tratan de impresionar porcomplejas y elaboradas, que no se reducen a la simplicidad del hecho que un avión vuela solo porque tiene alas, cuando, respondo esto creen que me estoy burlando, pero continúo diciendo a mi auditorio “acaso ¿han visto que algún objeto, animal e incluso insecto que vuele, y no tenga alas?” la respuesta es un gran silencio y muchos ojos bien abiertos, lo que indica que están listos para aprender, “pues¿acaso un planeador tiene motor?, y la física y el conjunto de fuerzas ¿no están aplicándose a las alas?... por eso, sin alas no hay avión”, ya ven que la respuesta es tan sencilla como eso. Ok, muy bien la respuesta es simple pero la explicación detallada del fenómeno de la sustentación, hace uso de la ciencia y varios principios científicos. Así que cuando terminaba mi simple exposición de ¿por quévuela un avión?, empezaba a explicar cómo es que funcionaban las alas, de la siguiente manera: El avión vuela porque tiene alas, lo que convierte a estas partes o superficies, en las unidades aerodinámicas de la aeronave, es decir, son quienes definen su desempeño aerodinámico. Y ¿cómo generan dicha sustentación?, pues el ala tiene una forma peculiar que permite aprovechar la dinámica de fluidospara generar dicha sustentación. Esta forma puede verse al cortar el ala de manera transversal (paralela al fuselaje) a su longitud máxima denominada envergadura, de este corte se obtiene la forma transversal que es el perfil aerodinámico, es esta forma la que hace posible la generación de la sustentación.

Existe en el mundo miles de perfiles aerodinámicos, tantos como aplicaciones se busquepara cada uno de ellos, pero para hacer una explicación general de cómo se genera la sustentación, asumo que el perfil aerodinámico tiene una curvatura mayor en la parte superior (extradós) que a la inferior (intradós), para ello se echa mano del Principio de Bernoulli, y el Principio del tubo de Venturi, del que se toman los fundamentos que dicen: un fluido al aumentar su velocidad en una direccióndefinida, aumenta su presión dinámica, que es la presión que el fluido ejerce en dirección del movimiento y al mismo tiempo disminuye su presión estática, la que ejerce perpendicular a la dirección del movimiento, siendo este un principio simple, pero ¿cómo es posible con esto generar sustentación en un ala?. Ahora veremos eso:

Utilizando el perfil de la figura veamos que sucede, parasimplificar,

tomemos únicamente dos moléculas de aire una irá por el intradós y la otra por el extradós, ambas llegan al extremo frontal del perfil (borde de ataque) al mismo tiempo, y por conservación de masa (ya que no existen vacíos en la atmósfera), estas dos moléculas, deben llegar al mismo tiempo al extremo posterior del perfil (borde de fuga), para que este hecho se cumpla, la molécula que vapor arriba, tiene que recorrer más distancia, y por tanto para llegar al mismo tiempo debe ir más rápido que la que va por abajo, de acuerdo a Bernoulli, sucede entonces que la presión estática por el extradós se hace menor que la del intradós, ocasionando que haya sobre el ala una zona de baja presión que es empujada hacia arriba por la zona de mayor presión relativa bajo el ala, digamos que es“succionada” desde arriba y empujada desde abajo, así es como aparece la sustentación. Si esto funciona así, entonces ¿cómo sustenta un perfil simétrico?, ese que tiene la curvatura del extradós igual que la del intradós, ¡Ah! Aquí es necesario introducir un nuevo concepto, el ángulo de ataque. El perfil aerodinámico tiene varias partes, una de ellas es la cuerda, que es la línea que une el...
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