¿Por qué vuela un avión?

¿Por qué vuela un avión?
Existen numerosos testimonios del interés del hombre por imitar el vuelo de los pájaros, desde tiempos remotos. Para no extendernos en demasía, obviaremos el  detalle de los distintos intentos que para volar realizará a través de los siglos, solamente, y a manera de ejemplo, podemos citar a Leonardo Da Vinci, quien en el siglo XV diseñó un helicóptero, demostrando unaextraordinaria comprensión de los principios del vuelo, los mismos que hoy posibilitan la utilización de esas aeronaves. Pero fue Daniel Bernoulli (1700-1782) quien, experimentando con el flujo de los líquidos a través de tubos de variadas formas estableció el siguiente enunciado: "Si en un tubo determinado, la velocidad del fluido que lo recorre es incrementada en algún punto, la presión sereducirá en ese punto”.

           Este enunciado explica por sí solo la teoría de la sustentación, y bien puede decirse que es la teoría fundamental del vuelo. Toda aeronave de alas fijas tiene éstas diseñadas de forma  tal que el flujo de aire se incremente en su parte superior, provocando la sustentación.
          Otra de las teorías de la sustentación se basa en la ley de acción y reacción deNewton que establece: “Para cada acción hay una reacción del mismo valor y de sentido opuesto”. Con referencia a la sustentación, esta ley encuentra aplicación al establecer que el ala mantiene al avión hacia arriba, al empujar el aire hacia abajo. El empuje del aire hacia abajo es la acción a la que se opone una reacción, o sea, la sustentación.  
 
           Esta teoría explica también lasustentación a diferentes velocidades. Observando la figura se comprueba, que el aire que pasa por la parte superior del ala, efectúa un recorrido más largo que el que lo hace por la parte inferior, y por lo tanto, aquél deberá moverse a mayor velocidad que éste, a fin de reunirse ambos a la salida, obteniendo como resultado, una zona de baja presión en la parte superior del ala, de acuerdo a lateoría de Bernoulli.     
Ángulo de ataque
         Otro factor importante a considerar, es el ángulo de ataque, que es la posición del ala con relación al viento relativo, es decir el viento que se origina con respecto a un cuerpo, al desplazarse éste dentro de una masa de aire (Trayectoria de vuelo).
 
          A cualquier velocidad, el ángulo de ataque determina la sustentación que el ala puedegenerar. A pequeños ángulos, la sustentación es mínima.
          Dado que el ángulo de ataque es una relación entre la posición del ala y el viento relativo, no debe medírselo con respecto al suelo, sino con referencia a la trayectoria de vuelo.
          Por ello es que se habla de viento relativo, o sea, si bien es cierto que a mayor ángulo de ataque mayor sustentación, el aumento de dichoángulo encontrará un punto de máxima sustentación, traspasado el cual ésta comienza a disminuir hasta desaparecer, si se insiste en el aumento de aquél ángulo.
         Esta disminución de la sustentación es consecuencia de la ruptura del flujo de aire sobre el perfil alar, ya que ahora, en lugar de un paso continuo de aire, se presenta una turbulencia  en forma de burbujas, que lógicamente noproduce las condiciones de sustentación requeridas.
  
           En la mayoría de los aviones, el punto de mayor sustentación se logra con un ángulo de ataque de 20°. Por otra parte, un ángulo de ataque negativo (o sea con la nariz del avión por debajo de la línea de vuelo horizontal), reducirá también la sustentación.
   Asimismo, cuando se aumenta el ángulo de ataque, las partículas de aire queactúan en la superficie inferior del ala ayudan a la sustentación, aunque el valor real de esa sustentación adicional no pasa de un 25 %.  
Fuerzas que actúan sobre un avión en vuelo
           Como los aviones se construyen para volar, a fin de cumplir ese propósito, la primera fuerza que se debe conseguir que actúe es la sustentación. Pero hay otras tres fuerzas que actúan sobre un avión en...