-Aerum-

La aviación, los aviones, los aeropuertos, todo lo que tenga que ver con ello nos ha llamado la atención a muchos desde que éramos pequeños. Siempre hemos tenido curiosidades acerca de los aviones y Aerum va a tratar de dar respuesta, al menos, a una de ellas.

¿Por qué vuela un avión?:

Esta es la pregunta más básica. Un Subteniente instructor de la Academia Básica del Aire en León, en clase de Aerodinámica nos respondía con un curioso: “Es que si un avión no volara…¡Sería un barco!” Pero nosotros vamos a darle una explicación con algo más de sentido pero igual de simple.

Un avión vuela porque alguien entendió que el Teroema de Bernoulli acerca de los fluídos se podía utilizar en la aviación.

Sustentación:

Imaginemos una de las alas del avión y hagámosle un corte vertical. Si lo miramos de perfil aparecerá ante nosotros una forma como de lágrima alargada en horizontal, ¿Verdad?. Esa lágrima es especial porque la parte de arriba (que es la parte de arriba del ala) es curva y tiene más longitud que la de debajo, que es casi plana.

A esto se le llama “perfil alar“.

Está claro que si una parte tiene más longitud (la de arriba) que la otra (la de debajo) si dos moléculas de aire decidieran hacer una carrera desde la punta redondeada de delante del ala (borde de ataque) hasta la punta alargada de detrás del ala (borde de salida) para llegar a la vez la que corre por la parte de arriba (extradós) deberá ir mucho más rápido que la que corre por la parte de debajo (intradós).

Es justamente por esta diferencia de velocidad la que hace que si la misma masa de aire que llega al borde de ataque ha de salir al mismo tiempo por el borde de salida la parte que corre sobre el extradós lo hace mucho más rápido y eso crea una depresión (un cambio de presión negativo) que genera como si fuera una succión hacia arriba. A esto se le llama “sustentación“. La sustentación es una fuerza y si esa fuerza es mayor que el peso total del avión hace que el avión pueda despegar.

Esto respecto a la sustentación, pero claro, para que ese aire corra por los planos (alas) del avión hace falta una fuerza motriz, ¿verdad?

Fuerza motriz:

Esa fuerza motriz hoy en día se genera en la aviación comercial mediante los reactores. Un motor a reacción tiene un funcionamiento que llega a ser más sencillo que el de un motor de coche. El motor a reacción tiene una parte anterior que, mediante unos “ventiladores”, hace que el aire que se encuentra en la atmósfera vaya entrando en el motor. La siguiente sección del motor se encarga de que ese aire que va entrando se vaya comprimiendo. ¿Cómo? Mediante unas secciones de “ventiladores”, unos aceleran el aire que entraba, acto seguido otro lo frena súbitamente (eso hace que el aire se comprima, como una cola de gente que va corriendo y de repente el primero se tropieza, eso hace que el resto se amontonen en la caída). El aire comprimido pasa a otra sección que la vuelve a acelerar, otra lo para, otra lo acelera, otra lo para… ¡qué mareo! Cuando ese aire llega a una especie de horno que se llama “cámara de combustión” llega comprimido y entra en un horno a un montón de grados centígrados. Esto hace que el aire que estaba comprimido se expanda, se vuelva más grande. Una masa de aire “m” cuando sale de la cámara de combustión se convierte en una masa de aire “M” (mucho más grande).

Cuando esta masa de aire sale del motor por la tobera hace que el avión avance. Esto que es algo un poco difícil de entender yo lo entendí con un ejemplo.

Imagina tu cuerpo, de pie, con la espalda pegada a la pared. Coge un folio de papel con la mano y llévalo desde delante de ti hasta colocarlo entre tu cuerpo y la pared. Apenas has tenido que modificar tu posición, ¿verdad?

Ahora  imagina que coges con tu mano un cojín pequeño y lo llevas hasta tu espalda, pero en el camino ese cojín se ha convertido en un colchón de 50 centímetros de espesor (que es lo que le pasa al aire al pasar de una masa “m” a ser quemado y expandido hasta convertirse en una masa de aire “M”). Ahora colócalo entre tu espalda y la pared.

Seguro que has tenido que dar un paso adelante para dejar espacio al colchón. Pues lo mismo le pasa a un avión. Coge aire de delante y lo coloca detrás expandido, por lo tanto tiene que avanzar para dejar espacio a ese aire expandido detrás de sus toberas.

Con esto resolvemos el misterio del movimiento del avión y su fuerza motriz.

¿Por qué vuelan a bajas velocidades?:

Los aviones vuelan cuando llegan a una velocidad determinada y el piloto le ordena al avión que se eleve. Eso durante el despegue es relativamente sencillo a no ser que surjan complicaciones como que un motor no dé potencia, que haya fuego en un motor y otros imprevistos que realmente no lo son porque los pilotos entrenan una y otra vez todas las posibles vicisitudes  para que el vuelo sea seguro.

Aquí os dejamos un vídeo de un entrenamiento de los pilotos en el que tiene que abortar un despegue por fuego en un motor, como podéis ver es algo que se entrena y que no ha de salir mal si ocurre en la realidad.

En este vídeo se aprecia cómo salta la campana de fuego en motor y reaccionan parando el avión, siguen con comprobaciones, le dicen a torre de control que han abortado el despegue, controlan el fuego, siguen con su lista de comprobaciónes, alertan a la tripulación y evacúan el avión, todo eso con la mayor calma. En la realidad se hace igual.

En el aterrizaje se da que la velocidad del avión ha de ir reduciéndose para poder llegar a tierra a una velocidad suficientemente baja como para poder parar en la distancia que nos brinda la pista pero con una velocidad tan elevada como para poder llegar volando y no caer como una piedra. Cuando la velocidad del avión (la velocidad horizontal) se va reduciendo, para que la sustentación de la que hemos hablado siga manteniendo el avión en vuelo se despliegan de las alas unos elementos que se llaman “hipersustentadores” que hacen que el extradós del que hablamos antes sea aún más largo, por tanto, al ser más largo el camino entre el borde de ataque y el de salida, la molécula de aire que en la carrera que detallábamos ha de correr mucha más distancia y deberá correr mucho más rápido para llegar al mismo tiempo que la que corre por el intradós. Por esa diferencia de velocidad tan acusada se crea una sustentación “extra” que permite al avión seguir volando a bajas velocidades sin irse al suelo.

Saludos /José D.