Así vuela un avión, y ojalá que por fin se aclare el tema de una vez por todas

“¿Cómo es posible que este montón de metal pueda sustentarse en el aire?” Esa pregunta nos la hemos hecho muchas veces, y aun hoy el ciudadano medio tiende a aceptarlo como artículo de fe. Hay muchas explicaciones en Internet, pero algunas son confusas, otras están equivocadas y otras más nos dejan como estábamos; y reitero lo que ya he dicho en Twitter, “Brujería” no vale.

No es porque no haya habido buenas mentes y plumas (vale, teclados) ocupados en esa tarea.  Hace un par de años, la Pizarrade Yuri (desactualizada ahora, por desgracia) nos regaló la vista con una estupenda explicación. También se hicieron eco del problema en Microsiervos, en enchufa2 y en la muy recomendable web de Malaciencia (aquí y aquí); por no hablar del siempre excelente Francis, a quien no me atrevo yo a contradecir a la ligera.

El problema es que no tengo más remedio que intentarlo. Francis metió el dedo en la llaga con su afirmación de que los libros de texto se equivocan. Como profe de Física, ya he visto antes casos en los que la realidad no es tal y como la cuentan en algunos libros de texto. Cada vez tenemos más ejemplos: el caso del microondas, el del Puente de Tacoma Narrows (y su primo español), la fuerza de Coriolis, y otros más. Ahora puede que tenga que tachar otro ejemplo de mi lista. El caso es que me he puesto a bucear en busca de información, y he vuelto a la superficie cargado de caracolas interesantes.

La explicación tradicional se basa en el principio de Bernoulli. Este señor tan listo enunció hace ya muchos años la relación existente entre los diversos parámetros de un fluido, a saber: la presión P, la velocidad v, la densidad ρ y su altura h:

P + ρgh + ½ρv2 = constante

donde g es la aceleración de la gravedad; es la llamada ecuación de Bernoulli. La explicación clásica pasa porque el ala de un avión está diseñada de forma que el aire tenga que recorrer una distancia mayor en la parte superior del ala; de esa forma, su velocidad será más alta, su presión disminuirá, y el efecto será una diferencia de presión que empuja al avión hacia arriba. Esa es la que se suele denominar “explicación Bernoulli.” Hay una variante, llamada “explicación Venturi,” similar a la anterior: el aire se acelera en el extradós igual que lo haría en un tubo que sufre un estrechamiento. En realidad, considero que ambas explicaciones son equivalentes, ya que ambas están basadas en la misma ecuación, de modo que a efectos prácticos las tomaré como la misma.

Ninguna de estas explicaciones se considera válida. Tomaré el razonamiento de Yuri, que se explica la mar de bien. Contra la explicación Venturi, afirma que el extradós de un ala (la parte superior) no es una boquilla de Venturi. En contra de la explicación Bernoulli, afirma que la sustentación es muy inferior a la necesaria para levantar el avión; yo no he hecho los cálculos, pero voy a admitir este punto. En ambos casos se aduce también el problema del vuelo invertido: si la explicación Venturi/Bernoulli fuese cierta, ¿cómo podría un avión volar boca abajo? No suelen hacerlo, pero todos hemos visto videos de exhibición donde cazas a reacción o avionetas cruzan el cielo de forma invertida.

Una tercera explicación, que podríamos llamar “explicación Newton” sugiere que el aire, al golpear el ala por abajo, la empuja hacia arriba. Para verla en acción, no hay más que sacar la mano cuando vamos de pasajero en un coche. Ponedla horizontal, y no notaréis gran cosa; inclinadla un poco hacia arriba y veréis cómo la mano tiende a subir como el F-14 de Maverick. Paradójicamente, Yuri niega la explicación Newton afirmando que también hay aire en la parte superior. En efecto, la hay, pero no golpea el ala (o la mano) con la misma fuerza que el aire de la parte inferior, así que no podemos descartar esta explicación. Por otro lado, cuando la superficie del ala está horizontal, la explicación Newton no funciona, y en ese caso habrá que buscar otra cosa.

Finalmente (no porque no haya más, sino por no resultar cansino), una cuarta explicación se basa en el hecho de que el aire es un fluido viscoso, lo que hace que se pegue a la superficie del ala. La fuerza de atracción entre ala y aire empuja a éste hacia abajo, y por tanto eleva a aquélla. Es el llamado efecto Coandă, lo que nos permite bautizarla como “explicación Coandă.”

El problema es que ninguna de esas explicaciones es válida por sí sola, y cualquier intento por explicar el vuelo del avión en términos de “esto y no lo otro” se encontrará con dificultades. Alf, de Malaciencia, se lió un poco justamente por eso. Escribió un primer artículo abogando por la explicación Newton, y al día siguiente se decantó por una mezcla de Newton y Coandă, con un leve toque de Bernoulli, para acabar diciéndonos que no importa, porque Newton y Bernoulli son equivalentes. Como ven, incluso entre los mejores hay confusión.

Lo que es peor, ninguna de las explicaciones resuelve la cuestión de por qué un avión puede volar invertido. El punto filipino aquí es que cualquiera de los mecanismos anteriores que pudiese explicar el vuelo de un avión cuando va “cabeza arriba” invertirá de signo el efecto y tenderá a arrojarlo en picado cuando vuele “cabeza abajo.”

Es en este momento cuando el profe saca los bártulos. Por si os pica la curiosidad y no podéis esperar al final, os adelanto que la explicación correcta es… no, mejor paso de spoilers. Leed y aprended. Qué malo soy.

Comencemos con los dibujitos. En todas las explicaciones sobre la sustentación alar se introduce el corte de un ala, y esta no será una excepción. He aquí la sección aproximada de un ala típica (hay muchas), lo que veríamos desde el lateral del avión si Chuck Norris llegase y le diese un golpe de kárate al ala en la dirección longitudinal de la nave (de proa a popa):

El ala se mueve de derecha a izquierda, pero como lo importante es el movimiento relativo resulta más cómodo suponer que el ala está quieta y es el aire el que se mueve proveniente de la izquierda; es lo que se hace en los túneles de viento, por ejemplo. Sea como sea, el aire choca con la zona delantera del ala (el llamado borde de ataque) y se divide en dos flujos, superior e inferior. Las zonas superior e inferior del ala se denominan extradós e intradós, respectivamente. Finalmente, hay un parámetro muy importante, que mide el ángulo formado por el ala y la horizontal, llamado ángulo de ataque. En lo que sigue, vamos a suponer un ángulo de ataque pequeño. Hay otros parámetros de interés para calcular de modo detallado la sustentación de un ala, pero no entraremos en ellos.

Muy bien, comencemos. El aire se pone en marcha, y dos moléculas de aire (A y B) chocan con el borde de ataque. Una de ellas pasa por encima del ala y la otra por debajo. Cuando hayan pasado el ala, ambas moléculas volverán a encontrarse. Si seguimos el convenio de suponer ala fija y aire en movimiento, esta sería la trayectoria de ambas moléculas:

De ese modo, la molécula A ha recorrido una distancia superior. Si suponemos que no hay turbulencias, la ecuación de Bernoulli entra en acción y nos dice que la presión en el extradós es inferior a la presión en el intradós. Esta diferencia de presiones resulta en una fuerza neta hacia arriba. Cuando el avión haya carreteado y obtenido velocidad suficiente, la fuerza neta conseguirá superar el peso del avión, y allá vamos, hacia la inmensidad del cielo azul.

Bonita explicación. El problema es que es incorrecta. Para comenzar, he de confesar que les he mentido por omisión. La ecuación de Bernoulli arriba indicada es válida solamente en caso de un fluido ideal, en el que no haya fuerzas de rozamiento interno ni interacciones con otros objetos como la propia ala. Si tenemos un fluido ideal no hay sustentación por Bernoulli, y el flujo de aire será algo parecido a esto:

Como ven, las moléculas de aire chocan con el borde de ataque del ala y rebotan como si fuesen un puñado de canicas, pero ahora el flujo no se curva en el extradós siguiendo la superficie del ala. Para que eso suceda, necesitamos un mecanismo interno que ligue las moléculas de aire entre ellas para permitir una interacción entre las capas de aire, y en este caso no lo tenemos.

En un fluido real, debemos tener en cuenta el rozamiento interno, que recibe el nombre de viscosidad. Es un término que tiene relación con la facilidad o dificultad para que un líquido o un gas fluya. Un fluido muy viscoso fluirá con gran dificultad, como la mantequilla o el petróleo, en tanto que gases o líquidos poco viscosos como el alcohol fluirán con pocos impedimentos. ¿Recordáis los anuncios de la chica del futuro que nos trae la lejía? Se echa un pegote en la mano, lo mueve con un dedo y dice eso de “mira qué densa es,” como dando a entender que está cuajada de sustancias limpiadoras. En realidad debió haber dicho “mira qué viscosa es,” pero claro, a ver quién vende eso con semejante eslogan.

Imaginaos ahora que el aire que fluye por el extradós, por encima del ala, es como un conjunto de láminas que se deslizan unas sobre otras. Podéis hacer el experimento en casa: tomad un paquete de folios, poned encima la mano abierta, y movedla en la dirección paralela a la mesa. Veréis que el folio que estáis tocando se mueve mucho, los de más abajo se mueven menos, y el folio que está en contacto con la mesa no se ha movido. Cuando no hay turbulencia, las capas de aire se mueven así, como su fuesen láminas que se deslizan unas sobre otras; por eso se denomina régimen laminar.

Eso es bueno, porque ahora sí podemos dibujar bien las líneas de corriente alrededor del ala. La lámina de aire más cercana al ala no se mueve (es la llamada capa límite), y arrastra consigo a la lámina siguiente, que a su vez mueve la lámina adyacente, y así sucesivamente. El movimiento sería algo parecido a esto:

Ahora comenzamos a llegar a alguna parte. La viscosidad fuerza a las capas de aire a seguir el perfil de ala, y el efecto Bernoulli proporciona sustentación. Todavía tenemos que explicar dos fallos del presente razonamiento. Primero: la sustentación debida a Bernoulli (o a Venturi, que no nos vamos a pelear por eso) es numéricamente insuficiente para levantar un avión. Segundo: seguimos sin saber cómo diablos puede volar un avión de forma invertida.

Hay un efecto que incrementa la sustentación: la tercera ley de Newton, o ley de acción y reacción. Esta ley dice que si tú empujas algo en una dirección, ese algo te empuja a tí en sentido opuesto. Empujamos agua hacia atrás y nadamos; empujamos el suelo con tus zapatos y caminamos; empujamos aire caliente hacia abajo y el cohete despega. Bien, pues fíjense de nuevo en el movimiento del aire al pasar por el extradós:

Conforme pasa el ala del avión, lanza grandes masas de aire hacia abajo (fenómeno conocido con el nombre de downwash). Como resultado, esas masas de aire empujan al ala hacia arriba. Así de sencillo. En este caso, la curvatura alar en el extradós no solamente produce la sustentación por el efecto Bernoulli sino también por el efecto de acción y reacción, un doble efecto combinado Newton+Bernoulli. En cierto modo, recuerda la explicación Newton tradicional, pero con una diferencia: no es la masa de aire del intradós la que provoca la sustentación, sino la del extradós. El aire tira del ala hacia arriba en lugar de empujarle desde abajo.

Seguimos sin poder explicar cómo puede volar un avión boca abajo, así que algo falta. La explicación rigurosa exigiría echar mano de las ecuaciones de Navier-Stokes, auténtica artillería pesada que me niego a explicarles aquí (quiero que sigamos siendo amigos). Incluso aplicar la ecuación de Bernoulli en forma diferencial para una trayectoria curva se hace cuesta arriba, así que voy a limitarme a una descripción somera, sin ecuaciones.

Imaginemos una fina lámina de aire que se curva sobre la superficie del extradós. Para curvarla, hace falta una fuerza centrípeta. Esa fuerza implica una diferencia de presiones, y el resultado es que la cara inferior de la lámina de aire, la que está tocando el ala, tiene una presión ligeramente menor que la cara superior. Conforme nos alejamos del ala, las láminas de aire van teniendo valores de presión cada vez mayor, hasta que nos alejemos lo suficiente, caso en que la presión será la atmosférica. El resultado es que la presión en el extradós es menor que la atmosférica. En la otra cara del ala, la del intradós, sucede justamente lo contrario. Consecuencia: una diferencia de presión que sustenta el ala.

Esta explicación, que voy a llamar “explicación de Bernoulli CTQS (Como Tiene Que Ser)” recuerda levemente a la explicación tradicional: el movimiento de aire provoca una diferencia de presiones entre el intradós y el extradós, cuyo resultado es una fuerza neta de sustentación. Pero hay una diferencia fundamental: no hemos usado para nada la idea habitual de “el aire recorre mayor distancia por la parte superior que por la inferior.” Eso significa que incluso un ala de sección simétrica podría generar sustentación en determinadas condiciones.

Hay un detalle adicional que no he mencionado y que ahora puede ser explicado. ¿Recuerdan lo que les conté antes sobre las moléculas A y B, las que circulan por el extradós y el intradós, respectivamente? Se supone que ambas llegan al extremo del ala en el mismo instante. En la práctica, no es así: al reducirse la presión en el extradós, se acelera el aire, y la molécula A llega a la meta antes incluso quela B, a pesar de haber recorrido una distancia mayor:

Este es el tipo de efectos que el esquema Bernoulli tradicional era incapaz de explicar. En realidad, la ecuación de Bernoulli es tan sólo una aproximación, basada en el principio de conservación de la energía mecánica. Con viscosidad de por medio, el fluido pierde o gana energía extra por rozamiento tanto con las demás capas como con la propia superficie del ala.

Por fin vamos a poder responder a la pregunta de “¿cómo diablos vuela un avión en posición invertida?” Entra ahora en juego un parámetro que no hemos considerado hasta ahora: el ángulo de ataque. Como a estas alturas vamos sobrados, veámoslo con un ala de sección simétrica:

Imagen: Holger Babinski

Con ángulo de ataque cero, el movimiento del aire por el intradós sería igual que por el extradós, y por tanto no tendríamos sustentación ni por Bernoulli ni por Newton. Pero inclinemos un poco el ángulo que forma el ala con la horizontal:

Imagen: Holger Babinski

Como ven, las líneas de flujo de aire que hay a la derecha tienden hacia abajo (efecto Newton), y las de debajo del ala están menos juntas (efecto Bernoulli). Tenemos una señora sustentación como está mandado.

Ahora hagamos la pirueta Maverick para volar al revés. Es fácil. No hay más que poner el ala con un ángulo de ataque negativo, que nos daría una sustentación negativa:

Imagen: Holger Babinski

y acto seguido girar el avión 180º para ponerlo boca abajo. Ahora la sustentación negativa se convierte en positiva. ¡Tachán! Por supuesto, otra cosa es que la estructura del avión aguante, así que no intente hacerlo en un avión de pasajeros. Denzel Washington lo hizo recientemente, pero se trataba de una película. Por lo que he leído en foros de aviación, es dudoso que un avión comercial de pasajeros pudiera siquiera intentarlo. Dejaré este punto a los aerotrastornados expertos.

Un pequeño detalle que debe que tener en cuenta todo aprendiz a entrar en Top Gun es que lo dicho hasta ahora es solamente válido para ángulos de ataque inferiores a un valor determinado. Si el ala se inclina más aún, su capa límite de aire se despegará y se acabó la sustentación. El avión entrará en pérdida y mas valdrá tener a mano la palanca del asiento eyector:

Imagen: Holger Babinski

Lo más interesante de la explicación “Bernoulli CTQS” es que nos permite jugar con otros tipos de perfiles alares. Hasta ahora hemos jugado con perfiles plano-convexos o biconvexos. Fíjense lo que sucede cuando el intradós tiene forma cóncava:

Imagen: Holger Babinski

Las curvaturas de ambas superficies se combinan para dar una diferencia de presiones aún más alta que en los ejemplos anteriores, así como un flujo de aire saliendo en dirección hacia la derecha y hacia abajo. Este perfil proporciona una gran sustentación, y muchas aves se aprovechan de ello. Para que vean que esto funciona también con aviones, fíjense en la siguiente imagen, extraída del artículo de Anderson y Eberhardt. Se trata del Curtis modelo D tipo IV, el segundo avión adquirido por el ejército de EEUU, allá por 1911. El intradós y el extradós tienen la misma longitud, y sin embargo este bicho volaba.

Como conclusión, y para zanjar la polémica de una vez por todas: la explicación correcta es… todas las anteriores. Como ese viejo cuento en el que un grupo de ciegos palpa un elefante y cada uno siente un animal diferente, nosotros hemos estado viendo un problema desde diversos ángulos, y cada uno hemos llegado a una conclusión correcta, lógica… pero parcial. A partir de ahora, los profes de Física tendremos que dejar bien claro en el aula que la explicación Bernoulli contribuye, pero no se basta sola. Los diversos efectos que hemos visto en este artículo cooperan en la tarea común:

– Las capas de aire alrededor del ala se van curvando suavemente, produciendo una zona de baja presión en el extradós (explicación Venturi/Bernoulli)

– La curvatura de las láminas de aire se producen por la viscosidad del aire y la existencia de una capa límite (explicación Coandă)

– El aire saliente lleva una dirección inclinada hacia abajo, produciendo una fuerza hacia arriba en el ala (explicación Newton)

Y aquí paz y después gloria.

Referencias:

– Holger Babinksy, How do wings work? (PDF). Physics Education 38, 497-503 (2003)

– Holger Babinsky, How do wings work? Smoke streamlines around an airfoil (Video) Youtube, cuenta Francis WorldInsideOut

– David Anderson, Scott Eberhardt, A physical revision of flight; revisited (PDF)

Así vuela un aviónLa Pizarra de Yuri

¿Por qué vuela un avión? Microsiervos

Unos apuntes sobre “así vuela un avión” Enchufa2

Bernoulli no explica por qué vuelan los aviones (o sobre la circulación alrededor de un ala y cómo los libros de texto a veces se equivocan) Francis (th)E mule Science´s News

¿Por qué vuela un avión? Malaciencia, 14/9/2005

Bernoulli vs. Newton Malaciencia, 17/9/2005

 

76 Comentarios

Participa Suscríbete

detorrdetorr

no acabo de entender como puede el avion volar boca abajo. Lo que dices es que reorientamos y giramos el ala para cambiar el angulo de ataque?? como es eso posible?

Nestor

Tiene razón dettor en que la explicación de ese punto deja lugar a dudas. Parece que lo que dices es que para volar al revés el ángulo de ataque ha de ser negativo en primer lugar para que al girar sea positivo y cree sustentación. Pero si esto fuera así entonces el avión no podría volar “al derecho”. Otra cosa es que el avión tenga un mecanismo para variar el ángulo de ataque del ala en vuelo. No obstante hemos dicho que se puede volar con un ala perfectamente simétrica, por tanto parece que la sustentación provocada por el ángulo de ataque es despreciable frente al resto. Sería genial que aclararas este punto y si la duda es general que modificaras el artículo. Un saludo.

albertoalberto

Es que se ha dejado un punto importante en el tintero de su explicación: los flaps.

http://abcienciade.wordpress.com/201...-los-flaps/

Estos pequeños amigos te ayudan a conseguir la sustentación negativa, a golpe de timón, que necesites en un vuelo invertido, o a aumentarla o cambiarla durante las fases de vuelo.

Hay cazas de combate que además tienen alas con posibilidad de giro, lo cual consigue efectivamente el efecto que describe el autor, pero los flaps son más baratos, eficientes y fiables.

EdiesEdies

Sí, parece que falta un poco de información en ese punto. El resto del artículo me parece genial; en la universidad creo que no me lo explicaron mejor y sí, mejor no entrar en Navier-Stokes ni el factor de compresibilidad del aire (Recordad que el aire a velocidades supersónicas se considera un fluído incompresible y toda esta teoría se va al garete!).

Para que entendáis la influencia del ángulo de ataque. El ángulo de ataque viene directamente dado por la estructura del avión pero también por la posición de los mandos del piloto ya que es esto lo que el piloto modifica cuando tira o empuja los mandos del avión. No tengo a mano la documentación técnica pero os podéis hacer una idea en el siguiente enlace: http://www.manualvuelo.com/PBV/PBV17.html

Saludos.

EdiesEdies

Por clarificar una cosa; lo que el piloto modifica con los mandos no es directamente el ángulo de ataque (Esto, también, lo puede hacer por medio de los flaps del avión y se hace en aterrizaje y despegue pero no de lo que se habla aquí) si no el ángulo del timón de profundidad situado en la cola del avión. Al cambiar el equilibrio de la cola del avión el avión gira entorno a su centro de masas y pica el morro hacia arriba/abajo cambiando la incidencia de las alas (el ángulo de ataque) con respecto a su línea de movimiento.

Saludos.

CasperCasper

A ver si consigo aclarar un poco el tema del vuelo invertido.
El efecto del ángulo de ataque es muy importante, no se debe despreciar. Un perfíl simétrico con ángulo de ataque nulo no puede volar porque no genera sustentación. Un perfil simétrico genera sustentación cuando se coloca con ángulo de ataque no nulo, positivo o negativo y generará la misma magnitud de sustentación, si el ángulo es positivo “hacia arriba” y si es negativo “hacia abajo”.
Por eso un avión con perfil simétrico puede volar en invertido, lo hace levantando el morro para poner las alas con ángulo de ataque positivo. Si os fijais, los aviones en vuelo invertido llevan el morro “levantado”.
Los perfiles no simétricos también pueden volar en invertido, pero como el efecto del resto de parámetros generaría una sustentación negativa, necesitas un gran ángulo de ataque para volar en esa posición y puede producir que aparezca la “pérdida” de la que se habla en el artículo.

Imaginad un trozo de cartón plano, cuando sopla el aire se levanta, simplemente porque no está en paralelo con la dirección del viento.

saludos

PedroPedro

En mi opinión, no he visto que se haya tenido en cuenta que un avión convencional, tiene otras superficies horizontales moviles que sirven para hacer subir o bajar el avión, éstas superficies de mando de vuelo, también tienen su acción para contrarestar el efecto de sustentación negativa en el vuelo invertido, haciendo que el eje longitudinal del avión no coincida con la trayectoria de vuelo nivelado, minimizando la sustentación negativa en éstos casos. Hay que tener en cuenta la gran cantidad de perfiles alares posibles, haciendo diferentes a los aviones segun sea su perfil alar, desde los hipersustentadores a los simétricos, así como el distinto ‘grosor’ del perfil, de manera que cada cual está pensado para una performance específica de cada tipo de avión, por eso los hay tan diferentes, unos para transportar carga comercial, otros para vuelo acrobático y los ultra rápidos como los cazas supersónicos, que su perfil alar suelen ser simétricos y delgados, consideradas sus alas como simples ‘aletas’ debido que su vuelo está basado en la gran potencia de sus motores, como si de misiles se tratara…
Un saludo

Damian

Para volar invertido hace falta que: a) el avión tenga un ala simétrica (como tienen algunos aviones acrobáticos) o b) se varíe el ángulo de ataque, para ello, el avión tiene que “subir” un poco el morro (solo lo pueden hacer pilotos con mucha experiencia).
Pero el principal problema de volar invertido es mantener los líquidos del avión (combustible y aceite, sobre todo) fluyendo!
Los aviones acrobáticos vienen preparados para ello, un avión normal no siempre tiene esta capacidad.

SubotaiSubotai

El mejor ejemplo era la diferencia en combate aéreo entre un Messerschmitt Bf109 y un Spitfire. El primero podía picar directamente porque su sistema de inyección en los motores, le seguís mandando combustible a pesar de las G’s negativas. El Spitfire tenía que hacer medio tonel y entonces picar, para mantener el motor alimentado

Juan CarlosJuan Carlos

Imagínate volando tranquilamente a lomos de una máquina con el perfil alar que ilustra el párrafo en cuestión, si inclinas el morro hacia abajo (imagino que se hará con algún mecanismo en la cola del aparato) hasta que las alas ataquen con el ángulo de la figura ya estás con sustentación negativa porque como sigas así el suficiente tiempo te estampas. Si reaccionas a tiempo y ruedas hacia el lado hasta colocarte cabezabajo esa sustentación negativa se convierte en positiva porque no giras en plano sino que se experimentaría un cabeceo. Yo no me imagino o el avión, ni siquiera el ala entera, tan sólo el perfil de la figura y un “cono tumbado” donde el vértice es el extremo fino del perfil y la base es el círculo que haría el extremo grueso al dar una vuelta completa. Visto desde nuestra perspectiva la zona inferior de este cono tumbado es como va el avión bocarriba en dirección al suelo y la parte de arriba del cono sería ir bocabajo y sostenerse. Al menos es lo que he entendido yo, porque no sé mucho de aviones.

DanielDaniel

Buena explicación, gracias!
Con respecto al punto final de los perfiles curvos. No solo en 1911 se utilizaba el principio. De hecho en la aviación comercial actual también se utiliza. Como? Consiguiendo que el perfil cambie según la etapa o condición de vuelo. Para ello se utiliza un sistema de dispositivos hipersustentadores llamados Flaps de Fowler. Dichos dispositivos no solo cambian el perfil alar si no que aumentan el angulo de ataque. (Como referencia, la definición de ángulo de ataque es el ángulo formado por la corriente libre de aire y la cuerda aerodinamica media. Esta última es la línea imaginaria formada por el borde de ataque y el borde de fuga. Al bajar el borde de fuga se incrementa el ángulo de la cuerda aerodinámica media (MAC))

Para agregar un poquito a la explicación quisiera decir que la ecuación de sustentación de un perfil es: L = 1/2p v2 A Cl
L = Lift (sustentación)
p = densidad del aire
v = velocidad
A = superficie alar
Cl = coeficiente de sustentaición deribado del perfil alar.

Visto esto el piloto solo tiene en su poder para cambiar la sustentación variar la velocidad o el ángulo de ataque. El resto viene prefijado en el avión.

Para Nestor que consulta como es posible cambiar el ángulo de ataque en vuelo con un perfil simétrico al volar invertido. Simple, con los timones de profundidad que hacen que el avión rote sobre su eje transversal (o dicho en español que se encabrite o que pique)

SD2!

detorrdetorr

Gracias por las aclaraciones. Con tanta ala de por medio se me pasó que van pegadas a un avion y que éste puede inclinarse también.

tonyontonyon

¿como puede volar el avión “boca abajo”?. ¿Que es eso de cambiar el angulo de ataque?. El empenaje horizontal, la cola, está para algo. Los timones de profundidad son los que sirven para aumentar o disminuir el angulo de ataque del ala al viento relativo que circula por el extrados y el intrados. En vuelo normal, menos presión arriba y más presión atmosférica debajo del ala, y en vuelo invertido a la inversa.

nelson matiasnelson matias

miren el tema es mas sencillo de lo que parece. deben saber que lo primero que un avión necesita para volar es velocidad la cual es proporcionada por el motor con su hélice o con una turbina soplando hacia detrás, luego de tener la velocidad necesaria (que va a variar dependiendo de el peso del avion y el tamaño de el ala de cada avión) se aprovecha el aire que pasa por debajo de las alas a sabienda de que el ala nunca estará derecha horizontalmente en la parte de abajo siempre habra una inclinacion dependiendo de la velocidad a la que se encuentre el avion en ese momento, por eso los aviones muy grandes cuando van a baja velocidad van muy inclinados para obtener mas cantidad de aire en la parte de abajo de sus alas. y con relación al diseño de el ala del avión (el borde de ataque). simplemente es para lograr que el aire se valla por encima de la mayor parte de ala (me refiero a la parte de arriba del ala) y halla menos fortaleza del aire en esa parte de el ala. deben tomar en en cuenta que cuando un avión vuela invertido el angulo del avión completo no es el mismo que con el avión derecho, estaría mas caído en la parte de atrás para lograr que el ala adquiera la postura necesaria. les dejo saber que soy fabricante de aeromodelos y he fabricado todo lo que se me venido a la mente y todo a funcionado perfectamente, claro basándome en estos principios que para mi son exactos. espero le sirvan.

Enrico LucarelliEnrico Lucarelli

Mira Nelson, la cosa no es del todo tan sencilla como tu dices. De hecho, lo tu dices es lo que creía Newton hace más de 200 años. De ello dedujo su famosa ecuación de proporcionalidad con el seno al cuadrado. Ese error persistió mucho tiempo (la autoridad de Newton no era cosa que uno pusiera en duda así como así) hasta que estudios más exactos demostraron que ese planteamiento estaba totalmente equivocado.
Verás, tienes razón al decir que el ángulo es determinante para la sustentación. Pero en lo demás, según todos los libros, estudios, y experimentos realizados hasta la fecha, te equivocas:

1. La velocidad es proporcionada por un motor? Perdona, pero los planeadores, las alas delta, etc. vuelan sin motor. De hecho no hay un solo avión que deje de volar solo porque se apague el motor. Irá perdiendo poco a poco altura, pero seguirá volando, es decir, sus alas seguirán generando una sustentación igual a su peso.

2. El aire que pasa por debajo del ala precisamente es la que menos influye en la generación de la sustentación. Casi toda la sustentación se debe a la masa de aire que pasa por encima del ala y es deflectada hacia abajo.

3. La prueba la puedes ver en cualquier gráfico que represente la presión encima y debajo del ala. Ese es un hecho tanto teóricamente como experimentalmente harto probado. Casi toda la fuerza de sustentación se debe a la baja presión que se genera en la parte de arriba del ala. Mira un caza bombardero. Alguna vez has visto alguno que tenga las bombas colocadas encima de las alas? Por su puesto que no. En cambio por abajo puede parecerse a un árbol de navidad y seguir volando. En todos los aviones lo que siempre más se cuida es que sean muy limpios aerodinámicamente por la parte de arriba (extradós).

4. De hecho, si el perfil es asimétrico, tu avión puede volar teniendo la superficie de abajo sin ofrecer ningún ángulo al flujo del aire, es decir, un avión con perfil asimétrico puede volar sin que se genere ninguna sobre-presión abajo: a partir de cierta velocidad vuela solo gracias a la depresión que se genera arriba. El flujo de arriba es deflectado hacia abajo, y el que pasa por abajo prácticamente “resbala” quedándose tal cual. Por debajo de esa velocidad… pues si, el intradós tiene un ángulo positivo y se produce cierta sobre-presión en el intradós, pero es siempre insignificante comparada con la de-presión que se produce en el extradós.

5. Todo esto también explica la existencia del ángulo de pérdida: es aquél a partir del cual el aire que pasa por arriba se le pide que se deflecte en exceso: la capa límite se separa, el aire deja de quedarse pegado a la superficie superior y en su lugar se producen turbulencias, y la sustentación se acaba. Según tu teoría, al ser el ángulo ofrecido por la superficie de abajo mayor que nunca la sustentación debería ser mayor que nunca, y ya ves, en cambio el avión se desploma.

nelsonnelson

ok Enrico te entiendo perfectamente y te doy la razón en cuanto a los libros y todo, a sabiendas que ya existen muchos manuales modernos que estan mas inclinados a la tercera ley de Newton. pero te diré esto. debes saber que los planeadores aprovechan la fuerza de una determinada velocidad de viento para poder mantenerse en el aire, los aviones se mantienen en el aire luego de apagarse sus motores mientras le quede la velocidad minina que le va quedando por el impulso que llevaba antes de que los motores dejaran de funcionar.
estoy claro que hay succión encima del ala, por no con el porcentaje que se le atribuye.
pero te diré mi conclusión.
una cosa es volar lento y otra es volar rápido.
un avión por ejemplo un cessna 172 es un avión de vuelo lento, jamas existirá en este avión el angulo cero en la parte inferior del ala, se que aun en este vuelo tenemos succión en la parte superior del ala pero la mayor parte la proporciona el el empuje en
la parte inferior.
a alta velocidad solo con la succión encima del ala
el avión se mantendrá en vuelo pero es mas por la velocidad que por la sustentación.
si me muestras por lo menos una foto de un avión volando a baja velocidad con ala en angulo cero entonces te entenderé.
si me levantas un helicóptero sin soplar hacia abajo te entenderé.
cuando saque una mano en un vehículo a mas de 80 k/h y deje de sentir esa masa de aire que golpea la parte inferior de mi mano que me la empuja hacia arriaba te entenderé y daré toda la razon.
sabes me gusta debatir este tema sanamente. un abrazo y respondeme para seguir.

ajmajm

A ver, aclaremos el asunto del vuelo invertido, que parece que cuesta (a lo largo de todo el foro).

Todo perfil, sea simétrico o no simétrico, tiene una dirección que llamamos “Línea de sustentación nula”. Es la dirección en la que, cuando incide la corriente, el perfil no genera sustentación.

Esta dirección depende principalmente de la curvatura. Cuando ésta es nula (en un perfil simétrico), es fácil ver que en extradós e intradós del perfil, la corriente se acelera igual, por lo que no hay ni diferencia de presiones (según Bernoulli) ni deflexión de estela (según Newton).
Con una corriente que incida por debajo de esa línea (ángulo de ataque positivo), la sustentación es positiva, y cuando la corriente incide por encima de esa línea (un ángulo de ataque negativo), la sustentación es negativa (http://static.naukas.com/media/2013/...egativo.jpg No he encontrado una figura con perfil no simétrico, pero sucede igualmente). Y eso sucede indistamente, sea un perfil simétrico o no. Esta figura demuestra que ante un ángulo de ataque negativo, se genera una sustentación negativa (incluso en perfiles no simétricos): http://www.lapizarradeyuri.com/wp-co...ataque1.jpg (que por cierto tiene una errata, pues no es la sustentación sino el coeficiente de sustentación -es adimensional- el que se representa. Y también por cierto, la línea de sustentación nula es la que hace el coeficiente de sustentación nulo, igual a 0)

Cabe resaltar que un avión se comporta bastante parecido a un perfil (aunque sustenta menos para el mismo ángulo de ataque), y por eso la gente los está comparando indistintamente, aunque no lo hagan notar. Pues de la misma forma, el avión tiene una línea de sustentación nula parecida a la del perfil.

Y esta es la explicación de que aviones con perfiles simétricos o no simétricos puedan volar en invertido:
“LA AERODINÁMICA NO DEPENDE DE LA ORIENTACIÓN ESPACIAL”

Eso quiere decir que, sea en crucero, en invertido, en subida, a cuchillo, descenso en picado… la sustentación aerodinámica durante el vuelo de la aeronave depende de sólo 3 factores: densidad de la corriente, velocidad de vuelo y ángulo de ataque.

Si logras con los controles del avión (en general sólo se tiene 3 controles aerodinámicos -alerones, elevador y timón dirección- y 1 propulsivo -el motor) mantener el ángulo de ataque (para controlarlo se usa el elevador o timón de profundidad) adecuado, se puede mantener un vuelo invertido.

Ahora puede ser útil una maqueta (o tu mano mismamente) si no se tiene buena visión espacial:
Elige una dirección (una línea) fija del avión, que será la línea de sustentación nula. Coloca el avión en vuelo invertido de forma que esa dirección esté horizontal. Levanta un poco más el morro con respecto a la horizontal.
Acabas de conseguir crear un ángulo de ataque negativo (es la distancia angular entre la corriente y la línea de sustentación nula), que genera una sustentación negativa (hacia las patas del avión), y que a una cierta velocidad será una fuerza opuesta a la gravedad, por lo que no se acelerará hacia el suelo.
Eso es un vuelo invertido.

Por cierto, sí que soy ingeniero aeronáutico ;-p
Estos servicios de consultoría normalmente se cobran, pero en fin… lo haré por amor al arte y al conocimiento: 0 $ :-(
xD

Un saludo!! y preguntad si os habéis quedado con alguna duda.

ajmajm

ah, y aclaro otra cosa:

TODOS las teorías de la sustentación son exactamente iguales, y todas son válidas:

Según Newton, si no hay deflexión de estela (fuerza de acción) no hay variación en el movimiento del aire, y no puede haber variación (una fuerza de reacción) en el movimiento del avión.

Según Bernoulli, si no hay diferencia de presiones en el aire a lo largo del ala, no hay sustentación, y sin sustentación no hay cambio en el movimiento del aire, y no hay deflexión de estela
(Por cierto, hay anécdotas geniales sobre los Bernoulli, xq eran una familia que se peleaban por descubrir cosas – matemáticas y física están llenas de sus nombres-, y se robaban las ideas y los inventos xD)

Según Kutta y su circulación del aire alrededor del perfil, es una teoría casi idéntica a Bernoulli. La circulación mide la velocidad alrededor del perfil, y acaba siendo la misma teoría que Bernoulli de diferencia de presiones.

Y la teoría del ala de Prandtl sólo añade un detalle adicional: que la deflexión de estela (o la circulación) de un perfil puede afectar a la corriente que llega a otros perfiles.

Y Navier-Stokes es la base fundamental de la mecánica de fluidos, pero esa queda fuera del alcance de la mayoría, y está a un nivel superior que la aerodinámica. Y por contenerla, también se explica a través de ella todas las teorías aerodinámicas de la sustentación.
Al fin y al cabo, Navier-Stokes es el equivalente a las 3 leyes de Newton para medios fluidos, y no rígidos. (y por el cambio de esa simple palabra: rígidos -> fluidos, hay una ligera variación en la complejidad de las ecuaciones)

Bueno, en realidad las 3 de Newton sólo es equivalente a 1 de ellas: conservación del momento lineal
Os las dejo para comparar:
http://es.wikipedia.org/wiki/Leyes_de_Newton
http://es.wikipedia.org/wiki/Ecuacio...vier-Stokes

si algn le apetece profundizar (xD)… que pregunte
saludos!!

LaertesLaertes

Siento contradecirte pero ese 707 no está volando en invertido, está haciendo un tonel y bastante malo por cierto ya que no mantiene la altitud como se debe hacer en un tonel. Además como dice el piloto mismo está continuamente manteniendo 1 g por lo que no se le corta el combustible. Es decir, de vuelo invertido nada de nada aunque por un momento el avión esté invertido.

Volar en invertido es mantener esa posición durante cierto tiempo sin perder altitud y con g 0 o negativa. La mayoría de los aviones no están diseñados para mantener el vuelo invertido y se les corta el combustible y/o el aceite. Esto es la limitación principal, aparte de la incomodidad de ir boca abajo. Sólo los aviones acrobáticos y algunos cazas tienen capacidad de vuelo invertido, normalmente limitada a no mucho tiempo.

Ejemplo de avión acrobático:

sydsyd

Ese barrel roll salvó la aviación civil tal y como la conocemos 😀

narshenarshe

Me ha parecido genial la explicación. Adaptada a mis conocimientos en los que había visto todas las teorías anteriores y casi las había olvidado, especialmente la de Navier-Stokes, que sí recuerdo que era un chorizaco infumable…
Me he tenido que reír mucho con tus comentarios. Felicidades, Arturo. Desde hoy tienes una seguidora.

pilot7pilot7

Muy buen articulo aunque lioso, todos los perfiles excepto los de las tres ultimas fotos son simétricos como los que usan los aviones acrobáticos. Para volar invertido solo hay que darle la vuelta al avión y apuntar un poco hacia el cielo, la sección del ala y distribución de fuerzas seria exactamente como la de la octava Imagen, pero tu estarías dado la vuelta por debajo del ala (con Ala Baja).

elvecinodelquintoelvecinodelquinto

No habría que mencionar la circulación? Cómo explicarías el efecto Magnus?

MIGUELMIGUEL

Me parece muy bien ser así dediplomáticos y meter todas las explicaciones en el saco (oye, que lo son), pero al final lo principal, sobretodo en el vuelo invertido es le ángulo de ataque -> Newton.

LaertesLaertes

Aunque las alas con perfil no simétrico pueden volar con ángulo de ataque cero e incluso negativo.

MIGUELMIGUEL

No es lo mismo en el sentido de que para el no invertido puedes tirar más del perfil del ala, pero para el invertido tienes que coger un perfil simétrico y depender más de Newton.

renecoreneco

Ahora que lo mencionan no se si existen aves que vuelen invertido por cierto tiempo, de todas manera el proceso de desarrollo de la aviación es por fuerza un desarrollo de tipo empírico (prueba y error), hace pocas décadas tenemos los computadores para hacer simulaciones teóricas que sirvan para hacer cosas practicas en este campo

Enrico LucarelliEnrico Lucarelli

Una simple curiosidad al caso: sabíais que el tan famoso “teorema de Bernoulli” no lo formuló Bernoulli? Adivinad quien fue. Pues sí, ese abusón de las matemáticas llamado Euler. Digo “abusón” porque fue tan prolífico y creativo que casi no le dejaba nada por descubrir a los demás. Bernoulli planteó el problema de la velocidad a la que saldría el agua de un contenedor de agua que tuviera un orificio lateral en el fondo, con un tubo apuntando horizontalmente. En ese estudio en ningún lugar aparece su famosa ecuación. Es solo cuando Euler retoma ese estudio y lo amplía (ambos eran buenos amigos) que aparece por primera vez la famosa expresión tal y como la conocemos.

JMJM

Gracias a todos por las explicaciones!, como no puedo aportar nada nuevo un sencillo “¿experimento? jajaja” para mostrar de forma práctica el efecto Bernoulli:

Sujetad un folio con la mano agarrándolo entre pulgar e indice (más que nada para que no se caiga 😉 ) dejando el resto sobre la mano y lógicamente “colgando a partir del meñique”.

Soplad por encima del folio y veréis como se levanta….

Saludos y gracias por la web!

FernandoFernando

Muy buenas. Aunque os sigo desde hace tiempo, esta va a ser mi primera entrada.
Soy piloto privado, y aunque mis conocimientos de fisica son discretos, creo que puedo aportar algo de informacion que le puede resultar interesante a algún que otro AEROTRASTORNADO, como yo.
1º. Aunque en la escuela de pilotos nos enseñan que las leyes descritas por Bernoulli, son las causantes de la sustentación de la aeronave. Estoy de acuerdo con este articulo, y tambien pienso que es la combinación de todas estas fuerzas las que finalmente permiten que se haga realidad la “Magia de volar”…
2º. Sobre lo que comentais sobre las diferencias del perfil del ala.
El perfil varia en funcion de las performances que se requieran en el momento del diseño de la aeronave.
Un avion acrobatico suele tener un perfil simetrico. Esta configuracion no es la mas ventajosa para una optima sustentación, pero le permite adoptar posiciones anormales en vuelo. Hay que destacar que estos aviones están provistos de motores muy potentes, y que en gran parte de sus maniobras son posibles gracias a su tremenda relación, peso/potencia.
Si le preguntais a cualquiera que opere uno de estos aviones, podra afirmaros que un avión acrobatico planea mas o menos igual de bien que una maquina de escribir… :-(
Esto es porque estos perfiles alares necesitan de mayor velocidad para mantener sustentación o en su defecto, pueden volar mas lento levantando el morro, consiguiendo así cambiar el angulo de ataque del ala para conseguir mayor sustentación.
Esta ultima aptitud en vuelo produce mayor rozamiento por lo que dependemos exclusivamente del motor para mantener la velocidad y la preciada sustentación.
En las pequeñas aeronaves de aviacion general, normalmente prima la sustentación a las velocidades que un “Pequeño motor de entre 120 a 200 c.v.” puede mantener. Normalmente unos 90-120 Knots. Por lo que el perfil suele ser mas curvado hacia el extrados.
3º. Un avion comercial puede hacer mas cosas de las que pensamos, y aunque estructuralmente no esta preparado para ciertas maniobras, siempre puede sorprendernos. Aqui una demostracion de ello:
http://www.youtube.com/watch?v=AaA7kPfC5Hk
Aunque realmente no es un vuelo invertido, es una maniobra que seguro que ninguno quereis experimentar en un vuelo de camino a unas agradables vacaciones.
He visto la pelicula del amigo Denzel, y aunque la verdad es que no tengo conocimientos suficientes para afirmar si se puede o no mantener la integridad estructural de un cacharro de esos en invertido ( aunque estoy seguro que el manual dice que no se intente )… Uno de los puntos que normalmente no se tienen en cuenta es que los depositos de combustible y las bombas que lo mueven por los circuitos hasta llegar a los motores estan diseñados para funcionar con una fuerza de gravedad Positiva. Si invertimos el vuelo, experimentaremos una fuerza G negativa por lo que el liquido de los depositos se posaria en la parte superior de este, estando los conductos en la parte inferior y perdiendo el suministro, por lo que tendremos una parada de motor impepinable…
Para mantener el vuelo invertido dependeriamos mucho de la propulsion, ya que habria que mantener el morro en una posicion muy elevada ( en este caso, con los pies arriba ), para conseguir el angulo de ataque optimo para continuar volando, por lo que sin motor vamos muy mal…
Ya digo que no veo muy probable esta hazaña, pero estoy seguro que con las modificaciones oportunas, habra algun intrepido por ahí que este dispuesto a intentarlo. ( Habra que hablar con los de RED BULL ).
4º. Un interesante video que muestra como el flujo de aire en el extrados ha de ser laminar, en cuanto deja de serlo perdemos la sustentación lo que proboca la entrada en perdida ( stall ).
http://www.youtube.com/watch?v=4v5kNpWhSUg
Esto lo enseñan en la escuela colocando pequeños fragmentos de cuerda fijados al ala. Es curioso ver como las cuerdas se van separando del plano superior poco a poco, hasta que se genera la turbulencia, justo antes de que suene el “PIIIIIIIIII” y empiezes a caer como una piedra y el estomago se te suba a la garganta…
Recuperar estas situaciones es bastante mas facil que lo que la gente cree, y hay que forzar un poco la situacion para que esto ocurra. Lo realmente peligroso es entrar en perdida a una baja altitud, ya que para recuperarla necesitaremos sacrificar unos pocos de metros de altura…
Por cierto, es usual encontrar que el perfil del ala cambia a lo largo del plano. Por lo que la perdida no se produce de golpe en todo el ala. En los primeros momentos de la perdida, cuando la primera parte del ala ya sufre turbulencias, se nota una vibración intensa en las superficies de control. Esto resulta muy util, ya que ademas del aviso sonoro ( que puede no funcionar ), la aeronave te avisa de que estas muy al limite y tienes que compensar bajando el morro o aplicando motor suavemente o ambos.

Evidentemente hay muchos otros factores a tener en cuenta y algunos muy interesantes, pero que ahora no vienen a cuento.

Espero que a alguien le pueda resultar de interes todo esto.

Saludos a todos.

Enrico LucarelliEnrico Lucarelli

Interesante comentario JM. Más que nada porque el experimento con el folio que propones es precisamente un ejemplo de lo que NO es correcto explicar aplicando el teorema de Bernoulli. Y es que el teorema de Bernoulli consiste simplemente en aplicar la la ley de conservación de energía a cada elemento de volumen. En consecuencia, el teorema de Bernoulli no se cumple si existe fuente o sumidero de energía a lo largo del fluido en estudio. Si soplas con la boca estás aportando energía, y por lo tanto la igualdad de Bernoulli no se cumple.
En el libro: “Understanding Flight” de David W. Anderson y Scott Eberhardt explícitamente usan el ejemplo que tu propones como un fenómeno que no es correcto explicar aplicando el principio de Bernoulli.

JMJM

Gracias Enrico, desconozco el tema y me puse a “
monear” a partir de lo leído. Espero no haber confundido a nadie, y desde luego yo con tu comentario he aprendido algo nuevo!. Disculpas a quién pueda haber líado, pero no era mi intención, siempre es mejor quedar como “bobo ;-)” y evolucionar que crreerse listo y no tener ni idea :-)

Un cordial saludo y gracias de nuevo. Un abrazo!

Marcelo PoseMarcelo Pose

momento que soy lento. con la explicación logo entender como un avion logra volar y como logra volar en forma invertida. ya que invertimos el avion pense en las demás formas que vi volar un avion como ser boca abajo (en picada) y es la mas facil de entender, simple gravedad; y boca arriba como los aviones con motores muy poderosos como los acrobáticos o los jets y la explicación seria similar a la de los cohetes. pero como es que logran volar de costado????? eso si que no lo entiendo y me inclino por la teoria mal descartada, brujería.
foto y video de ejemplo:
http://www.rcmadrid.com/images/HAN4750-2.jpg

http://www.youtube.com/watch?feature...EOxpNBH7qU#!

saludos

LaertesLaertes

El video que has puesto es de un modelo acrobático de radiocontrol. En estos aviones la relación empuje/peso es inmensa y ni siquiera necesitan alas para mantenerse en el aire. En un momento del video se ve incluso cómo está colgado de la hélice como si fuera un helicóptero.

Respecto a tu pregunta de cómo se vuela de costado (a cuchillo, en términos aeronáuticos), no todos los aviones lo pueden hacer manteniendo la altitud. Pero al hacerlo parte de la sustentación la genera el fuselaje y el resto el motor, ya que para volar a cuchillo el morro se eleva mucho y el avión va como colgado de la hélice.

ajmajm

Sí es “cuchillo” xD
y eso, aparte de usar el timón de dirección como si fuese el elevador, para controlar el “ángulo de ataque” (que en realidad es resbalamiento del avión) ;-p
Se puede ver en la foto que el mando direccional está deflectado.
Una (pequeña) parte de la sustentación la produce el fuselaje (en forma de resistencia aerodinámica), otra parte la ejerce el estabilizador vertical con el timón de profundidad (sustentación de un perfil simétrico con ángulo de ataque – aunk aquí ya no queda nadie al que enseñarle) y la parte final la ejerce el motor (que debe ser un buen porcentaje del total)

Y aunque no estén las fuerzas perfectamente equilibradas, siempre queda la posibilidad de dejar que la gravedad acelere un poco el avión hacia el suelo ;-p (NOTA: no intentar en casa)

marcelo posemarcelo pose

estoy de acuerdo con que es un modelo de radiontrol, lo puse justamente para mostrar que con el empuje necesario (a lo bestia por decirlo más claro) puede volar un ladrillo. un avion usa una combinación de factores que le permiten hacerlo, si por alguna razón alguno de esos factores no son suficientes se compensa mejorando los otros. hay mil ejemplos que pueden ser usados para “demostrar” que un factor no es lo que logra mantener el avion en el aire, por ejemplo el angulo de ataque de las alas que es muy interesante la explicación pero cuando el avion vuela boca abajo se cae toda la teoria (si no agragamos el resto de los factores)

Luis GLuis G

Pues a pesar de que os pueda parecer una linea poco científica, os aseguro que este video me enseño la primera pauta para empezar a entender el vuelo de objetos más pesados que el aire.
Dadas las condiciones apropiadas, cualquier objeto puede volar.
Merece la pena verlo entero pero lo principal entre los minutos 1.00 y 2.00

Ese mismoEse mismo

Buenas,
Reconociendo que no soy físico ni ingeniero aeronáutico, lamento decir que esta explicación no está a la altura de su título. Desde luego que queda muchísimo por aclarar y explicar. No pretendo ser un talibán, solo decir que hay que remontarse a algo muy anterior que el perfil alar para ir a los principios de la aerodinámica antes de poder entender más o menos cómo es la dinámica de vuelo.
Algunos de los links que hay en los comentarios (los más “densos”) se aproximan mejor al tema. Y no es que dude de la capacidad del autor, es que como piloto comercial, habiendo estudiado durante 3 semestres universitarios el tema todavía no soy capaz de entenderlo del todo. Para el que realmente esté interesado recomiendo el siguiente “tostón”: http://www.paraninfo.es/catalogo/978...s-del-avion Aunque desde ya aviso, hay que ser muy bueno en física o tener un muy buen profesor para poder digerir estas 600 páginas.
Saludos.

Enrico LucarelliEnrico Lucarelli

Hola a todos,
Llevo 25 años apasionado por la aviación en general, y en particular por la práctica del ala delta. También vuelo en ultraligero, y hace unos años me lancé a la loca aventura de sacar la licencia ATPL. Lo hice en Alemania, con las prácticas en Alemania y Florida. La experiencia fue apasionante. Una de las cosas de las que disfruté muchísimo fue con los conocimientos prácticos que me proporcionó, pero también con el estímulo que me supuso para la búsqueda por mi cuenta de respuestas teóricas más rigurosas y completas.
Cuento esto para previamente dejar claro que el tema “porqué y como vuela un avión” me apasiona sobremanera (además de volar en sí, claro). Así que, aprovechando que tengo muy solida base en matemáticas y física (soy ingeniero de telecomunicaciones, y ahí de matemáticas se aprende un rato, y la física es otra de mis pasiones) me lancé a ahondar en los temas teóricos de la aerodinámica. Entre otros motivos que me movieron a darle muchas vueltas a este tema es que me embarqué en la aventura de inventar, diseñar, y fabricar un aparato de vuelo. Para ello tuve que hacer no pocos números, y de paso investigué los principios de la aerodinámica más a fondo de lo estrictamente indispensable. Ese conocimiento fue muy útil para darme cierta “tranquilidad” el ineludible día en el que tuve que montarme en el aparato y volarlo. El que quiera puede comprobar que el “maiden flight” fue un éxito, viendo el video que colgué en Youtube: http://www.youtube.com/watch?v=tZHODwzBrRw
Uno de los aspectos del “porqué vuela un avión” al que he prestado permanentemente mucho interés es el de por qué precisamente esta cuestión parece ser tan difícil y controvertida de explicar. El estudio de la evolución histórica del conocimiento de la dinámica de fluidos me ha ayudado mucho a entender esta cuestión, y a entender la causa de tantas explicaciones incompletas y a veces incluso equivocadas que abundan, incluso a veces en la literatura supuestamente seria.
El matiz fundamental que quisiera aquí trasmitir es el siguiente: la explicación de un fenómeno físico en general suele llevar implícita dos perspectivas. Una es la perspectiva cualitativa. Desde esta perspectiva esperamos una respuesta del porqué de un fenómeno que se fundamente en los principios fundamentales con los que estamos familiarizados: las leyes de Newton, la ley de gravitación universal, la ley de conservación de energía…
La otra perspectiva es la cuantitativa. No basta con poder explicar un fenómeno cualitativamente, uno espera poder explicarlo cuantitativamente, ponerle números, saber describir cuantitativamente lo que ocurre o va a ocurrir.
Lo normal es que estas dos perspectivas no se distingan mucho entre sí, es más, lo normal es que esta distinción sea incluso inapreciable.
En dinámica de fluidos estas dos perspectivas resultan ser muy distantes entre sí. Lo paradójico es que los principios físicos en el que se fundamenta son bastante sencillos. Cualquiera que sepa algo de física los conoce. Sin embargo las ecuaciones que se derivan de esos sencillos principios, y que describen el comportamiento de un fluido y las fuerzas que genera al aproximarse a un sólido, son extremadamente complejas. Las famosas ecuaciones de Navier-Stokes son ecuaciones diferenciales no lineales en derivadas parciales: dan teóricamente una respuesta cuantitativa exacta, pero son un horror para resolverlas (el que quiera ganarse un millón de dólares solo tiene que encontrar solución a una de las preguntas que plantea el instituto de matemáticas Clay relativa a estas ecuaciones). Hasta que no existieron unos ordenadores capaces de resolverlas numéricamente, estas ecuaciones tenían relativamente poca utilidad práctica.
Porqué es tan complicado describir un fluido en movimiento? Pues porque las partículas que lo componen interactúan entre sí. Las moléculas del aire no van y chocan simplemente con nuestro avión. Chocan entre sí. Chocan con moléculas que previamente recibieron impulso de otras moléculas que previamente recibieron impulso de otras moléculas… el paso del avión es el causante inicial, pero a su paso se ve afectando a moléculas que ya han sido influenciadas por choques anteriores con el mismo avión. Como anécdota cabe mencionar que Newton no comprendió la existencia de esa compleja interacción del fluido “consigo mismo”, y dedujo una ecuación en la que la fuerza de sustentación era función del seno cuadrado del ángulo de ataque. Esa ecuación, errónea, fue utilizada durante mucho tiempo para buscar la forma óptima de la parte sumergida de los navíos.
Por lo tanto, la evolución de las teorías que describen cuantitativamente ciertos fenómenos, como las fuerzas que se generan al paso de un perfil por un fluido, tuvo que tomar caminos sumamente ingeniosos y matemáticamente complejos, sacrificando y alejándose en parte de lo que podríamos llamar “rigor físico”, a cambio de obtener valores prácticos. Para ello se fueron desarrollando modelos muy ingeniosos y más o menos artificiosos, los cuales dan muy buena resolución de problemas concretos, eso si, con una validez casi siempre supeditada a que se cumplan determinadas condiciones concretas. Así se desarrollaron teorías matemáticas tan ingeniosas como el teorema de circulación de Kutta-Joukowski, la teoría de línea de sustentación de Prantl…
Son modelos matemáticos muy válidos, siempre que se tenga presente aspectos como los límites dentro de los cuales se supone que tienen validez: que si el fluido se puede considerar incompresible, que si se puede despreciar la viscosidad, que si el rotacional del flujo vale cero…
Que es lo que fue ocurriendo con el paso del tiempo? Pues que, para explicarle a un “no matemático” algo tan cargado de matemáticas como es el modelo de línea de sustentación de Prantl, se fue haciendo lo que se pudo. Y así fueron apareciendo buena parte de estas explicaciones, a veces imprecisas, a veces inexactas, y mayormente redundantes.
La explicación física de porqué vuelan los aviones sin entrar en aspectos cuantitativos precisos es, como dije antes, bastante sencilla. Pensemos como tiene que pensar un físico. La aerodinámica es una rama de la física. Se rige por las mismas leyes que la mecánica clásica en general. No hay velocidades sub-lumínicas, es decir, no vamos a considerar aspectos de la relatividad, ni tenemos que hacer consideraciones de física cuántica. Por lo tanto obedece a las leyes de Newton. En la naturaleza se conocen solo cuatro tipos de fuerza: la nuclear débil, la nuclear fuerte, la gravitacional, y la electromagnética. Las dos primeras aquí ya hemos dicho que no van a influir. El avión está claramente sometido a una fuerza gravitacional, Sin embargo no se acelera, por lo tanto tiene que haber otra fuerza que la contrarreste. Esa fuerza ya solo puede ser la electromagnética. Pero bueno, la mecánica clásica se desentiende de consideraciones que solo ha de hacerse a nivel de dimensiones atómicas, y considera que la fuerza que un cuerpo hace sobre otro cuerpo es, pues eso, una fuerza de contacto, sin entrar en disquisiciones sobre si en realidad son los electrones de las capas exteriores de los distintos cuerpos los que se repelen eléctricamente al aproximarse mucho.
Bueno, hecha esta pequeña precisión, podemos decir que la mecánica clásica establece que la fuerza de sustentación que contrarresta la fuerza de gravedad en un avión tiene que ser EXACTAMENTE igual al valor neto de la masa de aire que por unidad de tiempo se pone en movimiento hacia abajo, multiplicado por dicha componente de velocidad. Se trata simple y llanamente del cumplimiento de la segunda y tercera ley de Newton: Fuerza igual a variación de la cantidad de movimiento, y: acción y reacción. O dicho de otra forma, un ala que sustenta se dedica a “soplar” continuamente hacia abajo.
Cualquier objeto puede volar: un zapato, una silla, una vaca… si un cuerpo se mueve a determinada velocidad a través del aire tendrá que desplazar dicho aire a su paso. Si conseguimos de algún modo que sea estable (que no se líe a girar locamente) y rotamos el cuerpo de manera que la dirección hacia la cual la desviación neta del aire, multiplicado por su velocidad, es hacia abajo, pues ya tenemos una sustentación. Claro, la gracia está optimizar de alguna manera esa fuerza para que sea la mayor posible hacia abajo y la menor posible hacia adelante (resistencia), de lo contrario habría que ir a una velocidad exagerada para que dicha sustentación contrarreste el peso, y requeriría una potencia brutal para vencer la resistencia.
Solo puede haber sustentación si a su paso por el aire el avión genera un flujo neto hacia abajo, y viceversa.
Esta es la explicación para la existencia de la sustentación, así de sencilla. Lo difícil es, como dije antes, poner números a esta explicación. Si el aire consistiera solo en una docena de partículas por segundo actuando con el avión… pero es que son una cantidad indescriptible, así que tenemos que contemplar el aire como un continuo, y encima la mayor proporción de las mismas no “toca” el avión, si no que se ve influenciada por el movimiento del avión de forma indirecta y compleja, a través del resto del flujo.
La cantidad de masa de aire que un ala suele desplazar por segundo es muy grande. Sobre todo si pretende ser eficiente. Fijaros en unos números sencillos para mi ala delta: volando a 15 metros por segundo (54 Km/h), con una envergadura de casi 14 metros, moviendo un cilindro de aire de aproximadamente ese mismo diámetro, con una densidad de aire de 1,225 Kilogramos por metro cúbico, estamos hablando de que muevo unos 800 Kilogramos de aire por segundo! Eso es un ala delta, cuyo peso total al despegue es de unos 140 Kilogramos. Con imprimirle a esa masa una velocidad hacia abajo de escasamente 1,7 metros por segundo de media ya tengo la sustentación requerida.
La ecuación que plantea Daniel, L = 1/2p v2 A Cl, puede explicarse muy bien mediante esta descripción (solo el factor Cl requiere de esos modelos matemáticamente complejos de los que hablé). Incluso cosas como el significado de la resistencia inducida, y el porqué disminuye proporcional al cuadrado de la velocidad, se explican de forma coherente y bastante bien basándose en esta explicación. O porqué el mayor estiramiento da lugar a mejor rendimiento, y muchas más cosas. Lo que quiero decir es que con la explicación de que un avión “sopla hacia abajo” no solo el principio físico queda aclarado, si no que se pueden deducir montones de relaciones prácticas muy útiles. Pero para ello tendría que extenderme aún más, y yo creo que ya está bien por hoy.

MitoMito

El avión puede volar de forma invertida porque puede ajustar el ángulo de ataque con las superficies de control horizontales de la cola.

tonyontonyon

esta bien la explicación, naturalmente, pero hay un “detalle” que quiero aclarar: se dice “excepto si el ala entra en pérdida por exceso de ángulo de ataque, más vale tener a mano el pulsador del asiento eyector”. No es así “siempre”, solo lo sería en una de esas demostraciones acrobáticas a baja altura sin tiempo para recuperar. Si un ala entra en pérdida de sustentación, lo que hace el avión es bajar el morro para iniciar un picado suave y recuperar velocidad de vuelo normal otra vez. Se ve en esos avioncitos de papel que hacemos, se lanzan con fuerza, suben mucho y entran en pérdida ,por falta de motor, y bajan el morro para coger velocidad cayendo el espacio suficiente para recuperar la velocidad de vuelo. Velocidad y altura son 2 parámetros que aumentan la seguridad en aviación.

Javier Alonso

primero exelente el articulo. felicitaciones. invita a pensar y preguntar.( sin entrar en debates con nadie ) realmente muy bueno.

segundo una duda para el autor o quien pueda definirla.

exactamente porque las partículas de aires q viajan por el extrados, son sometidas a ese cambio de presión ? ( que da igual a un liquido menos viscoso y mas fácil de acelerar )

entiendo la aceleración y la diferencia de presiones atmos, pero exactamente que es lo que cambia la condición de este mismo liquido, que es atravesado por el alar.
solo por el angulo de ataque ? no tiene nada que ver la forma asimetrica o simétrica. según entendí.
el angulo de ataque es el que realmente genera ese valor Fuerza mayor al peso del objeto.?

Enrico LucarelliEnrico Lucarelli

Por supuesto, Javier Alonso. De hecho el coeficiente de sustentación depende de forma lineal del ángulo. Si el ángulo es cero, el coeficiente de sustentación es cero, y no hay sustentación (bueno, si el perfil es asimétrico y definimos el ángulo de ataque en base a la línea bordedeataque/bordedefuga, hace falta un ángulo de ataque ligeramente negativo para cancelar la sustentación, pero eso no es más que un convenio. Siempre puedo redefinir el ángulo de ataque de forma que la sustentación sea cero para el ángulo cero).

Javier Alonso

Gracias Enrico, ahora puedo dormir tranquilo, en verdad, hace dias que queria resolver esto ya que en mi colegio me habian explicado solo la ecuación de Bernoulli,( hace bastante tiempo) y yo literalmente crei que no era suficiente como explicacion.
Suelo trabajar con programas como, Naiad, realflow, houdini. que usan este tipo de algoritmos y los Navier-Stokes.( Maya )
que en realidad viendo el conocimiento que tienen ustedes, estos programas son como juguetes te cotillon! : ) en el buen sentido.

nuevamente Gracias a todos. por estos debates. super intersante.

Enrico LucarelliEnrico Lucarelli

Muy bien Rich. Solamente comentar, para los interesados, que lo que has pasado es un resumen extraído de “Understanding Flight” de David W. Anderson y Scott Eberhardt. Este libro ya ha sido referenciado por Arturo Quirantes al principio de este foro.

ala delta

Una Ala Delta es una aeronave, construida de tubos y tela, que vuela sin motor saliendo desde una monta o remolcada con un cable. La caractertica distintiva del Ala Delta respecto de los planeadores es la posibilidad de despegar a pie, sin necesidad de ruedas.

Jose AntonioJose Antonio

Bona tarda:
Creo que una forma fácil de entender lo del flujo de aire hacia abajo es pensar en un ventilador, al fin y al cabo no es más que unas alas girando y ¿hacia dónde dirigen el aire?

viejojorgeviejojorge

Para mi, que no entiendo nada sobre aviones, el mismo vuela por el impulso que le dan las turbinas, al igual que vuela un cohete, que no tiene alas, solo tiene aspas para la dirección, como lo hace un globo de cumpleaños cuando lo sueltas inflado.

leandro galindezleandro galindez

ok se supone que los aviones se eleva por lo antes aclarados, pero todavia quedan muchas variables por aclarar como el aire que esta compuesto por nitrogeno, ixigeno, orgon entrer otros… las densidades de los gases, los combios de presiones y temperatura no afectan el sistema de elevacion de un avion? como es que un cohete o hasta un F 16 tambien se transladan en el espacio si alli no hay materia lo unico que hay es vacio y por lo tanto no hay aire y el mismo lo necesita para elevarse? quien me aclara eso.

DonaldDonald

En realidad si la pregunta es “porqué vuela un avión” la respuesta es !Porque pesa!, en todo caso lo aquí discutido seria: “cómo se genera la fuerza sustentadora que permite volar a un avión” jejeje saludos!

rodolfo alberto diazrodolfo alberto diaz

solo me encanta leer sobre los aviones ya que me encantaría estudiar ingeniería aeronáutica todo lo que explican allí es nuevo para solo trato de interpretarlo

Jose MJose M

Por qué en las explicaciones de cómo vuela un avión se le tiene tanta manía a los pobres Kutta y Joukowski? Que ni mencionarlos,oiga

Javier MendozaJavier Mendoza

Hola, he dado con este blog por pura casualidad. Interesante discusión. Comentar que “no sólo de sustentación vuelan los aviones”. Se ha dado una gran batida a todas las explicaciones habidas, todas con su parte de razón, sobre el principio físico que da lugar a la sustentación. Régimen laminar, capa límite y depresión en el extradós son condiciones muy comprobadas en los túneles aerodinámicos y gestionadas en el diseño de aeronaves con gran precisión.
Pero los aviones, en realidad vuelan por la solución de equilibrio de un sistema de cuatro fuerzas: Empuje, Tracción, Sustentación y Resistencia logrado en unas determinadas condiciones……..no me extenderé. Sólo tres comentarios:
Curiosamente dos de esas fuerzas están aplicadas en puntos diferentes del perfil (centro de gravedad y centro de presiones) y eso genera un “momento” que hace necesario que los aviones tengan cola. Y por aquello de ejemplificar lo de la sustentación negativa para la explicación de los vuelos invertidos, comentar que las superficies horizontales de la cola de la mayoría de los aviones (excepto los diseños “canard”) dan una resultante de sustentación negativa, es decir empujan la cola del avión hacia abajo, precisamente para compensar el momento de fuerzas que comentaba.
Un pequeño apunte para el autor, al que felicito 3 años después de haber publicado, y es que la descripción que se hace de ángulo de ataque es errónea cuando se refiere a la horizontal. Debería de ser con respecto de la orientación relativa al flujo de aire.

Saludos

Enrico LucarelliEnrico Lucarelli

Eso que dices no es del todo correcto Javier. Confundes el centro de presiones (CP) con el centro aerodinámico(CA). No son la misma cosa. El CA es mucho más conveniente que CP a la hora de analizar el equilibrio longitudinal de un avión, por la sencilla razón de que el CA se está quietecito, mientras que el CP se mueve. Este tema trajo de cabeza a los ingenieros de los comienzos de la aviación.
Para que exista estabilidad longitudinal es imprescindible que el centro de gravedad (CG) se sitúe por delante del CA del sistema completo (a veces llamado punto neutro (PN) para distinguirlo de los CA de las superficies por separado). Si el CG se encuentra entre el PN y el CA de la superficie sustentadora más fuselaje, el el momento que la cola ha de compensar puede perfectamente ser negativo, es decir, con la cola ejerciendo sustentación positiva, Dependerá del momento intrínseco de la superficie sustentadora, el cual para una superficie de perfil asimétrico suele ser negativo. De hecho la sustentación de la cola puede ser positiva o negativa, dependiendo de la velocidad a la que se esté volando. Eso por cierto me recuerda un detalle curioso: al contrario de lo que pueda dictarnos a primera vista la intuición, a bajas velocidades la sustentación de la cola es mayor que a altas velocidades, al menos para todo avión con momento intrínseco negativo, es decir, para casi todo avión (los acrobáticos, por aquello de que gustan volar en invertido, suelen tener perfil simétrico, y por lo tanto momento intrínseco nulo).

Donald LopezDonald Lopez

Negativo! Ni el CA ni el CP son para hacer calculos de estabilidad, se usa el Centro de gravedad que es el punto sobre el cual se hace calculo de momento, ya que obviamente el peso y la posicion del mismo en el avion es lo unico que tu uedes controlar. Otra cosa demuestrame que “Para que exista estabilidad longitudinal es imprescindible que el centro de gravedad (CG) se sitúe por delante del CA del sistema completo” Eso es falsoo, saludos.

Enrico LucarelliEnrico Lucarelli

Eso que dices no es del todo correcto Javier. Confundes el centro de presiones (CP) con el centro aerodinámico(CA). No son la misma cosa. El CA es mucho más conveniente que CP a la hora de analizar el equilibrio longitudinal de un avión, por la sencilla razón de que el CA se está quietecito, mientras que el CP se mueve. Este tema trajo de cabeza a los ingenieros de los comienzos de la aviación.
Para que exista estabilidad longitudinal es imprescindible que el centro de gravedad (CG) se sitúe por delante del CA del sistema completo (a veces llamado punto neutro (PN) para distinguirlo de los CA de las superficies por separado). Si el CG se encuentra entre el PN y el CA de la superficie sustentadora más fuselaje, el el momento que la cola ha de compensar puede perfectamente ser negativo, es decir, con la cola ejerciendo sustentación positiva, Dependerá del momento intrínseco de la superficie sustentadora, el cual para una superficie de perfil asimétrico suele ser negativo. De hecho la sustentación de la cola puede ser positiva o negativa, dependiendo de la velocidad a la que se esté volando. Eso por cierto me recuerda un detalle curioso: al contrario de lo que pueda dictarnos a primera vista la intuición, a bajas velocidades la sustentación de la cola es mayor que a altas velocidades, al menos para todo avión con momento intrínseco negativo, es decir, para casi todo avión (los acrobáticos, por aquello de que gustan volar en invertido, suelen tener perfil simétrico, y por lo tanto momento intrínseco nulo).

SergioSergio

El timon de profundidad hace todo el trabajo en vuelo invertido o en vuelo normal…. si vuelas de cabeza tiene que jalar la palanca hacia a rriva para compensar el vuelo,, de no ser asi el avion tira a caer hacia la tierra
ose que el ala en modo normal tiende a ir hacia arriba y en vuelo invertido
tiende en ir hacia abajo por eso en vuelo invertido se compensa con el timon de
profundidad esto es con alas que no son simetricas… con alas simetricas lo mismo da volar normal que invertido por lo misma simetria del borde de ataque.
punto y final…

PabloPablo

No entiendo por qué se dice que el efecto Bernouilli no puede generar suficiente fuerza de sustentación y no se hacen cálculos. Remito al Sears-Zemansky, tema 14, donde hay ejercicios de sustentación donde se obtiene una fuerza de más de 1280 kg, que para una avión ligero, al menos, es suficiente.

No he hecho los cálculos con aviones comerciales. Además, al final, si para volar invertido de todas formas hay que colocar el avión de manera que el ángulo de ataque sea positivo, el principio de Bernouilli sigue siendo aplicable, al menos, repito, para aviones ligeros.

Enrico LucarelliEnrico Lucarelli

Pablo, ahí has dado precisamente en la clave. A la hora de hacer cálculos bernulli aporta bien poco.
Pongamos un ejemplo sencillo: un ultraligero de 400 kg con una superficie alar de 10 m2 volando a 80km/h. Su carga alar será por lo tanto de 40 kg/m2. Aplicando Bernoulli sale que la velocidad del aire sobre el ala tiene que ser de unos 120km/h, para generar una depresión equivalente a esos 40kg/m2. 120km/h! Eso es un aumento del 50% sobre la velocidad a la que vuela el avión! Acaso no se cumple Bernoulli pues? No! Bernoulli se cumple! Lo que no se cumple es Bernoulli como explicación de porqué se sustenta el avión. Y es que con Bernoulli hemos pasado de preguntarnos porqué se sustenta el avión a preguntarnos porqué el aire se acelera tanto por encima de la superficie. Comprenderás que un mayor recorrido por arriba que por abajo es poco creíble. Un 50% más de recorrido? Eso no se lo cree nadie. Es que no es cierto que el aire se acelera tanto sobre el ala? Si. Es cierto. Y también es cierto que se cumple Bernoulli. Pero en el porqué de ese aumento de velocidad está el quit de la cuestión. Eso no es tan sencillo de explicar. Y mientras no se entiende eso no se entiende nada. Bernoulli solo transfiere la pregunta de “porqué se produce sustentación?” a “porqué se produce una tan importante acceleración del aire sobre la superficie alar?”

jose angel albarran tiradojose angel albarran tirado

Yo tengo una respuesta para la pregunta que les voy a hacer a todos pero por favor me gustaria conocer sus apreciaciones.vamos a suponer que un avion despega y consigue sustentacion. se estabiliza a una altitud determinada, luego contnua viaje recto teorico, comienza a viajar digamos a 1000 km/h. que son aproximadamente 277 metros por segundo. ese avion para estabilizarse y viajar paralelo al piso utilizo un empuje dado por sus motores y por la aerodinamica de su forma que uds muy bien han expuesto mantiene su sustentacion. ese avion si prescinde de sus motores que le dan empuje iria disminuyendo su velocidad perderia sustentacion y caeria a tierra por su peso, osea que es muy obvio que necesita sus motores para continuar su sustentacion en un viaje constante y continuo verdad? ahora mi pregunta es esta como puede ser posible que los aviones comerciales mantengan su altitud e inclinacion uniforme poniendo un piloto automatico sin corregir su altura por horas de horas? dado que la gravedad no lo puede mantener suspedido ya que caeria por su peso y dado que segun los estimados de la curvatura terrestre para curvatura terrestre esta hablando de la curvatura se curva a razon de aproximadamete un metro por kilometro recorrido?

David VidalDavid Vidal

La altitud que se mantiene es una altitud barometrica. El altímetro del avión es un barómetro, y como la presión del aire a determinada altura es la misma siempre siguiendo la curvatura de la Tierra , al avión lo mantienes volando siempre en el mismo nivel de presión atmosférica. De hecho, el altímetro tiene un mecanismo para hacer correcciones, se llama la ventanilla de Kollsman y se calibra con el reporte meteorológico. Así que el piloto automático también hace correcciones.

David VidalDavid Vidal

Hola, soy piloto. Ahí falta explicar que el ángulo de ataque crítico es tanto positivo como negativo. La sustentación se acaba con el avión muy inclinado, ya sea para arriba o para abajo. Esa condición se llama stall o pérdida.
Y ojo que un ángulo de ataque negativo no quiere decir que se esté descendiendo, todo dependerá del equilibrio entre los vectores de peso y sustentación.

1 Trackback

Deja un comentario

Tu email nunca será mostrado o compartido. No olvides rellenar los campos obligatorios.

Obligatorio
Obligatorio

Puedes usar las siguientes etiquetas y atributos HTML: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>