Siguiendo con nuestro artículo sobre como puede volar un avión, veremos otras dos leyes físicas importantes que hay que tener en cuenta; la elevación y el peso. Cualquier objeto en la tierra tiene peso, una causa de la gravedad y la masa. Un avión comercial por ejemplo, puede tener unas 500 toneladas de despegue, que es la fuerza con el que el peso del avión es atraído hacia la Tierra. La fuerza en oposición al peso es la elevación, la cual sostiene el avion en el aire. Esto se consigue mediante el uso de un ala también conocido como superficie sustentadora. Al igual que el arrastre, la elevación solo puede existir en la presencia de un fluido móvil. No importa si el objeto está fijo y el fluido se está moviendo (como puede ocurrir cuando volamos una cometa), o si el fluido está parado y el objeto se está moviendo por el (como una avioneta en un día con viento). Lo que realmente importa es la diferencia relativa en velocidad entre el objeto y el fluido.
Referente a los elementos mecánicos de la elevación, la fuerza ocurre cuando un fluido móvil es desviado por un objeto sólido. El ala divide el flujo de aire en dos direcciones: arriba y sobre el ala y abajo a lo largo de la parte inferior del ala. El ala está formada de tal manera que el aire que pasa por encima va más rápido que el aire que pasa por debajo. Cuando el flujo de aire fluye sobre un objeto y se encuentra con un obstáculo, el flujo se ralentiza de nuevo. Si alguna vez has pisado una manguera de agua, puede que hayas observado el principio de esta acción. Al pisar la manguera, estrechas el camino por donde va el fluido, lo cual acelera las moléculas. Se quitas la presión de la manguera, el flujo de agua vuelve a su estado normal.
Según el aire se acelera, la presión cae. Por lo tanto, el aire rápido que va por encima del ala, ejerce menos presión que el aire más lento que viaja por debajo del ala. El resultado es un empuje hacía arriba, que es la elevación. En el campo de los fluidos mecánicos, esto se conoce como el principio de Bernoulli. Habiendo cubierto las leyes físicas básicas de volar y la manera en que los aviones lo utilizan para poder surcar los cielos, el siguiente paso lógico es considerar la navegación. ¿Cómo puede un avión girar en el aire? ¿Cómo consigue elevarse a una altitud más alta o bajar para aterrizar?
Lo primero, es considerar el ángulo de ataque, que es el ángulo que un ala, o superficie de sustentación, presenta al aire entrante. Cuanto mayor sea el ángulo de ataque, mayor será la elevación. Cuanto más pequeño sea el ángulo, menor será la elevación. Curiosamente, es más fácil para un avión elevarse a una mayor altitud que viajar a una altitud fija. Una típica ala tiene que presentar un ángulo negativo de ataque para conseguir un cero en altitud. Esta posición del ala también genera más arrastre lo cual requiere mayor empuje.
En general, las alas en la mayoría de los aviones están diseñadas para proveer de una cantidad apropiada de elevación (con un mínimo de arrastre), mientras que el avión está operando en modo de crucero. Sin embargo, cuando estos aviones están despegando o aterrizando, sus velocidades pueden ser reducidas a menos de 322 kilómetros por hora. Este fuerte cambio en las condiciones de trabajo del ala significa que una diferente superficie de sustentación podría mejorar los resultados. Las formas de esta superficie varían dependiendo del avión, pero los pilotos suelen modificar la forma con el uso de alerones y mecanismos similares.
Durante el despegue y el aterrizaje, los alerones en la parte trasera del ala, se extiende hacía abajo en el borde de las alas. Eso altera de forma efectiva la forma del ala, permitiendo desviar más aire, y por tanto creando más elevación. La alteración también aumenta el arrastre, lo cual ayuda a que un avión que va a aterrizar pueda disminuir la velocidad. Los alerones que hay en la parte delantera de ala, realizan la misma función, que es alterar temporalmente la forma del ala para aumentar la elevación. Los pilotos también las utilizan tanto al despegar como al aterrizar- Los pilotos tienen que hacer algo más que simplemente guiar el avión durante los despegues y los aterrizajes. Deben realizar giros en el aire, y los las alas con sus alerones ayuda a conseguirlo.
Veremos en la siguiente parte del artículo como se consigue esto. Para ir a la siguiente parte del artículo, pulsa aquí.
