Saliéndonos un poco de la temática de nuestra Web, que suele estar centrada en los coches aunque también se tocan otras vías de transporte, veremos como es el funcionamiento de los aviones y lo increíble que resulta que podamos surcar los cielos como pájaros. Los vuelos comerciales, militares, de exhibición, para extinguir fuegos y de otros tipos, se han convertido en un factor importante en la vida moderna. Si intentamos calcular la actividad de vuelo de todo el planeta, podemos ver que es prácticamente incalculable. Hablamos de miles y miles de vuelos diarios, y de muchos millones todos los años. Es fácil dar por hecho estos vuelos que vemos como algo normal, y simplemente nos preocupamos de reservar un vuelo si es necesario. Cuando vemos un avión volando, realmente no tenemos ni idea de los principios que consiguen esto.
¿Como consiguen estas pesadas máquinas levantar del suelo y mantenerse en el aire? Para poder hablar de esto, tenemos que adentrarnos en el mundo de los fluidos mecánicos. Los físicos clasifican tanto los líquidos como los gases como fluidos, basado en como fluyen. Aunque el aire, agua y el caramelo líquido pueden parecer sustancias totalmente diferentes, todas están bajo una misma relación matemática. De hecho, muchas pruebas aerodinámicas básicas se hacen bajo el agua. Para decirlo de una forma simple, un salmón esencialmente vuela a través del agua y un halcón nada por el aire.
El núcleo del asunto es que incluso un cielo totalmente limpio de pájaros, nubes y polución, no está vacío. Nuestra atmósfera es una intensa capa de fluidos, y la aplicación correcta de las leyes físicas permite a los seres humanos viajar por este elemento. ¿Cómo se consigue esto? Si tiras una piedra al mar se hundirá en las profundidades. Si tiras una piedra por la una cuesta, caerá rodando hasta abajo. Por supuesto, barcos de metal pueden flotar y pesados aviones pueden elevarse en el cielo, pero para conseguir volar, hay que aprovecharse de cuatro fuerzas aerodinámicas básicas: elevación, peso, empuje y arrastre. Podemos pensar en ello como cuatro brazos sujetando el avión, cada uno empujando en una dirección diferente.
Primero veamos que son el empuje y el arrastre. El empuje, ya sea causado por un propulsor o un motor, es la fuerza aerodinámica que empuja el avión a través del espacio. La fuerza aerodinámica opuesta es el arrastre, o fricción que resiste el movimiento del objeto a través de un fluido. Si sacas la mano por la ventanilla cuando viajas en coche, podrás experimentar una simple demostración de la fuerza de arrastre. La cantidad de arrastre que tu mano crea, depende de algunos factores, como el tamaño de tu mano, la velocidad del coche y la densidad del aire. Si el coche frenara, verías que en arrastre en tu mano disminuiría.
También vemos un ejemplo de reducción de arrastre cuando vemos esquiadores de salto bajando por una pista para dar el gran salto. Se agachan y se ponen un una posición caso fetal. Esto les hace ser más “pequeños”, y reduce el arrastre que están creando, lo cual les permite bajar mucho más rápido por la pista. Un avión siempre retrae sus trenes de aterrizaje después de despegar por la misma razón, para reducir el arrastre. Al igual que el esquiador, el piloto quiere que el avión se más pequeño. Si se dejaran bajados, el arrastre afectaría el rendimiento del vuelo, gastaría más combustible, o incluso podían ser arrancados a velocidad de navegación.
Para que se puede producir el vuelo, el empuje debe ser igual o mayor que el arrastre. Si por cualquier razón, la cantidad de arrastre se hace más grande que la cantidad de empuje, el avión reducirá su velocidad. Si el empuje es aumentado, siendo más grande que el arrastre, el avión cogerá más velocidad. En la siguiente parte del artículo hablaremos de la elevación y el peso. Lo puedes ver pulsando aquí.
