Has estado sentado en un avión, mirando por la ventana mientras el mundo se desplaza debajo de ti, preguntándote cómo es posible que esta gigantesca máquina de metal permanezca en el aire. En este artículo descubrirás la fascinante ciencia detrás de este increíble logro de la ingeniería aeronáutica. Acompáñanos en un viaje por el maravilloso mundo de la aerodinámica y descubre cómo los aviones logran desafiar la gravedad y mantenerse en vuelo. ¡Prepárate para despegar!
Los aviones permanecen en el aire porque sus alas crean sustentación a medida que avanzan, y los aviones deben avanzar para mantener su sustentación.
O para decirlo de otra manera, la sustentación es una fuerza vertical hacia arriba que empuja contra el peso de un avión y lo mantiene en el aire.
Si bien en teoría es posible que un avión permanezca perfectamente quieto en el aire, en la realidad esto es poco probable.
Un avión que permaneciera completamente quieto en el aire no tendría sustentación y no se estrellaría.
Los pilotos despegan aumentando su empuje hacia adelante para crear sustentación y hacer que el avión ascienda.
Los pilotos también controlan los aviones mediante el uso de un complejo sistema de alerones, elevadores y un timón para controlar la dirección del avión.
Cómo los aviones permanecen en el aire sin estrellarse
Los aviones permanecen en el aire sin estrellarse manipulando las cuatro fuerzas que actúan sobre ellos.
Estas cuatro fuerzas son:
Ascensor
El ascensor empuja el avión verticalmente hacia arriba.
La sustentación se genera por el aire que fluye sobre las alas del avión.
Peso
El peso empuja el avión hacia abajo.
Un avión mantiene altitud cuando su peso es igual a su sustentación.
empuje
El empuje mueve el avión horizontalmente hacia adelante.
El motor de un avión proporciona empuje.
Jalar
Al tirar, el avión se mueve horizontalmente hacia atrás.
El empuje de un avión debe exceder su resistencia para avanzar horizontalmente.
Durante el vuelo de crucero, el piloto de la aeronave se asegura de que el empuje sea mayor que la resistencia del aire y que la sustentación y el peso de la aeronave sean iguales.
El piloto reduce tanto el empuje como la sustentación para bajar la aeronave y realizar el descenso.
Los aviones técnicamente pueden permanecer en el aire sin moverse
Es teóricamente posible para que los aviones permanezcan en el aire sin moverse.
Para que un avión permanezca en el aire sin moverse, los dos conjuntos de fuerzas opuestas deben ser iguales entre sí; es decir, la sustentación debe ser igual al peso y la resistencia debe ser igual al empuje.
En realidad, algo así es extremadamente raro y un avión sólo puede permanecer en el aire durante unos segundos sin moverse.
Dado que un avión no puede generar sustentación mientras está parado, debe avanzar para permanecer en el aire.
Un avión que se queda quieto en el aire se caería del cielo por falta de sustentación.
Como despegan los aviones
El motor de un avión acelera el avión a alta velocidad, creando un flujo de aire sobre sus alas.
Las alas de un avión se elevan a medida que el aire fluye sobre las alas hacia el suelo.
La sustentación permite que un avión se mueva hacia arriba mientras que el empuje lo mueve hacia adelante.
La combinación de rápidos movimientos horizontales y verticales permite que un avión despegue.
Relacionado: ¿A qué velocidad despega un avión??
Como aterrizan los aviones
Los aviones aterrizan reduciendo su empuje y se elevan para descender.
Las alas del avión cambian de forma para hacerlo menos aerodinámico, lo que aumenta la resistencia y reduce la sustentación.
Esto hace que el avión se hunda.
El avión también cambia su inclinación a una posición con el morro hacia arriba para reducir aún más la sustentación y poner el tren de aterrizaje trasero en contacto con el suelo.
Relacionado: ¿Puede un avión aterrizar en piloto automático??
Cómo controlar aviones en el aire.
Los pilotos controlan los aviones en el aire mediante el uso de múltiples controles, incluidos los alerones, el timón y el elevador del avión.
Alerón
Los alerones de un avión están ubicados al final de las alas del avión.
Este componente sube y baja las alas del avión, cambiando el ángulo de balanceo del avión.
Los pilotos controlan los alerones con un volante.
Timón
El timón de un avión es la parte móvil de su aleta caudal.
El timón controla la orientación del avión, es decir, su movimiento lateral alrededor de un eje vertical.
El timón ayuda a dirigir el avión hacia la derecha o hacia la izquierda y se acciona con un pedal.
Ascensores
Los elevadores de un avión controlan su cabeceo.
El ajuste del elevador de una aeronave determina el ángulo de ascenso o descenso.
El avión puede volar continuamente durante más de 20 horas.
Un avión comercial puede volar más de 21 horas sin repostar combustible.
El vuelo comercial más largo del mundo sin repostaje fue de 12.427 millas o 20.000 km y duró 23 horas.
Los aviones pequeños y militares pueden volar durante un período de tiempo mucho más corto, normalmente unas pocas horas como máximo.
¿A qué altura vuelan los aviones?
Los aviones turbohélice vuelan entre 25.000 y 30.000 pies.
Los aviones comerciales vuelan entre 32.000 y 40.000 pies sobre el suelo.
Los aviones privados pueden volar hasta 50.000 pies.
Los aviones de combate pueden volar a la altura más alta: 50.000 pies o más.
Finalmente:
- Los aviones permanecen en el aire manipulando las fuerzas que actúan sobre ellos.
- Los aviones pueden ascender aumentando su sustentación ajustando los alerones de sus alas.
- Los aviones pueden moverse más rápido aumentando el empuje de sus motores.
- Por el contrario, los aviones también reducen la sustentación que actúa sobre ellos y reducen el empuje para reducir la velocidad y descender.
- En teoría, un avión podría permanecer quieto en el aire si cada par de fuerzas opuestas que actuaran sobre él fueran iguales. Sin embargo, este es un escenario extremadamente improbable porque los aviones no pueden mantenerse en el aire sin sustentación.
- Los aviones pueden ascender aumentando su empuje y ajustando sus alas para aumentar la sustentación.
- La combinación de un mayor movimiento hacia adelante y una mayor sustentación permite que un avión se despegue del suelo.
Helen Krasner posee una PPL(A) con 15 años de experiencia volando aviones de ala fija; un PPL(H) con 13 años de experiencia en vuelo de helicópteros; y CPL(H), Habilitación de Instructor de Helicópteros, con 12 años de experiencia como instructor de helicópteros.
Helen es una consumada escritora de aviación con 12 años de experiencia. Es autora de varios libros y ha publicado numerosos artículos y también ha sido editora del boletín informativo BWPA (British Women Pilots Association). Su destacado trabajo fue reconocido con una nominación al “Premio al Periodista de Aviación del Año”.
Helen, junto con las mejores competidoras exclusivamente femeninas, ha ganado tres veces la competición internacional de vuelo Dawn to Dusk con su copiloto.
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Cómo los aviones permanecen en el aire: la ciencia detrás de esto
Cuando observamos un avión en el cielo, es natural preguntarnos cómo es posible que una máquina tan grande y pesada pueda permanecer en el aire. La respuesta a esta pregunta radica en los principios de la física y la aerodinámica. En este artículo, exploraremos la ciencia detrás de la capacidad de los aviones de volar.
¿Qué es la fuerza de sustentación?
La fuerza de sustentación es la fuerza que permite a un avión mantenerse en el aire. Esta fuerza se genera gracias a las alas del avión y se basa en el principio físico conocido como ley de Bernoulli. Según esta ley, la presión del aire disminuye cuando su velocidad aumenta. Cuando un avión se desplaza a través del aire, el diseño de sus alas hace que la velocidad del aire sea mayor en la parte superior que en la parte inferior. Esto crea una diferencia de presión que genera la fuerza de sustentación necesaria para elevar el avión.
¿Qué papel juegan los motores en el vuelo de un avión?
Los motores de un avión son responsables de proporcionar la potencia necesaria para impulsar la aeronave a través del aire. A medida que los motores aumentan su velocidad, el avión gana impulso y elevación. Sin embargo, la fuerza de sustentación generada por las alas es lo que realmente mantiene al avión en el aire. Los motores también ayudan a controlar la altitud y la velocidad del avión durante el vuelo.
¿Por qué los aviones pueden volar a altitudes tan altas?
Los aviones modernos están diseñados para volar a altitudes de hasta 40,000 pies o más. A estas altitudes, el aire es más delgado, lo que significa que la resistencia aerodinámica es menor y los motores pueden ser más eficientes. Además, volar a altitudes más altas permite a los aviones evitar el tráfico aéreo y las condiciones meteorológicas adversas que pueden afectar el vuelo.
En resumen, la capacidad de los aviones de permanecer en el aire se debe a una combinación de factores físicos y aerodinámicos que permiten generar la fuerza de sustentación necesaria para elevar y mantener en vuelo a la aeronave. Los motores juegan un papel crucial en el vuelo del avión, proporcionando la potencia necesaria para mantenerlo en movimiento. Gracias a estos principios científicos, los aviones pueden viajar grandes distancias a altitudes impresionantes, haciendo que la aviación sea uno de los logros más impresionantes de la ingeniería humana.
Fuentes:
– https://www.faa.gov/regulations_policies/handbooks_manuals/aviation/pilot_handbook/media/PHAK%20-%20Chapter%2002.pdf
– https://www.nasa.gov/sites/default/files/atoms/files/everything_shapes_airfoil.pdf
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