Cómo funciona un avión

El vuelo de un avión es el resultado de la interacción entre un objeto sólido y el aire que lo rodea. Para que un avión despegue y se mantenga en el aire, la fuerza hacia arriba (sustentación) debe ser mayor que la fuerza hacia abajo (peso). La sustentación se genera principalmente en las alas, que tienen una forma especial llamada perfil alar. Esta forma causa que el aire se mueva de manera diferente por encima y por debajo del ala. Los motores, ya sean de hélice o reactores, proporcionan el empuje necesario para mover el avión hacia adelante y que el aire fluya sobre las alas. Una vez en el aire, el piloto controla la dirección y altitud del avión mediante superficies móviles en las alas y la cola, que cambian la forma en que el aire impacta contra la aeronave.

1. Generación de empuje Los motores (turbinas o hélices) aceleran aire hacia atrás con gran fuerza. Según la ley de acción y reacción, esto empuja el avión hacia adelante. A medida que el avión acelera por la pista, el aire pasa más rápido por las alas. 2. Diferencia de presión (Bernoulli) El ala está curvada en la parte superior. Esto obliga al aire a viajar por un camino más largo, reduciendo su presión. La mayor presión del aire debajo del ala genera una fuerza de "succión" hacia arriba. 3. Deflexión del aire (Newton) A medida que el ala avanza, el aire es empujado hacia abajo por la forma del borde de salida. La reacción a este empuje hacia abajo es una fuerza igual y opuesta que eleva el ala (sustentación). 4. Alabeo, cabeceo y guiñada Mediante los alerones (alas), el timón de profundidad (cola) y el timón de dirección (cola), el piloto modifica la trayectoria. Moviendo estas piezas, el aire ejerce presión en differentes puntos y hace girar el avión. 5. Flaps y Slats Durante el despegue y aterrizaje, se extienden partes del ala para aumentar su superficie y curvatura. Esto permite generar mucha sustentación incluso a bajas velocidades para no caerse. 6. Equilibrio de fuerzas En vuelo de crucero, el avión mantiene una velocidad y altitud constantes porque las cuatro fuerzas están equilibradas: el empuje iguala a la resistencia del aire, y la sustentación iguala al peso del avión.

Los aviones sirven para:

Ventajas:

Desventajas:

Ejemplo 1: Un despegue comercial El piloto aplica máxima potencia. El avión corre por la pista. A cierta velocidad (V1), el aire sobre las alas es tan rápido que la sustentación supera el peso. El piloto tira de la palanca, el morro sube y el avión se eleva. 2. Girar a la izquierda El piloto mueve el mando a la izquierda. El alerón derecho baja y el izquierdo sube. Esto aumenta la sustentación en el ala derecha y la reduce en la izquierda, haciendo que el avión se incline y gire. 3. Aterrizaje suave El avión se aproxima a la pista con los flaps extendidos al máximo para volar lento. Justo antes de tocar el suelo, el piloto levanta el morro (flare) para aumentar la resistencia y que el avión se pose suavemente. 4. Vuelo sobre una tormenta Gracias a que los aviones pueden volar a 10.000 metros de altura (donde el aire es más fino y hay menos resistencia), pueden evitar la mayoría de los fenómenos meteorológicos que ocurren más abajo.