¿Por qué vuela un avión?

Volar, volar..., remontarse en el aire, planear como lo hacían los pájaros: ésta fue, desde la más remota antigüedad, la aspiración del hombre. Pero para lograrlo fue indispensable que los progresos técnicos le permitieran vencer la fuerza de gravedad que le impedía elevarse del suelo. Miles de observaciones y muchos hallazgos técnicos fueron necesarios para que se pudiera volar en un aparto más pesado que el aire.

El vuelo y las leyendas

El tremendo deseo del hombre de poder volar como los pájaros quedó claramente revelado en las antiguas leyendas egipcias, chinas y griegas. Para los primitivos habitantes del Nilo, el vuelo era una aspiración de valor sobrenatural; por ello se presentó a algunas divinidades, como Isis, con grandes alas. Los chinos imaginaron que un príncipe legendario, llamado Ki-Kung-Shi, era llevado por los aires en un carro que empujaban vientos favorables; pero tal vez la más famosa fue la leyenda griega de Ícaro. Este se hallaba encerrado en el laberinto de la isla de Creta y para huir de allí construyó unas alas que unió a su cuerpo con cera. Así logró volar según el moderno principio de más pesado que el aire, pero se acercó demasiado al Sol, la cera se derritió, las alas se cayeron y ... el vuelo terminó trágicamente.

"La caída de Ícaro" de Jacob Peter Gowy.

Los precursores del vuelo

El primer estudio realmente formal sobre la posibilidad humana de volar fue realizado por Leonardo da Vinci, el famoso autor de La Gioconda y otros cuadros bellísimos, que vivió entre 1451 y 1519. Para probar su teoría proyectó diversas máquinas realmente ingeniosas, pero las dificultades que planteaba el vuelo no podían ser resueltas en aquella época. Las tentativas estuvieron entonces encaminadas a lograr elevarse con aparatos más livianos que el aire, y así surgieron los globos aerostáticos. Observando que el humo siempre va hacia arriba, los hermanos Jacques-Étienne y Joseph-Michel Montgolfier pensaron aprovechar este fenómeno, y tras numerosos experimentos con bolsas de seda lograron hacer ascender un globo lleno de gas el 4 de junio de 1783. Así nacieron los globos aerostáticos; los primeros valientes que se atrevieron a ascender y viajar en globo fueron los franceses Jean-François Pilâtre de Rozier y el marqués D'Arlandes. Sin embargo, la tendencia que predominó fue la de lograr el vuelo con aparatos más pesados que el aire; en este caso, son famosas las tentativas de Otto Lilienthal, las de Louis Blériot, creador del avión y, finalmente, para no citar sino las más importantes, la de los hermanos Wilbur y Orville Wright, que lograron realizar el primer vuelo en 1903.

El interés del hombre por resolver los problemas del vuelo
se advierte en estos proyectos. Leonardo da Vinci ideó varias
máquinas de volar: un planeador (1), el tornillo aéreo, antepasado
del helicóptero (2) y el paracaídas (3). La figura 4 muestra el
estudio sobre el vuelo de los pájaros realizado por Giovanni Borelli,
y la figura 5, una nave aérea concebida por el jesuita Lana de Terzi.

Esta pintura del siglo XIX muestra la popularidad alcanzada por los
globos aerostáticos que eran usados hasta en una fiesta religiosa. El
globo aerostático fue inventado por Joseph y Jean-Étienne Montgolfier
a fines del siglo XVIII, pero sólo resolvía el vuelo en un aparato
menos pesado que el aire.

El vuelo con un aparato más pesado que el aire fue logrado el 17 de diciembre
de 1903 por los norteamericanos Wilbur y Orville Wright. Los aparatos eran
biplanos y el piloto iba acostado sobre el ala inferior.

¿Por qué puede volar un avión?

Para comprender cómo algo más pesado que el aire pueda volar, debemos conocer las fuerzas que actúan en el vuelo y entrar en los dominios de la aerodinámica. Las fuerzas que actúan son: el peso del avión, la fuerza sustentadora, la resistencia al avance y la fuerza impulsora.

El peso del avión, debido a la fuerza de atracción terrestre, tiende a llevarlo hacia abajo, pero es equilibrado por la fuerza sustentadora. ¿Cómo se origina ésta? De modo general es provocada por la depresión que experimenta el aire en la parte superior de las alas y la compresión en la cara inferior. Cuando un avión se mueve en el aire, éste se desliza por la parte superior e inferior de las mismas; pero debido a la ligera curvatura de ellas y su ángulo, la corriente de aire resulta más rápida en la parte superior y queda frenada en la inferior, Por ello se produce una potente aspiración en la parte superior, apoyada por una presión menor en la inferior, ambas ocasionan el impulso ascendente de las alas del avión.

Para avanzar, el avión debe vencer una resistencia al avance provocada por el rozamiento con el aire; para disminuirla en lo posible, se pule la superficie de las alas. Pero el factor más importante se origina en la fuerza sustentadora, ya que al llegar al borde posterior del ala, el aire que pasó por debajo de ésta, de menor velocidad que el que pasó por arriba, sube y, al encontrarse con el de arriba, forma remolinos que se oponen al avance.

La fuerza que impele el avión hacia adelante es su propio peso, como ocurre con los planeadores, o la fuerza del motor. Cuando el motor pone en marcha las palas de la hélice, las mismas cortan el aire como si fueran alas. Entonces se produce una fuerza de succión en el lado delantero que disminuye a medida que el avión aumenta su velocidad. Esta fuerza desplaza al avión hacia adelante. Los modernos aviones no tienen hélices y funcionan con motores de reacción. Hay varios tipos, pero se inspiran en el principio de acción y reacción según el cual siempre que un cuerpo ejerza una fuerza o acción sobre otro, éste reacciona con la fuerza igual y opuesta aplicada al primero.

En el motor de reacción, el aire es aspirado y contribuye a quemar el combustible. Los gases de escape son lazados hacia atrás a gran velocidad, y en consecuencia producen una fuerza de reacción hacia adelante. Este motor puede actuar en un aire menos denso; por ello puede volar a gran altura y a mayor velocidad.

Nacido en el siglo pasado, el vuelo con aparatos más pesados que el aire ofrece al hombre infinitas posibilidades.

Esquema de las fuerzas que actúan en el avión. La sustentadora se produce al fluir
el aire alrededor del perfil del ala, lo que origina un vacío en la parte superior y una
presión en la inferior, de lo cual nace una fuerza ascendente que sustenta a la aeronave.

El movimiento de la hélice crea la fuerza impulsora en los aviones.

El Boeing 787 Dreamliner, es uno de los aviones comerciales más modernos del
mundo. Se caracteriza por pensar en el medio ambiente, en la eficiencia y en la
comodidad de los pasajeros.
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