Cómo se vuela
Las cuatro fuerzas, cómo sustentan las alas, por qué los reactores vuelan alto, cómo se sostienen los helicópteros y por qué los aviones son estables, en lenguaje sencillo.
Las cuatro fuerzas
- Niños
Todo avión siente cuatro fuerzas: el peso lo tira hacia abajo, la sustentación de las alas lo sostiene, el empuje de los motores lo lleva adelante y la resistencia del aire lo frena. Si sustentación = peso y empuje = resistencia, vuela estable.
Compruébalo: ¿Qué fuerza producen los motores?
El empuje.
Cómo sustentan las alas
- Niños
Un ala está un poco inclinada y curvada, así que desvía hacia abajo el aire que pasa. Empujar el aire abajo empuja el ala arriba. Aire más rápido y alas más grandes dan más sustentación: una avioneta necesita unos 26 m/s (51 nudos) para mantenerse.
Compruébalo: ¿Qué pasa con la sustentación si el avión va más lento?
Baja, salvo que el ala se incline más. Demasiado lento y el ala entra en pérdida.
Por qué los reactores vuelan alto
- Adolescentes
A 11 km (36 000 ft) el aire tiene solo 0,36 kg por metro cúbico, menos de un tercio que a nivel del mar, y 217 K (-56 °C). Aire fino significa menos resistencia, así que los aviones de línea queman menos combustible por kilómetro, mientras alas y motores sigan funcionando.
Compruébalo: ¿Por qué una avioneta de hélice no puede volar también a 11 km?
Su motor necesita aire para respirar y sus alas exigirían mucha más velocidad: no hay potencia para ambas cosas.
Cómo se sostienen los helicópteros
- Adolescentes
El rotor que gira es un ala grande que empuja una columna de aire hacia abajo. Un helicóptero de 2700 kg con palas de 5,1 m empuja el aire hacia abajo a unos 12 m/s a través del rotor y necesita al menos 305 kW solo para mantenerse.
Compruébalo: ¿Palas más largas necesitarían más o menos potencia?
Menos: mueven más aire más despacio, lo que cuesta menos energía.
Mantenerse estable
- Ciclo técnico (college comunitario)
Si una ráfaga levanta el morro, la cola también sube y devuelve el morro abajo. Los ingenieros describen este bamboleo con dos números: lo rápido que oscila (frecuencia natural) y lo rápido que se apaga (amortiguamiento). A los pilotos les gusta un amortiguamiento entre 0,35 y 1,3.
Compruébalo: ¿Qué pasaría con un amortiguamiento cercano a cero?
El morro seguiría subiendo y bajando mucho tiempo, algo cansado y difícil de controlar.
¿Listo para las ecuaciones? Sigue con las matemáticas paso a paso. · Pruébalo en el Aero Lab