Toda la aviación se basa en interesantes conocimientos científicos

Cuando se realiza un vuelo en avión, es fácil pensar que se trata de una experiencia mágica. Al fin y al cabo, sabemos que los aviones pueden volar porque los hemos visto hacerlo con nuestros propios ojos. En realidad, la aviación se basa en la ciencia física y lleva cientos de años evolucionando. A los hermanos Wright se les atribuye el mérito de ser los primeros en demostrar con éxito el vuelo «controlado» (es decir, que podían dirigir su avión) en 1903, al crear un perfil aerodinámico que permitía a su planeador planear suavemente por el aire. Sin embargo, esto no fue exactamente un accidente: antes habían realizado numerosas pruebas en túneles de viento para simular diferentes condiciones, lo que les resultó muy útil a la hora de crear su diseño final.

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El descubrimiento fundamental de la física del vuelo de los hermanos Wright

Los hermanos Wright fueron los primeros en volar, y lo hicieron con sus propias manos. Su primer vuelo duró sólo 12 segundos, pero fue uno de los mayores logros de la historia de la humanidad.

El primer avance de los hermanos Wright se produjo en 1903, cuando se dieron cuenta de que para volar se necesitaban alas y sustentación. También descubrieron que si tienes suficiente velocidad, tu ala creará suficiente sustentación para mantenerse en pie incluso sin estar unida directamente a otra cosa (como un helicóptero). Este principio se denomina «deformación de las alas» porque el aire pasa por encima de las puntas de las alas a diferentes velocidades dependiendo de la curvatura que haya entre ellas, lo que crea una resistencia que provoca una fuerza desequilibrada a ambos lados de cada punta, haciendo que se retuerzan una hacia la otra como las patas de un insecto que se juntan o separan dependiendo de la velocidad a la que se mueven en el espacio con respecto a la otra.

Las tres leyes del movimiento de Newton

La primera ley del movimiento de Newton establece que un objeto en reposo permanece en reposo y que un objeto en movimiento sigue moviéndose con velocidad constante a menos que actúe sobre él una fuerza externa.

Un ejemplo de este principio es un coche que circula por una autopista; las ruedas giran porque se ven obligadas a hacerlo por la fricción entre ellas y la superficie de la carretera (una fuerza externa). Sin esta fricción, el coche no podría avanzar porque no encontraría ninguna resistencia en su entorno; por lo tanto, su impulso cesaría inmediatamente cuando se detuviera o redujera la velocidad lo suficiente como para que dejara de haber fricción entre los neumáticos y la superficie de asfalto bajo ellos.

El principio de Bernoulli

Probablemente sepa que el aire fluye por encima del ala de un avión a mayor velocidad que por debajo de ella. Esto se debe al principio de Bernoulli, el mismo principio que hace que un chorro de agua vaya más rápido cuesta abajo o que hace que un avión vuele cuando utiliza su motor para empujar contra esta diferencia de presión entre dos partes de su cuerpo.

El nombre «teorema de Bernoulli» se refiere específicamente a cómo se puede calcular cuánta sustentación producirá un objeto utilizando este fenómeno y algunas matemáticas básicas (véase más adelante). Pero si quieres un ejemplo práctico, imagina que intentas levantar la mano delante de un ventilador o un túnel de viento: si no hubiera viento, la mano se caería; pero si pasara suficiente aire a gran velocidad, como cuando caminas por la hierba alta, la mano podría mantenerse en pie a pesar de que la gravedad tira de todo lo demás.

La ley de la conservación de la energía

La ley de conservación de la energía establece que la energía puede cambiar de forma, pero no puede crearse ni destruirse. Es la base de toda la aviación y la aerodinámica, y se utiliza en el diseño y la construcción de aviones.

El principio de Bernoulli otra vez

El ala de un avión tiene forma de perfil aerodinámico, que es una forma alargada y delgada con lados curvos. El perfil crea una zona de baja presión en la parte superior y una zona de alta presión en la parte inferior. La diferencia de presión entre estas dos zonas crea la sustentación, la fuerza que hace volar al avión.

La sustentación depende de tres factores: la velocidad, el ángulo de ataque y la curvatura. Por ejemplo, si reduces la velocidad o aumentas el ángulo de ataque (apuntando hacia abajo), generarás más sustentación que si no hubieras hecho ninguna de las dos cosas porque ambas aumentan la curvatura; sin embargo, aumentar la curvatura no aumenta la cantidad de empuje que produce la tercera ley de Newton, ya que lo único que hace es cambiar dónde se aplica el empuje y cuánta energía se emplea en crearlo.

Todos debemos mucho a los pioneros de la aviación que han hecho posible que hoy todos disfrutemos volando.

Como todos sabemos, la aviación se basa en los principios científicos de la física. Sin ellos, los aviones no podrían volar. Todos debemos estar agradecidos a los pioneros de la aviación que han hecho posible que hoy todos disfrutemos volando.

También tenemos una deuda de gratitud con quienes allanaron el camino de la ciencia y su aplicación en nuestras vidas descubriendo nuevas leyes y teorías sobre el funcionamiento de las cosas: Las Leyes del Movimiento de Newton; la Teoría de la Relatividad de Einstein; las Ecuaciones de Maxwell (que describen las ondas electromagnéticas); la Constante de Planck (relacionada con la mecánica cuántica). Y así sucesivamente…

Así pues, si va a volar a algún lugar próximamente y quiere saber más sobre la ciencia que hay detrás de todo esto, espero que este artículo le haya ayudado a arrojar algo de luz sobre el tema.

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