AERONAUTICA - Teoría del vuelo
SUSTENTACION
Es necesario principios fundamentales de la aerodinámica para comprender cómo un objeto
más pesado que el aire puede mantenerse por sí solo en éste y moverse libremente en tres
dimensiones. A diferencia de los globos y aparatos que contienen gases "más livianos que el
aire" para desarrollar sustentación (la fuerza opuesta a la gravedad), los aviones y planeadores
descansan sobre superficies de alas fijas, diseñadas de tal modo que se produce una fuerza de
sustentación cuando el aire fluye sobre ellas.
Cada vez que en el presente tratado se mencionen perfiles de ala o secciones de ala, se estará
haciendo referencia al ala como principal creador de sustentación. El medio a través del cual el
ala se desplaza, el aire, puede ser considerado como un "fluido" con respecto a la fuerza que
ejerce, en forma igual, en todas direcciones. Muchas de las propiedades y características físicas
de los fluidos están demostradas en la acción del aire. Por ejemplo, considérese al aire como
fluyendo en corrientes o tubos. Cuando una corriente de aire pasa de un canal grande a un
canal angosto, su velocidad aumenta, lo mismo que los ríos al formar "rápidos" o movimientos
rápidos de agua, cuando el lecho del río se angosta o es menos profundo. Sin embargo,
aunque el agua fluya despacio o rápidamente, pasa la misma cantidad por minuto, por un
punto dado. Lo mismo sucede con los "tubos" de corrientes de aire.
Esto puede comprobarse fácilmente al utilizarse una manguera con un pico o tobera. Cuando
se abre el grifo, el agua fluye a un régimen continuo, cualquiera sea el ajuste de la tobera. Si el
agua fluye de la canilla a un régimen, digamos, de 2 litros por minuto, debe pasar por la
tobera al mismo régimen. En consecuencia, como la abertura de la tobera es más pequeña, el
agua debe fluir por ella más
de prisa para permitir el paso por minuto del mismo
volumen de agua anterior.
Es un principio físico aceptado el hecho de que cuando se aumenta la velocidad de un venturi
(tubo cuyo diámetro disminuye y luego vuelve a aumentar), la presión en las paredes del
cuello o sea en la parte más angosta del tubo, disminuye. Este principio se demuestra con un
atomizador de perfume. El atomizador consiste en un tubo angosto conectado en un lado a
una perilla de goma y en el otro a un pulverizador o salida para el perfume. El tubo tiene una
extensión hacia abajo, que se introduce en el líquido. Cuando se oprime la perilla y el aire es
desalojado del área mayor a través del tubo angosto, la velocidad de dicho aire aumenta,
disminuyen do la presión (efecto de venturi). La depresión en el tubo provoca una succión,
llevando el fluido hacia arriba, a través de la extensión del tubo, para ser pulverizado por el
otro lado del mismo. De esta manera, una disminución en el diámetro de un tubo en cualquier
punto, aumentará la velocidad del fluido a través de éste y al mismo tiempo reducirá la
presión en ese punto. Debe hacerse notar aquí que el efecto de venturi es producido cuando
un tubo es angostado y luego ensanchado; es así como en una tobera, mientras se aumenta la
velocidad, no se provocará una depresión en la superficie interior de la misma, ya que no se
abre después de estrecharse. Comprendiendo esto, podemos ver muy claramente cómo la
forma de un ala hace que se produzca una fuerza de sustentación cuando el aire fluye a través
de ella.
Por regla general, no hay concentración de aire en ningún espacio, ni "agujeros" en el aire. Este
fluye en corrientes paralelas o filetes en línea recta. Si hay obstrucciones en cualesquiera de
estos filetes, los que los rodean no serán afectados en forma apreciable, sino que continuarán
su flujo normal. El ala de un avión o planeador es diseñada en forma tal, que disminuya el
flujo de los filetes de aire al llegar al borde de ataque del ala; luego el aire continúa
normalmente, pero en forma acelerada, sobre la superficie del ala, ya que la forma de ésta
hace que actúe como un venturi. El aumento de velocidad en la superficie superior provoca
menos presión arriba que debajo del ala. En consecuencia, el ala tenderá a moverse hacia la
región de menor presión, o sea hacia arriba. No obstante, solamente se obtiene una reacción
aerodinámica útil del aire al fluir sobre el ala, cuando hay un flujo de aire suave.
En lo que respecta a la sustentación de superficie superior, la tendencia natural del aire,
fluyendo sobre el ala, es la de seguir su contorno. Como la sección en corte del borde de
ataque es generalmente abultada, angostándose en el borde de salida, el aire que golpea en el
ala debe cambiar su dirección casi instantáneamente para continuar sobre su contorno. En la
posición de vuelo recto sólo hay un ligero distanciamiento de los filetes de aire respecto de la
superficie del ala. Sin embargo, a medida que el borde de ataque se sitúa progresivamente
"más alto" que el borde de salida, los filetes de aire deben cambiar su dirección más
enérgicamente a fin de aproximarse al contorno y es así como se separan más y más de la
superficie, hasta alcanzar un punto donde no pueden continuar fluyendo suavemente sobre el
ala y forman turbulencias.
Esto afecta seriamente al desarrollo de la sustentación, pues a medida que la turbulencia
aumenta, el ala llega a un estado en que no puede continuar creando la sustentación necesaria
para volar.
PARTES DE UN AVION
. En este aparato de entrenamiento S.N.Q. se pueden apreciar las distintas partes con sus
nombres respectivos.
