Sustentación del avión

Un aeroplano se sustenta en el aire como consecuencia de la discrepancia de presión que se genera al incidir la corriente de aire en una superficie aerodinámica como es el ala. En la parte superior la presión es menor que en la inferior (véase Teorema de Bernoulli), y esa discrepancia produce un efecto de empuje hacia arriba denominado sustentación. La magnitud del empuje depende de la forma del corte transversal del ala, de su área, de las características de su superficie, de su inclinación en relación al flujo del aire y de la velocidad del mismo.

La sustentación producida en un ala o superficie aerodinámica es de forma directa proporcional al área total expuesta al flujo de aire y al cuadrado de la velocidad con que ese flujo incide en el ala. Igualmente es proporcional, para valores medios, a la inclinación del ángulo de ataque del eje de la superficie de sustentación en relación al de la corriente de aire. Para ángulos superiores a 14 grados, la sustentación cambia con rapidez hasta llegar a la pérdida total en el momento en que, por efecto de esos valores, el aire se desplaza produciendo torbellinos en la superficie de las alas. En esta situación se dice que el perfil aerodinámico ha accedido en pérdida.

Cuando un avión está preservando la altura, la sustentación producida por las alas y otras partes del fuselaje se equilibra con su peso total. Hasta algunos límites, en el momento en que aumenta el ángulo de ataque y la velocidad de vuelo se preserva perseverante, el avión ascenderá; si, por el contrario, baja el morro del avión, disminuyendo así el ángulo de ataque, perderá sustentación y comenzará a descender. El sistema por el cual sube y baja el morro del avión se llama control de cabeceo.

Durante un vuelo, el piloto cambia con frecuencia la velocidad y ángulo de ataque de la aeronave. Estas dos circunstancias frecuentemente se compensan uno con otro. Por ejemplo, si el piloto anhela vencer velocidad y conservar el nivel de vuelo, primero aumenta la potencia del motor, lo que eleva la velocidad; esto a su vez aumenta la sustentación, por lo que para equilibrarla con el peso, bajará pausadamente el morro del avión con el control de cabeceo hasta conquistarlo.

Durante la aproximación para el aterrizaje, el piloto tiene que ir descendiendo y al mismo tiempo disminuyendo la velocidad lo más posible; esto daría lugar a una considerable pérdida de sustentación y, por lo cual, un descenso muy fuerte y un impacto violento en la pista. Para remediarlo hay que conquistar sustentación adicional cambiando la superficie de las alas, su curvatura efectiva y su ángulo de ataque, a través de mecanismos adicionales como los flaps, alerones sustentadores que se esparcen en la parte siguiente de las alas, y los slats, en la parte frontal. Ambas superficies se usan para el despegue y aterrizaje, yendo retraídas a lo largo del vuelo de crucero al tener una limitación de velocidad muy reducida, por encima de la cual sufrirían daños estructurales.

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