Fundamentos de Aerodinámica y Principios del Vuelo
Aerodinámica
Es la rama de la mecánica de fluidos que se ocupa del movimiento del aire y otros fluidos gaseosos, y de las fuerzas que actúan sobre los cuerpos que se mueven en dichos fluidos.
Teorema de Bernoulli
Enuncia que se produce una disminución de la presión de un fluido (líquido o gas) en movimiento cuando aumenta su velocidad.
El teorema se aplica al flujo sobre superficies, como las alas de un avión o las hélices de un barco. Se desprende de aquí que: PRESIÓN + VELOCIDAD = CONSTANTE.
Efecto Venturi
Las partículas de un fluido que pasan a través de un estrechamiento aumentan su velocidad, con lo cual disminuye su presión.
Perfil aerodinámico
Un cuerpo que posee una forma tal que permite aprovechar al máximo las fuerzas originadas por las variaciones de velocidades y presiones de una corriente de aire se denomina perfil aerodinámico.
Principio del vuelo
Un avión se sustenta en el aire como consecuencia de la diferencia de presiones que se origina al incidir la corriente de aire sobre un perfil aerodinámico, como es el ala.
Sustentación
La sustentación producida en un ala o superficie aerodinámica es directamente proporcional al área total expuesta al flujo de aire y al cuadrado de la velocidad con que ese flujo incide en el ala. También es proporcional, para valores medios, a la inclinación del ángulo de ataque del eje de la superficie de sustentación respecto al de la corriente de aire.
Variables que influyen en la sustentación
- Densidad del aire: La densidad es la cantidad de partículas de aire por unidad de volumen. El aire caliente es menos denso que el aire frío; por lo tanto, en invierno los aviones vuelan mejor.
- Velocidad del aire sobre el perfil aerodinámico: La sustentación es directamente proporcional al cuadrado de la velocidad.
- La superficie alar: Cuanto mayor es la superficie alar, mayor es la sustentación. Generalmente, se posee poca acción para modificar esta variable.
- El ángulo de ataque: La sustentación es directamente proporcional al coseno del ángulo de ataque.
Fuerzas a las que el avión está expuesto
Las fuerzas que actúan constantemente sobre el avión en vuelo son:
- Peso
- Sustentación
- Tracción
- Resistencia
El avión, en vuelo recto nivelado y sin aceleración, equilibra estas cuatro fuerzas igualándolas de la siguiente forma:
PESO = SUSTENTACIÓN y TRACCIÓN = RESISTENCIA.