Como Funciona un Avion

El avión ordinario se sostiene por la presión del aire sobre sus alas, lo cual es explicado por un teorema muy extraño enunciado por el matemático suizo Bernoulli. Este teorema enuncia que cuando un fluido circula alrededor de un objeto fijo, la presión ejercida oblicuamente sobre el objeto por el fluido aumenta a medida que la velocidad de la corriente aumenta.

Por ejemplo, lancemos hacia arriba un chorro de agua por medio de una manguera, y luego coloquemos una pelota de ping gong en la parte superior del chorro. La pelota se balancea y gira pero trata de mantenerse en la parte superior de la corriente de agua, desafiando toda lógica aparente. ¿Qué sucede realmente cuando el agua fluye alrededor de la pelota? Ante todo ésta tiende a deslizarse hacia un lado, digamos a la izquierda. El agua se divide alrededor de la pelota, la mayor parte por el lado derecho y algo por el izquierdo. La desviación hace que el agua se detenga lentamente, produciendo una presión lateral.

Simultáneamente la presión del agua de alta velocidad que sube por el lado derecho de la palota disminuye, y por tanto la pelota gira hacia el lado de baja presión, alejándose del lado de alta presión y regresando al centro del chorro.

La forma de la superficie aerodinámica (sección del ala) está diseñada para aumentar la presión del aire que pasa por la cara interior y luego aumentarla en la superficie superior del ala. Esto se realiza en dos formas: balanceando el ala ligeramente hacia el frente para que el aire entrante golpee la cara inferior del ala y disminuya lentamente (aumentando la presión), y forzando el aire a que atraviese una larga trayectoria sobre la superficie superior más bien que por la superficie inferior del ala.

Esta forma característica del ala, muy arqueada en la parte superior y casi lisa por debajo, es levantada por el aire que pasa y a medida que el ala se levanta también lo hace el fuselaje del avión.

Para obtener que el ala se mueva más rápido a través del aire, la hélice corta el aire y lo arroja hacia atrás. Esto fin-pulsa el avión hacia adelante al igual que un muchacho sentado en un carruaje puede avanzar al arrojar piedras sobre la sección trasera del vehículo. Esto corresponde a la misma ley: “Todo movimiento tiene una reacción igual y opuesta”, la cual explica el lanzamiento de los cohetes, propulsores de chorro y satélites.

Al mover el avión hacia adelante a lo largo de la pista, se desarrolla finalmente mucha presión de aire en las alas (llamada elevación o fuerza ascensional) que hace elevar el avión en el aire.

La energía del motor requiere solamente lo necesario para superar la fuerza del aire que se desliza alrededor del “forro” del avión. Para dar alguna idea de cuán eficientes son las alas, tomemos un avión de modelo, revisemos el motor y pongámoslo a funcionar. Las alas hacen el despegue real, la hélice solo lo lleva hacia adelante. Pocas personas se dan cuenta de que si la hélice hace todo el esfuerzo, el eje propulsor es el que realmente siente el empuje. El avión es empujado hacia adelante, bien sea por la proa, por uno, dos o cuatro ejes propulsores.

Los aviones son regulados por secciones pequeñas y móviles del ala llamadas alerones colocados en los bordes posteriores de la superficie aerodinámica. Al inclinar el alerón hacia arriba, el ala es forzada hacia abajo, y viceversa. Las superficies horizontal y vertical de la cola (el timón de altura y el timón de dirección) están análogamente encajadas en las secciones móviles. Los controles del piloto constan de una palanca de mando y dos pedales de gobierno del timón de dirección. En su forma más sencilla la palanca de mando es pivotada hacia su extremo inferior, de lo contrario es libre de girar en todas direcciones. En los aviones modernos la palanca de mando puede solamente pivotearse hacia adelante y hacia atrás. En su parte superior posee un volante de dirección para los giros. Al empujar la palanca de mando oblicuamente hacia la izquierda o al girar el volante hacia la izquierda simultáneamente levanta el alerón del ala izquierda y baja el del ala derecha. Esto fuerza el ala izquierda hacia abajo y el ala derecha hacia arriba, que coloca el avión en una “escora” hacia la izquierda. Al accionar el pedal izquierdo de gobierno al mismo tiempo, se produce un giro suave hacia la izquierda.

Al empujar la palanca de mando hacia adelante baja los alerones de la superficie del timón de altura en el extremo del avión. Esto levanta la cola y fuerza el avión en picada.

Empujando hacia atrás la palanca de mando se baja la cola y se levanta la proa en vuelo ascendente. Obviamente se requiere mucha coordinación para controlar un avión en maniobras tan complejas como el aterrizaje, especialmente en condiciones adversas.

Algunos detalles pueden hacer un viaje en avión menos problemático. Ante todo, el tubo de escape del avión consta de gases calientes que se queman. Estos chorros salen por los tubos de escape y parece como si el ala estuviera quemándose, pero no es así.

A veces pequeñas aletas que rodean el motor son abiertas durante el despegue para permitir que el aire enfríe el motor. La tubuladora de escape candente es revelada, lo cual es normal y no significa que el motor vaya a fundirse.

Poco antes de aterrizar el piloto baja las ruedas con un ruido audible. El ruido es natural —significa que las ruedas están funcionando normalmente— y de allí el descenso repentino que se siente cuando el viento golpea las ruedas y el tren de aterrizaje.

Este descenso lento es esencial para facilitar el aterrizaje seguro del avión. Los fabricantes de aviones aseguran mejor este aterrizaje añadiendo aletas a las alas, las cuales actúan como extensiones de dicha ala.

Los helicópteros son aviones de alas giratorias, y los principios son análogos a los del avión regular pero con la diferencia de que sus alas giran en círculos más bien que hacia adelante. De esta manera la cara inferior de la pala móvil es levantada por el aire que pasa y el levantamiento es transmitido al eje central que sostiene el helicóptero en el aire.

Los helicópteros han sido experimentados durante mucho tiempo. El problema ha sido siempre mantener el fuselaje girando en forma opuesta a las palas Después de todo, sí se añaden las palas al eje del motor y se pone a funcionar el aparato en el espacio, ¿qué es lo que mantiene al motor girando alrededor del eje de la pala, y no lo contrario? La respuesta está en un pequeño ventilador que cuelga de un larguero en la parte posterior del fuselaje del helicóptero, el cual opone la tendencia del larguero a oscilar alrededor.

Los helicópteros son menos eficientes que los aviones comunes por la sencilla razón de que la energía usada para elevar el helicóptero no se aplica para moverlo horizontalmente. El kilometraje cubierto por un avión de ala fija sirve dos propósitos: fuerza ascensional y viaje.

Por consiguiente, en un helicóptero se encuentra ruido, complejidad e ineficacia a cambio de la ventaja de poder cernerse y aterrizar en una azotea de rascacielo. El ejército ha sido el mayor comprador de tal aparato, pero también lo están usando los servicios de trasporte en barcas de trayecto corto.

En un breve lapso los helicópteros reemplazarán a los automóviles en los garajes. Aviones de este tipo y de otras formas están en desarrollo, pero por ahora el precio y los gastos no permiten adquirirlos.