¡Y sin embargo vuelan!. Un poco de teoría.

Últimamente me ha tocado viajar en avión mas de lo que me gustaría, algo que afortunadamente no me da ningún miedo. Para los que tienen problemas hay muchas páginas explicando porque vuelan los aviones . Así que he decidido ir un poco más allá, ¿Qué es necesario para que un avión vuele de forma estable? ¿Cómo es el avión más raro capaz de volar? Me ha salido un poco largo, así lo he dividido en tres partes, un poco de teoría, jugando con las alas y fuselajes extraños. E intentare publicarlas más rápido de lo habitual.

En la siguiente imagen podemos ver los tres ángulos de giro de un avión. En rojo es el balanceo, podéis imaginar el avión moviéndose lateralmente como un barco. En amarillo la guiñada, que sirve para apuntar el morro a derecha o izquierda y en morado el cabeceo, el morro (la “cabeza” del avión) sube y baja. Para conseguir un vuelo estable el avión tiene que responder a cada fuerza volviendo a su posición de equilibrio cuando desaparece, igual que un muelle.

Lo primero es volar en horizontal, es decir controlar el cabeceo. Para eso tenemos que asegurarnos de que el empuje hacia arriba coincida con la dirección del peso hacia abajo. Como el centro de gravedad del avión esta antes de las alas, la cola tira del avión hacia abajo. Eso permite que, si la sustentación baja, el morro caiga. El avión pierde altura pero gana velocidad y recupera la sustentación. Así podría planear, perdiendo altura y velocidad pero manteniéndose el vuelo.

Lo siguiente es que el avión no gire sobre si mismo. Para controlar el balanceo hay dos posibilidades. La primera es inclinar las alas hacia arriba lo que genera un par de giro que vuelve el avión a la horizontal.

O bien podemos colocar el fuselaje (el cuerpo) del avión bajo las alas. Eso hace que actúe como un péndulo y obliga al avión a mantenerse equilibrado. Claro que algunos son demasiado estables y hay que inclinar las alas hacia abajo para "inestabilizarlos un poco" y que puedan girar. En la imagen podemos ver los tres tipos de alas. Son otras necesidades, diferentes para los aviones militares y civiles, las que determinar que forma es mejor utilizar. Por ejemplo, si queremos motores cercanos al suelo y fáciles de mantener o elevados y alejados de la posibles objetos diseminados por la pista de despegue.

Por último, hay que evitar la guiñada a izquierda o a derecha. Esta es la parte más fácil. La cola del avión actúa como una veleta y el propio aire orienta el fuselaje para disminuir la resistencia. La única condición a cumplir es una cola larga que compense el momento desestabilizante del morro. Con todo esto, tenemos un avión que es estable de forma natural. Que tendera, el solo, a mantener el equilibrio si las fuerzas externas no son muy intensas. Y que con unos buenos pilotos, se convierte en el medio de transporte más seguro. Espero que esto ayude a tranquilizar a algunos de los que piensan coger el avión para sus próximas vacaciones. Que esta explicación les ayude y anime como sucedió con mi última compañera de asiento.

Pero claro, siempre podemos complicar más las cosas. La búsqueda de mejores prestaciones o características de vuelo especiales ha creado gran variedad de aviones diferentes y podemos continuar aprendiendo un poco mas de sus curiosas características.

Me ha parecido interesante completar el tema con distintas variantes de aviones. Algunas antiguas, exitosas pero ya olvidadas. Otras que, afortunadamente, fueron olvidadas antes de realizar demasiados vuelos. Un par de éxitos notables. Y unas pocas que, tal vez, nos den ideas para el futuro. En las siguientes dos anotaciones veremos alas inclinadas y asimétricas, fuselajes enormes e inexistentes, con cola y sin ella y algunos realmente inclasificables. Solamente tienen una cosa en común. Increíblemente todos ellos consiguieron volar.

Próximo tema: ¡Y sin embargo vuelan! Jugando con las alas

Categoría: Física