Hay una serie de principios aerodinámicos que explican por qué vuelan los aviones y son más sencillos de lo que podría parecer.
Son esas preguntas que nos hacemos de pequeños y que nos repetimos de mayores. ¿Por qué vuelan los aviones? ¿Cómo es posible que esa masa enorme, ese armatoste exagerado de metal pueda sostenerse en el aire? ¿Cuáles son las fuerzas que impiden que caiga a plomo con todas sus toneladas resoplando como un gigante cansado? Son principios básicos de la aerodinámica los que actúan.
Lo primero que hay que tener claro a la hora de saber por qué vuelan los aviones son las fuerzas que actúan sobre estos cuando están en el aire. Son cuatro, dos en horizontal, en sentido contrario, y dos en vertical, igualmente en sentido contrario. Al impulso del avión, que lo conduce hacia delante por la acción del motor, se opone la resistencia del aire. Y al peso del avión, que tira de él hacia abajo, se opone la fuerza de sustentación, que levanta a la aeronave.
Una de las causas principales de la fuerza de sustentación es el efecto Bernoulli. Las alas de los aviones tienen un diseño particular. Su parte superior es más combada y la inferior es más recta. Esto hace que el aire que pasa por encima del ala tenga más superficie que recorrer hasta llegar al final. Así, esta corriente de aire se acelera debido a la aerodinámica y viaja a mayor velocidad que el aire de abajo.
El efecto Brenoulli dictamina que si un fluido (líquido o gas) se mueve a mayor velocidad tiene una presión más baja. De esta forma se crea una diferencia de presiones entre el aire que hay encima y debajo de las alas. Como consecuencia de la menor presión en la parte superior se genera una fuerza bajo el ala que impulsa a esta hacia arriba.
Además, hay que tener en cuenta que el diseño de las alas es por delante redondeado y por detrás, afilado, prácticamente acaba en punta. Esto hace que la corriente de aire que viaja por arriba a mayor velocidad, cuando se encuentra con la corriente inferior empuje a esta hacia abajo. Y, según la Tercera Ley del Movimiento de Newton, cada fuerza de acción tiene una fuerza de reacción de igual intensidad que actúa en sentido contrario. De ahí que se genere una fuerza hacia arriba que ayuda a mantener en el aire el avión.
Una tercera causa estaría en el ángulo del ala, el llamado ángulo de ataque, que contribuye a aumentar la fuerza de sustentación. Aquí hay que introducir el concepto del viento relativo, que es la corriente de aire que genera el avión cuando viaja. Esta pasa por encima y por debajo del ala.
Cuando el avión se eleva y el ala apunta hacia arriba, la corriente de viento inferior se ve frenada por el ala y su presión aumenta, con lo que tenemos de nuevo el efecto Bernoulli que impulsa hacia arriba a la aeronave.
También se puede explicar la influencia del ángulo de ataque por el efecto Venturi. Este dice que cuando un fluido pasa por una zona estrecha su velocidad aumenta. Y esto es precisamente lo que le ocurre al viento relativo superior cuando el ala apunta hacia arriba. El túnel de viento se estrecha por la parte superior, con lo que la velocidad del aire es mayor en la parte de arriba, generando esa diferencia de presión y dando lugar, otra vez, al efecto Bernoulli.
Imágenes: Aero Icarus, Wikipedia y Silent91
