Warum fliegen Flugzeuge??

Die Hirsefrageón, ¿Weilé Flugzeuge fliegen? Una pregunta fácil, pero con una respuesta más compleja e interesante de lo que te imaginas.

Postautor von: Juan Matheus

die Luftfahrtón comercial ha estado presente en la vida del ser humano por algo más de un siglo. Aus diesem Grundón muchas personas hoy en día lo ven como algo normal y ya no hay la capacidad de asombro de cómo logramos conquistar los cielos. Aus diesem Grund lohnt es sich, eine Reihe hilfreicher Beiträge zu starten #AvGeeks und Menschen im Allgemeinen, a entender cómo es que un avión heute in día logra llevarnos de A a B en tan poco tiempo y todo lo que esto conlleva.

Diese neue Reihe von Lieferungen, die darauf abzielen, zu informieren, educar y enseñar sobre aspectos técnicos a gente que no tiene una formación téTechnik, aber jaí el deseo de aprender y su pasión für die Luftfahrtón trataremos temas interesantes gracias a Juan, neuer Blog-Mitwirkender.

¿Weilé Flugzeuge fliegen?

Sünde más preámbulo, lo primero que debemos resolver es los principios físicos básicos que gobiernan el vuelo de una aeronave. Lo primero que debemos reconocer es la presencia de ciertas fuerzas físicas que afectan a un objeto, en este caso un avión im Flug. Debemos reconocer en un avión 4 fuerzas físicas muy importantes y que están relacionadas entre sí por las leyes de Newton que todos habrán oído alguna vez. Zwei davon werden vertikal ausgeübt (Achse y) und zwei davon horizontal (eje X). Esta es quizá una simplificación (Wir leben in einer 3D-Welt) sin embargo es suficiente para nuestro propóWebsite.

Para que un avión pueda volar, muss in der Lage sein, zwei Schlüsselkräfte zu überwinden: La resistencia aerodinámica que es una fuerza que actúa horizontalmente (pensemos en “arrastre”) y la gravedad que lógicamente atrae a un objeto al suelo, es decir actúa de forma vertical (ya veremos por qué el peso de una aeronave es un factor clave y limitante en la aviación). Jeder von ihnen, hat sein Gegenstück: El empuje y la sustentación. Cuando el empuje y la sustentación son mayores que el peso de la aeronave y el efecto de arrastre (que puede ser la fricción de la pista con las ruedas en tierra o la resistencia del aire) podemos tener un avión que vuela. más adelante veremos otros componentes del diseño de los aviones modernos que contribuyen a vencer estas fuerzas.

Wenn ein avión istá volando a velocidad crucero y a una altitud fija, el empuje y el arrastre son de igual magnitud y diferente sentido y lo mismo pasa con el peso y la sustentación. Cualquier desequilibrio en cualquiera de estas fuerzas se traduce en una aceleración o desaceleración (horizontal oder vertikal). Esto es tan solo una prueba de las leyes del movimiento de Newton en acción.

Einmal más, Dinge vereinfachen, podemos observar que la sustentación eines Großvatersón (die Kraft, die das Flugzeug nach oben drückt) Das liegt an den Flügeln (und insbesondere in seiner Form) und der Schub wird durch die Motoren gegeben. Esto puede parecer quizá obvio pero no fue fácil entender la aerodináGlimmer, una rama de la física que hasta hace poco parecíein “magia negra” pues la matemática detrás de ella es muy compleja y hasta el día de hoy no hemos logrado encontrar la solución a muchas ecuaciones que la gobiernan y tan solo hemos podido simular sus efectos a través de una computadora. Sin entender las fuerzas aerodinámicas no podríamos haber desarrollado la aviación moderna y se lo debemos en parte al científico suizo Daniel Bernoulli. Mit anderen Worten, nicht jedes Objekt, das genug Schub hat (zwei Strahlturbinen zum Beispiel) könnteá volar.

El Tragfläche

Anteriormente hablamos de las fuerzas aerodinámicas y como contribuyen a que un avión pueda volar.

Ahora vamos a enfocarnos en cómo se genera sustentación, que es la fuerza aerodinámica responsable de que una aeronave pueda elevarse, und MáEs ist wichtig, bleib in der Luft.

Luft ist eine Flüssigkeit. No solo los líquidos lo son. En el caso del aire existen diferentes presiones en nuestra atmósfera y que ejercen una fuerza sobre el mismo (más adelante veremos otros factores atmosféricos como la temperatura y que también juegan un papel importante). Und wenn wir über Bewegung sprechen, no podemos evitar pensar en la velocidad como una forma de saber que tan rápido se mueve algún objeto.

Ahora que sabemos cuáles son algunos de los factores que influyen en el movimiento de un fluido, podemos concluir que la presión y la velocidad del aire son las variables que quisiéramos controlar para que un avión pueda surcar los cielos sin contratiempos. El principio de Bernoulli justamente describe cual es la relación entre esas dos variables. Kurzgesagt, el principio de Bernoulli dice que la velocidad y la presión de un fluido son inversamente proporcionales. Nämlich, das, wenn die Geschwindigkeit einer Flüssigkeit zunimmt, ich nahm esón disminuye y viceversa. Wenn Sie Interesse haben, können Sie nach Videos über Experimente in einem Venturi-Rohr suchen, um es besser beobachten zu können..

Aber, ¿Dasé tiene que ver todo esto con un avión? Gut, alle. Arriba mencionamos que la forma del ala de un avión es lo que genera la sustentación para que este se mantenga en el aire. Nun, genau so ist es., conocida como airfoil o perfil aerodináAffe, Dadurch können wir das Bernoulli-Prinzip zu unseren Gunsten kontrollieren. Para que un avión se mueva, wir müssen die Luft um ihn herum bewegen. Y ya sabemos que un fluido se mueve si existe un diferencial de presión. Der Zweck eines Flugzeugflügels ist, dann,  generar un diferencial de presión para que el aire pueda fluir.

Wenn wir uns das Bild des Tragflächenprofils ansehen, können wir das, por simple inspección visual ver que el “recorrido” de una partícula de aire sobre el borde superior será distinto al recorrido si lo hace por debajo del ala. Weit weg vom Flügel, ich nahm esón del aire es atmosféRica. Als die Luft näher kommt, was wir nennen relativer Wind vamos a ver que se crea una distribución en gradiente de la presión alrededor del airfoil.

Existen muchas teorías y formas de explicar cómo es que en la parte superior del ala tenemos alta velocidad y baja presión y lo opuesto en su lado inferior sin embargo es algo demasiado complejo para desarrollarlo aquí.

Abschließendón, el perfil alar nos brinda el diferencial de presión que buscábamos y que genera la sustentación. Weilé el resultado es una fuerza que va para arriba y no al revés? El diferencial de presión es mayor abajo que arriba. Höhere Geschwindigkeit, menor presión. Buchstäblich, la parte inferior “presiona” die Luft nach oben.

Este tema es bastante complejo y requiere leerlo y releerlo para poder entender mejor la lógica detrás de la física.