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4 fuerzas de vuelo
Durante el vuelo, las fuerzas que actúan sobre un avión son la sustentación, el peso, el empuje y la resistencia. La sustentación es una fuerza ascendente formada por el movimiento del aire por encima y por debajo del ala de un avión y sostiene al avión en vuelo.
El empuje es generado por la rotación de la hélice del avión en el aire, que impulsa al avión hacia adelante. También hay que tener en cuenta que la hélice del avión gira gracias a la fuerza suministrada por el motor.
En la imagen anterior, las flechas que indican las fuerzas que actúan sobre el avión suelen llamarse vectores. El tamaño del vector se indica por su longitud y la dirección del vector se indica por la dirección de la flecha.
Como ya se ha dicho, la fuerza de sustentación es opuesta al peso. Cuando el flujo de aire choca con el ala del avión, este flujo de aire se divide en dos partes y pasa por la superficie superior del ala y la superficie inferior del ala, lo que debido a la forma especial del ala provoca una baja presión en la parte superior del ala y una alta presión en la superficie inferior del ala, y finalmente, debido a esta diferencia de presión, aparece la fuerza de sustentación.
Empuje y elevación
En diciembre de 2003, para conmemorar el centenario del primer vuelo de los hermanos Wright, el New York Times publicó un artículo titulado “Staying Aloft; What Does Keep Them Up There?”. El objetivo del artículo era una simple pregunta: ¿Qué mantiene a los aviones en el aire? Para responderla, el Times recurrió a John D. Anderson, Jr., conservador de aerodinámica en el Museo Nacional del Aire y del Espacio y autor de varios libros de texto sobre el tema.
Lo que Anderson dijo, sin embargo, es que en realidad no hay acuerdo sobre lo que genera la fuerza aerodinámica conocida como sustentación. “No hay una respuesta sencilla para esto”, dijo al Times. La gente da diferentes respuestas a la pregunta, algunas con “fervor religioso”. Más de 15 años después de aquel pronunciamiento, sigue habiendo diferentes versiones de lo que genera la sustentación, cada una con su propio y considerable rango de celosos defensores. A estas alturas de la historia del vuelo, esta situación es ligeramente desconcertante. Al fin y al cabo, los procesos naturales de la evolución, trabajando sin sentido, al azar y sin ninguna comprensión de la física, resolvieron el problema mecánico de la sustentación aerodinámica para las aves que vuelan hace siglos. ¿Por qué debería ser tan difícil para los científicos explicar qué es lo que mantiene a las aves, y a los aviones, en el aire?
Hay dos factores principales que afectan a la presión sobre los controles de vuelo qué factores
Los aviones han revolucionado la forma de viajar. En cualquier momento, las estadísticas muestran que hay aproximadamente 5.000 aviones comerciales en el aire. Mientras que algunos de estos vuelos son cortos y conectan dos o más ciudades dentro del mismo país, otros son intercontinentales. Sin embargo, independientemente de la distancia de la ruta, hay cuatro fuerzas clave que actúan sobre los aviones en el aire, cada una de las cuales afecta a la capacidad de un avión para volar. ¿Cuáles son exactamente las cuatro fuerzas del vuelo?
La gravedad es la fuerza invisible creada por la Tierra que tira de los objetos, incluidos los aviones, hacia abajo. Todas las formas de materia producen un campo gravitatorio, aunque la fuerza de este campo es relativa a la masa del objeto. El campo gravitatorio producido por la Tierra tira de los objetos hacia abajo a una velocidad de 9,807 m/s². Por lo tanto, las empresas de fabricación aeroespacial deben tener en cuenta la fuerza de la gravedad en el diseño de sus aviones.
El empuje es la fuerza producida por un avión que lo hace avanzar. Los aviones suelen producir empuje de dos maneras: con motores a reacción o con motores de hélice. Los motores de hélice tienen una o más hélices que giran para producir empuje, mientras que los reactores queman combustible para producir empuje. De estos dos métodos, los motores a reacción crean mucho más empuje que sus homólogos de hélice, razón por la cual muchos aviones comerciales los llevan. En cualquier caso, todos los aviones deben producir empuje. De lo contrario, no podrán avanzar.
¿Cuál es la fuerza que contrarresta la fuerza de arrastre para el vuelo
Peso, Elevación, Empuje, Arrastre Peso Empuje Elevación Arrastre El peso es una fuerza que se dirige hacia el centro de la Tierra. La magnitud del peso depende de la masa de todas las piezas del avión, del combustible y de la carga útil que lleve a bordo. Uno de los principales problemas del vuelo es intentar superar el peso. Esto se consigue mediante la sustentación. La sustentación supera la fuerza descendente causada por el peso y la gravedad. La sustentación es generada por las alas y el movimiento de avance del avión. El empuje lo generan los motores del avión. Los aviones de papel no tienen empuje continuo, por lo que caen al suelo. Para que el avión se mueva hacia adelante, la fuerza de empuje debe ser mayor que la fuerza ejercida por la resistencia. La fuerza de arrastre es causada por la resistencia del aire, y se ve afectada por la forma y la velocidad del avión. ¿Un avión con forma de caja tendría una fuerza de arrastre grande o pequeña? ¿Cómo se sabe?
¿Cómo vuelan? El diseño del ala (un perfil aerodinámico) hace que el aire sobre el ala se mueva más rápido que el aire bajo el ala. Esto crea un sistema de alta presión bajo el ala. Es el principio de Bernoulli. La alta presión bajo el ala crea una fuerza de sustentación. ¿En qué dirección está la fuerza de sustentación?
