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Tipos de arrastre
¿Qué hace subir a un avión? Durante el vuelo hay cuatro fuerzas principales que actúan sobre un avión: la sustentación, el peso, el empuje y la resistencia. Estas fuerzas influyen constantemente en el movimiento y la orientación del avión en el aire, pero son especialmente importantes cuando un avión sube o desciende. Para entender las fuerzas que entran en juego cuando una aeronave asciende y desciende, primero vamos a definir brevemente las cuatro fuerzas principales que actúan sobre esa aeronave cuando se mueve en el aire.
Cuando un avión está en vuelo normal, la fuerza de empuje debe ser igual a la resistencia y el peso debe ser igual a la sustentación, lo que sitúa al avión en un estado de equilibrio. Sin embargo, esto no significa que las cuatro fuerzas sean iguales, sino que las fuerzas opuestas son iguales a los efectos de cada una (se anulan entre sí). Según la Administración Federal de Aviación de los Estados Unidos (FAA), esto puede definirse así:
Cuando la aeronave comienza a ascender o descender es necesario que la relación de estas fuerzas se altere temporalmente ya que se requiere más/menos empuje. El ascenso requiere un aumento del empuje para compensar el incremento de la resistencia asociada al aumento del ángulo de la aeronave (a medida que la aeronave se inclina hacia arriba, una parte de la fuerza del peso actúa en la misma dirección que la resistencia).
Controles de vuelo secundarios
Cuando un avión vuela recto y nivelado a una velocidad constante, la sustentación que produce equilibra su peso, y el empuje que produce equilibra su resistencia. Sin embargo, este equilibrio de fuerzas cambia cuando el avión se eleva y desciende, cuando acelera y desacelera, y cuando gira.
Un avión en vuelo está siempre en medio de un tira y afloja con las cuatro fuerzas. Para que un avión despegue, el empuje debe ser mayor que la resistencia y la sustentación debe ser mayor que el peso. Para mantener el vuelo nivelado, la sustentación debe ser igual al peso y el empuje debe ser igual a la resistencia. Para aterrizar, el empuje debe ser menor que la resistencia y la sustentación debe ser menor que el peso.
Rendimiento del avión
El empuje, la resistencia, la sustentación y el peso son fuerzas que actúan sobre todas las aeronaves en vuelo. Entender cómo funcionan estas fuerzas y saber cómo controlarlas con el uso de la potencia y los controles de vuelo es esencial para el vuelo.
– Empuje: es la fuerza de avance producida por la planta motriz/hélice o el rotor. Se opone o vence a la fuerza de arrastre. Por regla general, actúa en paralelo al eje longitudinal. Sin embargo, no siempre es así.
– Arrastre: es una fuerza retardadora hacia atrás causada por la interrupción del flujo de aire por el ala, el rotor, el fuselaje y otros objetos que sobresalen. Como regla general, la resistencia se opone al empuje y actúa hacia atrás en paralelo al viento relativo.
– La sustentación – es una fuerza que se produce por el efecto dinámico del aire que actúa sobre el perfil aéreo, y actúa perpendicularmente a la trayectoria de vuelo a través del centro de sustentación (CL) y perpendicularmente al eje lateral. En vuelo nivelado, la sustentación se opone a la fuerza descendente del peso
– Peso – La gravedad es la fuerza de arrastre que tiende a atraer todos los cuerpos hacia el centro de la tierra. El CG puede considerarse como un punto en el que se concentra todo el peso de la aeronave. Si el avión estuviera apoyado en su CG exacto, se equilibraría en cualquier actitud. Hay que tener en cuenta que el CG es de gran importancia en una aeronave, ya que su posición tiene una gran influencia en la estabilización.
Cuál es la fuerza que contrarresta la fuerza de arrastre para el vuelo
Las tres leyes del movimiento de NewtonCómo se crea la sustentación: Las tres leyes del movimiento de Newton Para cada acción hay una reacción igual y opuesta Un objeto en movimiento tiende a permanecer en movimiento Hay que aplicar una fuerza externa para alterar ese estado de movimiento uniforme
Cómo se crea la sustentación: El aire que fluye sobre la superficie superior del ala se acelera al pasar por la zona constreñida, al igual que ocurre en el tubo de venturi (Leyes del movimiento de Newton y principio de Bernoulli). El resultado es una disminución de la presión en la superficie superior del ala que da lugar al fenómeno conocido como sustentación.
Downwash El downwash es el flujo de aire hacia el borde de fuga del ala. Además, el flujo de aire que pasa por debajo del ala es desviado hacia abajo por la superficie inferior del ala. El ala recibe una fuerza ascendente, por lo que el downwash contribuye a la sustentación.
Peso La fuerza descendente debida a la gravedad, directamente opuesta a la sustentación. Es el punto por el que pasa la resultante de los pesos de todas las partes de la aeronave en todas las actitudes que pueda asumir.
