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.... POR QUE VUELAN SI SON MAS PESADOS QUE EL AIRE?

.... Son más pesados que el aire y sin embargo vuelan. A qué se debe? En esta sección veremos las leyes básicas de la aerodinámica que posibilitan el vuelo tanto a nuestros aeromodelos como el de un Jumbo que puede llegar a pesar hasta 350 toneladas.... en este caso la cuestión es simplemente de escala... algo así como en el sexo... donde el tamaño no importa... normalmente... no?

¿Que es la aerodinámica? La palabra viene de dos palabras griegas: "aerios", referente al aire, y "dinámica", que significa la "movimiento y fuerza". La aerodinámica es el estudio de fuerzas y del movimiento que resulta de objetos a través del aire. Según la historia de Daedalus y de Icarus, los seres humanos han estado interesados en aerodinámica y el vuelo desde hace miles de años, aunque el volar en una máquina mas pesada que el aire ha sido posible solamente dentro de los últimos cien años. Las leyes de la aerodinámica rijen el movimiento de un avión de pasajeros, de un cohete, de una bola de playa lanzada cerca de la orilla, o de una cometa... cuestión de escala.

Cualquier objeto en movimiento en el aire, estará sujeto a una serie de fuerzas. Las principales que actuarán sobre el son:

PESO: El peso es una fuerza que se dirige siempre hacia el centro de la tierra (vertical descendente). La magnitud del peso depende de la masa de todas las piezas del aeroplano, más la cantidad de combustible, más cualquier carga útil a bordo (pasageros, equipaje, carga, etc.). El peso se distribuye a través del aeromodelo.

ELEVACIÓN: Para superar la fuerza del peso, los aeromodelos al moverse en el seno del aire generan una fuerza de oposición (vertical ascendente) llamada fuerza de elevación. La fuerza de elevación es generada por el movimiento del aeromodelo a través del aire y es una fuerza aerodinámica (producida por el aire sobre el aeromodelo). La mayor parte de la fuerza de elevación es generada por las alas (específicamente el movimiento relativo del aire por encima y debajo de las alas). La elevación es perpendicular la dirección del vuelo. La magnitud de la elevación depende de varios factores incluyendo la forma, el tamaño, y la velocidad del avión.

RESISTENCIA AL AVANCE: Cuando el aeroplano se mueve a través del aire según el sentido de avance, el aire presenta una resistencia al movimiento de avance, debida a la fricción producida por el aire en las superficies del aeromodelo. La fuerza de fricción se dirige en la misma direncción que el avance pero en sentido contrario, oponiendose al avance del aeromodelo. Hay muchos factores que definen la magnitud de la fuerza de fricción (resistencia al avance) incluyendo la forma del aeromodelo, de la “viscosidad” del aire y de la velocidad del aeromodelo.

AVANCE: Para superar la fuerza de fricción del aire (resistencia al avance) los aeroplanos utiliza un sistema de la propulsión para generar una fuerza llamada "avance". La dirección de la fuerza de avance depende de cómo sea el sistema de propulsión del aeromodelo, de como los motores se unen al avión... En la figura mostrada arriba, dos motores de turbina están situados debajo de las alas, paralelos al cuerpo, con la fuerza de avance actuando a lo largo de la línea central del cuerpo del aeromodelo. La magnitud de la fuerza de avance depende de muchos factores asociados al sistema de la propulsión incluyendo el tipo de motor, el número de motores,....

EL EQUILIBRIO DE FUERZAS EN UN AEROMODELO: Para entender básicamente el funcionamiento del aeroplano y de como actuan cada una de las fuerzas descritas, podemos establecer que para que el aeromodelo se desplace a una velocidad determinada constante avanzando en el seno del aire y se mantenga en vuelo sin perder altura (altura constante), debe ocurrir que:

• La fuerza de AVANCE (producida por el sistema de propulsión, de helices, turbinas, jet,...) debe ser igual que la fuerza de RESISTENCIA AL AVANCE debida a la fricción del aire, de manera que así conseguiremos que el avión se desplaze a una velocidad determinada en el seno del aire.
• La fuerza de ELEVACIÓN (producida principalmente en las alas y debida a que el aeromodelo se desplaza en el seno del aire) debe ser igual que la la fuerza del PESO, de manera que el aeromodelo "no se caiga" y por tanto mantenga la altura de vuelo (altura constante).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

EL DESEQUILIBRIO DE FUERZAS EN UN AEROPLANO: Para seguir con la comprensión del funcionamiento del aeromodelo y de como actuan cada una de las fuerzas descritas, podemos establecer que cuando se produce un desequilibrio de las fuerzas indicadas el aeromodelo acelerará en la dirección de la fuerza mas grande, y así:



 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Así pues, el movimiento del aeromodelo a través del aire depende de los valores y direcciones relativas de las fuerzas indicadas. Si el sistema de fuerzas indicadas es equilibrado el aeromodelo describirá una trayectoria a velocidad constante. Por el contrario, si el sistema de fuerzas es desequilibrado, el aeromodelo acelerará en la dirección de la fuerza más grande.

La función del sistema de propulsión del aeromodelo es la de producir una fuerza de AVANCE sobre el aeromodelo superior a la fuerza de RESISTENCIA AL AVANCE (FRICIÓN), lo cual producirá el avance del aeromodelo en el seno del aire. El movimiento relativo del aire por encima y debajo de las alas será lo que producirá la fuerza de ELEVACIÓN, la cual una vez supere la fuerza del PESO hará que el aeromodelo se eleve y mantenga en vuelo.