Os avións mantéñense no aire grazas ás forzas de sustentación e empuxe
24 sep 2014 . Actualizado a las 10:37 h.Sen dúbida a historia de aviación é unha das máis apaixonantes entre as moitas que escribiu o ser humano. Esconde desafíos únicos para lograr os mellores deseños, descubrimentos inesperados por ensaio e erro e innumerables riscos vividos por todas as persoas que formaron parte desta aventura. Tanto inventores como enxeñeiros traballaron para imitar as propiedades e as técnicas que fan posible que os seres con ás poidan voar con moi pouco esforzo. A aviación actual aplica materiais innovadores e ás con deseños alternativos para achegarse ao impulso do voo dos paxaros, así como ao seu peso e axilidade no aire.
¿Por que voamos?
Cando saltas, as túas pernas impúlsante cara arriba polo aire. Pero ese pequeno voo dura apenas un instante, porque existe algo que che devolve rapidamente ao chan. En 1903, Orville Wright fixo voar o seu Wright Flyer (Kitty Hawk, para os amigos), mantívose no aire durante 59 segundos e percorreu 260 metros. A pesar dos intentos de mantelo no aire, acababa sempre caendo ao chan, e a gravidade facendo acto de presenza. E o que os irmáns Wright comprenderon era que había que atopar unha forza que puidese oporse á da gravidade, e que hoxe coñecemos como sustentación e empuxe.
Os avións son moito máis densos que o aire, pero a sustentación e o empuxe axúdanos a superar a forza da gravidade. Cando un avión está quedo co seu motor apagado, a gravidade é a forza que o mantén apoiado firmemente no chan. A gravidade é unha forza de atracción invisible entre dous obxectos, e é máis ou menos intensa segundo o tamaño deses dous obxectos e a distancia entre eles.
Sustentación e empuxe
A sustentación é a forza que se opón á gravidade. Voar é posible só cando a forza de sustentación é o suficientemente intensa como para superar a forza da gravidade. A sustentación créase ao mover o aire co que chamamos un perfil alar, que pode ser un á ou a pa dunha hélice. A maioría dos avións teñen ás coa superficie superior curvada e a superficie inferior plana.
A superficie curvada da á fai que o aire que pasa por enriba dela teña que percorrer unha distancia máis longa. Este percorrido maior significa que o aire que vai por enriba da á teña que ir máis rápido que o que vai por baixo. O aire que se move máis rápido por arriba ten menor presión que o que se move máis amodo por abaixo. O aire máis lento, e con mais presión, empuxa a parte de abaixo da á cara arriba. A diferenza de presión no aire entre a parte de abaixo da á e a de arriba é a que empuxa a á cara arriba, un fenómeno que se coñece como principio de Bernoulli. E así é como, cando a forza de sustentación é maior que a forza da gravidade, un avión é capaz de voar.
O empuxe é a forza que leva a un avión cara adiante e crea o movemento necesario de aire por enriba e por baixo da á para xerar sustentación. Lograr este empuxe foi o desafío final dos pioneiros da aviación. O empuxe oponse á resistencia que atopa o avión cando voa, pero para conseguilo é necesario que o avión teña un motor adecuado. Sen motor non hai empuxe. Os planeadores, que voan sen motor, poden facelo se atopan un tipo de correntes de aire chamadas térmicas e que no seu camiño ascendente empuxan ao aeroplano. Tamén poden voar se un avión con motor os eleva o suficiente para iniciar o voo desde as alturas.
O empuxe pódese producir de moitos xeitos. Os paxaros, os morcegos e os insectos aletexan e as quenllas balancean as súas aletas para crear empuxe. Os avións conségueno con hélices, motores a reacción, estatorreactores ou foguetes.
ALLSTAR Network
n http://www.allstar.fi u.edu/aero/fl tmidfl y.htm
NASA?s Four Forces on an Airplane
n http://www.grc.nasa.gov/WWW/K-12/airplane/forces.html