LA VERDAD OCULTA DE CÓMO VUELA UNA AERONAVE

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica

Unidad “Ticomán”

INGENIERÍA AERONÁUTICA

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ENSAYO DE “A PHYSICAL DESCRIPTION OF FLIGHT; REVISITED”.

Por Maximiliano Rodríguez Martínez.

Aerodinámica.

Profesor Fausto Humberto Rodríguez Ibarra.

Cuernavaca, Morelos a 1 de marzo, 2021.

LA VERDAD OCULTA DE CÓMO VUELA UNA AERONAVE.

El presente ensayo tratará de resolver una de las mayores incógnitas que ha rodeado a la industria aeronáutica por décadas. El cómo vuela un aeronave ha sido objeto de debate por los mayores expertos de cada época, según los avances tecnológicos que se tienen, la idea se ha ido moldeando al punto de que hoy contamos con libros y artículos de aerodinámica que explican a su manera la pregunta. Sin embargo, no siempre lo hacen correctamente.

Para nosotros, personas involucradas en el sector aeronáutico, es de vital importancia aclarar esta incógnita ya que podemos encontrar diversas falacias que tienden a confundir, incluso a profesionistas del ámbito. En cursos anteriores de la carrera de ingeniería aeronáutica, se ha divulgado que es el principio de Bernoulli en el que se fundamenta la fuerza levantamiento, debido a la diferencia de presiones en el extradós e intradós, lo cual es erróneo.

 A lo largo de este documento, vamos a desenmarañar el misterio que rodea a la verdadera causa de por qué vuela un avión.

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Leyes de Newton

Los autores del artículo “A Physical Description of Flight; Revisited”, consideran que la forma correcta de explicar como vuela un aeronave es haciendo un análisis con la mecánica clásica, en este caso, usando las leyes de Newton.

Haciendo énfasis en la segunda ley de Newton, que nos dice que los cambios en el impulso son directamente proporcionales a los cambios en la cantidad del movimiento. Se puede traducir como que la fuerza de levantamiento es directamente proporcional al cambio de cantidad de movimiento del aire que es desviado hacia abajo del perfil. Esta explicación a mi parecer, es la más acertada a la hora de exponer por qué vuela un aeronave, ya que ocupa principios físicos básicos que hacen más clara y concisa dicha explicación.

Autores de contenido digital que podemos encontrar en plataformas como YouTube, tratan al levantamiento como una consecuencia de la diferencia de presiones que ocurre en un perfil (baja presión en el extradós y  alta presión en el intradós). El artículo que estamos tratando difiere completamente de eso.

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Principio de Bernoulli

El argumento con el que el artículo deja obsoleta la ecuación de Bernoulli me parece muy burda, ya que solo considera el aspecto de la transferencia de energía que el ala le brinda al aire. Yunus A. Cengel en su libro de Mecánica de Fluidos 4ed. nos dice que la ecuación de Bernoulli es válida solo cuando hay efectos viscosos despreciables, los efectos de fricción que genera la viscosidad son importantes cerca de las paredes sólidas (capa límite) y directamente corriente abajo de los cuerpos (estelas), es por ello que el principio de Bernoulli no nos proporciona una explicación coherente de por qué surge el levantamiento en un avión.

Ángulo de ataque y velocidad.

Otro punto importante que el artículo trata de manera muy simplificada es la influencia del ángulo de ataque para generar levantamiento. Según los autores, el ángulo de ataque es el parámetro primario para determinar el levantamiento, lo cual, en mi opinión, es un afirmación correcta. Sin embargo, omite la importancia que también tiene la velocidad en este caso.

En el libro Aerodinámica y actuaciones del avión de Aníbal Isidro Carmona, nos dice que, para un vuelo rectilíneo y horizontal, la sustentación debe tener en cada momento un valor completamente determinado, así, la sustentación y el peso deben ser iguales. Por ello podemos concluir que, para un peso fijo y una condición de vuelo determinada (vuelo horizontal), a cada velocidad le corresponde un ángulo de ataque y viceversa.

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