Aerodinamica

La física de levantamiento

Algunos principios básicos de la física pueden ser usados para entender cómo se crea el levantamiento o ascenso. Las fuerzas físicas que soporta una aeronave en vuelo pueden ser explicadas por dos leyes básicas de la física: la tercera ley de Newton de movimiento y el principio de Bernoulli.

Como un ala se mueve a través del aire, el flujo de aire será dividido sobre el flujo y encima del ala. Cuando allí es un ángulo positivo entre el ala y la dirección de la corriente de aire, el aire es forzado a cambiar dirección. Si el ala es inclinada hacia arriba contra la corriente de aire, el aire fluirá abajo de la ala y es forzada hacia abajo. Por lo tanto el ala acciona hacia abajo por la fuerza del aire, y el aire acciona igual y la fuerza opuesta hacia arriba del ala. Esta es la creación del levantamiento y pueden ser explicadas por la tercera Ley de Newton de movimiento: para cada acción es allí equitativo y la reacción es opositaba. El ángulo que a través de una corriente de aire es desviado por un levantamiento de la superficie es llamado el ángulo de corriente descendente. Esto es especialmente importante cuando las superficies de control son estudiadas, porque ellas son normalmente colocadas en la parte posterior de las alas donde ellas son influenciadas por la desviación de la corriente de aire hacia abajo conocida como corriente descendente.

El levantamiento o apoyo de la superficie sustentadora recibe de la desviación el aire hacia abajo puede variar desde 0 a 100% del total del levantamiento requerido. De otra manera, si el ala esta de nariz hacia abajo, esta podría recoger el aire hacia arriba, causando una reducción de carga hacia abajo para ser colocada en el ala.

El levantamiento puede ser creado por la manera como el aire fluye alrededor de una superficie sustentadora. Con el fin de entender como este levantamiento es creado, primero es necesario entender el principio de Bernoulli. Daniel Bernoulli, un científico suizo de la década de los 80’s, descubrió que como la velocidad del fluido (aire) incrementa, la presión disminuye, y como la velocidad disminuye, la presión aumenta.

Este principio puede ser escrito matemáticamente como:

P+1/2 ρV^2=constante

Dónde:

P=presión

Ρ=densidad del aire

V=velocidad

La ecuación puede ser simplificada como la siguiente:

Presión + ½ x densidad x velocidad al cuadrado = constante.

Actualmente, en el lenguaje técnico, el principio de Bernoulli afirma que el total de la energía de una partícula en movimiento es constante en todos los puntos de su trayectoria en una corriente estable. En la ecuación anterior, el termino presión se refiere a la presión estática del aire. El termino ½ x densidad x velocidad al cuadrado es referida como la presión dinámica. El termino estático significa “aun,” y el termino presión estática se refiere a la presión ejercida por una masa de aire estacionario por igual en todas las paredes del contenedor. La presión dinámica es la presión asociada con el aire en movimiento (velocidad). La presión dinámica es la presión que sería ejercida si el movimiento de aire fuera detenido. La manera más adecuada de visualizar el efecto del flujo de aire y el resultado de la presión aerodinámica es estudiar el fluido de la corriente dentro de un tubo cerrado.

Se supone que una corriente de aire está fluyendo a través del tubo Venturi. El flujo de aire en la estación 1 en el tubo tiene una velocidad exacta y presión estática. Como la corriente de aire se

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