¿Por qué vuela un avión?

¿Cómo es posible que un trasto lleno de remaches de tropecientas toneladas (kilo arriba, kilo abajo) pueda levantar el vuelo y cruzar el atlántico?

Antes de nada hay que buscar un aeropuerto que no sea el de Castellón, de lo contrario permanecerá en el suelo por los siglos de los siglos. Una vez encontrado, simplemente seguiremos algunas leyes físicas.

Seguramente más de uno habrá pensado que el avión vuela debido al principio de Bernoulli, pero siento decir que esta no es la causa principal. Es una forma fácil y rápida de explicarlo, pero casi roza en la mentira.

¿Que nos dice Bernoulli? Bernoulli allá por el siglo XVIII descubrió que al aumentar la velocidad de un fluido en movimiento (líquido o gas), su presión en las superficies adyacentes disminuye. Es algo así como que si sopla viento  horizontal, éste no tiene energía para apretar con fuerza hacia el suelo.

¿Esto en los aviones como afecta? Si observamos el ala de un avión vemos que tiene forma redondeada por arriba y mas o menos plana por abajo. 

Cuando el avión vuela, el aire pasa rápidamente por estas dos superficies. El aire que pasa por la parte superior tiene que recorrer más camino que el que pasa por la parte inferior, debido a que la parte de arriba está curvada. Según esta teoría el aire superior y el inferior deben llegar al extremo final del ala al mismo tiempo, y como el aire de la parte superior tiene que recorrer mas espacio, tiene que moverse más deprisa. Por lo tanto el aire más rápido de la parte superior ejerce menos presión en el ala que el aire más lento que pasa por debajo de esta. Por lo tanto el es empujada hacia arriba. 

El problema es que no hay ninguna ley ni real decreto que obligue a que el aire que pasa por arriba y por abajo deba llegar al mismo tiempo a la parte trasera del ala. 

El efecto Bernoulli sí que contribuye en algo al levantamiento, pero por sí mismo el ala del avión debería tener una forma extremadamente abultada o el avión desplazarse a una velocidad extremadamente alta.

Ahora volvemos a encontrarnos con Newton, sí, el mismo del que hablábamos el otro día sobre el tema del color. Concretamente vamos a vérnoslas con la tercera ley del movimiento de Newton. No de cómo se movía él, sino de como se mueven las cosas en general. Esta tercera ley nos dice que para cada acción debe haber una reacción igual y opuesta. (Esta ley es también la que nos impide saltar en el último instante antes de que un ascensor en caída libre se estrelle. Bueno, esto y que no podemos determinar a que distancia estamos del fondo.)

Así pues, si el ala de un avión esta siendo empujada o levantada hacia arriba es porque hay algo que está siendo empujado hacia abajo. Ese algo es el aire. El ala está "soplando" una corriente de aire hacia abajo con la fuerza igual al levantamiento que está obteniendo.

Si claro…¿y que más?

Nada más. Veamos.

Cuando un fluido fluye, valga la redundancia, a lo largo de una superficie curva, éste tiende a aferrarse más de lo que parece a esa superficie. Este fenómeno tiene un nombre: efecto Coanda. Como efecto de este agarre, el flujo de aire sobre las superficies abraza la forma del ala. El aire de la parte superior se abraza a la superficie superior y el aire de la parte inferior se agarra a la superficie inferior. Las corrientes toman caminos distintos y además terminan fluyendo en distintas direcciones en la parte trasera del ala. No es como si el ala cortada el aire y lo volviera a juntar en la parte de atrás.

Cuando el aire llega al ala, una parte fluye hacia arriba por la superficie y a continuación hacia abajo siguiendo la forma del ala, abandonando ésta en dirección descendente. El ala lleva el aire a un punto inferior de donde comenzó. Simplificando, el aire de la parte superior del ala esta siendo lanzado hacia abajo debido a al forma del ala. Y conforme a la ley de Newton, entonces el ala es empujada hacia arriba con una cantidad de fuerza equivalente. ¡Nos elevamos!

Si piensas que esto no puede hacer mucha fuerza… un pequeño avión a unos 200km/h bombea entre 3 y 5 toneladas de aire hacia abajo por segundo. Así que un Boeing 747  bombea unos cientos de miles de toneladas de aire por segundo para levantarse y mantenerse en el aire.

Pero todavía hay una pequeña cosa que ayuda a volar y que también proviene de la tercera ley de Newton. Las alas de un avión no son paralelas al suelo, están ligeramente inclinadas hacia arriba por delante, aproximadamente unos 4 grados. Esto genera más presión en la parte inferior que en la superior empujando el ala hacia arriba y con ellas el avión que va pegado a ellas. Si el piloto inclina el avión aun más hacia arriba, aumentando el ángulo de ataque, obtiene mas levantamiento debido a este efecto.

Por lo tanto la curvatura del ala y la inclinación hacia arriba son las causantes del vuelo. Así que cuando un avión esta despegando y el avión se inclina hacia arriba no es para apuntar, sino para aumentar el ángulo de ataque y poder elevar ese bicharraco del suelo.