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Cuaderno de apoyo a los alumnos de Tecnología del IES Mencey Bencomo | |
¿Por qué vuelan los aviones?Animación de las web consumer.esEl misterio está en por qué el aire el extrados viaja más rápido que por el intradós. La teoría de los tiempos iguales de tránsito es una de las teorías más populares. El extradós es más largo que el intrados y por tanto el aire por el extradós tiene que hacer mayor recorrido para encontrarse con el aire que va por el intradós y en consecuencia moverse a mayor velocidad. El principio de Bernoulli implica que un fluido que se mueve a mayor velocidad ejerce menor presión. Entonces la diferencia de presión en el extradós y intradós explica la sustentación. Pero esta teoría simple tiene una pega bien sencilla. La teoría predice que los aviones invertidos no pueden volar. ¡Pero lo hacen!. En el siguiente applet, se puede ver y experimentar con un ala de perfil simétrico inmersa en un fluido cuyo movimiento es una simulación realizada a partir de las soluciones de las ecuaciones de euler, que no son más que un grupo de ecuaciones resultado de la aplicación simultánea al fluido de la conservación de la masa, el momento y la energía. Se pueden ver en primer lugar que, como predice la teoría de los tiempos iguales de tránsito, un perfil simétrico paralelo a la dirección de movimiento del fluido no presenta fuerza de sustentación. Si introducimos un ángulo de ataque, la propia teoría nos predice perfectamente que los recorridos serán distintos y que la velocidad del aire será mayor por el extrados. Podemos medir dicha velocidad con el applet moviendo la sonda por el extradós y el intradós y ver que efectivamente es de esa manera. ¿Entonces en qué falla la teoría?. En un aspecto obvio y en uno más sutil. El aspecto obvio es que que las masas de aires por el extradós y el intradós no toman el mismo tiempo en alcanzar el borde de salida del ala. Podemos verlo en el applet pulsando en direction, eligiendo far view y siguiendo las líneas del mismo color --que representan grupos de partículas que parten a la misma velocidad y paralelas a la misma distancia del borde de ataque- moviendo la barra de desplazamiento rake release point. Uno de los aspecto sutiles es que además las velocidades que se alcanza en el extradós es máxima en la zona más ancha del perfil, lo que es un indicativo de que un efecto fundamental es el cambio de dirección de la curva del perfil que acelera las partículas de aire. Lo que acabamos de hacer es una descripción a grosso modo de los que ocurre. Pero no es una explicación del porqué último de la sustentación. El porqué último se puede ver de dos maneras que llamaremos Bernoulli y Newton: Referencias ←Entradas anteriores |
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