Por que voan os avións

Aínda que estamos no ano 2022 aínda hai moita xente que non o entende Por que voan os avións. O ser humano quixo poder cruzar os ceos e viaxar con maior velocidade para poder explorar todos os recunchos do noso planeta. Grazas á ciencia e aos estudos de física foi posible levalo a cabo e hoxe en día os avións son realmente importantes nas nosas vidas.

Neste artigo imos explicarche por que voan os avións e como se chegou a esa conclusión.

Por que voan os avións

A resposta máis sinxela é dicir que os avións poden voar porque están deseñados para voar. Así como un transatlántico de máis de 100.000 toneladas ten unha forma e un deseño interior que lle permite manterse a flote, un avión ten unha forma que lle permite permanecer no aire. Non é nada máxico. O estraño e sorprendente é que os avións non poden voar como o fan. A clave da súa forma son as ás e o seu deseño.

Unha resposta un pouco máis complicada é dicir que o avión debe o seu voo ao fluxo de aire polas ás. Entón xa podemos deducir que para que un avión voe é necesario un fluxo de aire, ou a mesma velocidade relativa ao aire.

Os avións voan baixo unha variedade de forzas nos planos horizontais e verticais.. Para que unha aeronave se eleve, a forza xerada polo eixe vertical (ascensión en linguaxe aeronáutica) debe superar o peso da aeronave. Por outra banda, no eixe horizontal, debido aos gases de escape do motor, prodúcese o principio de acción-reacción, xerando unha forza de avance que supera a resistencia do aire. Cando un avión sube a unha velocidade constante e alcanza a súa altitude de cruceiro, isto débese a que se consegue un equilibrio de forzas tanto no eixe vertical (a sustentación é igual ao peso) como no eixe horizontal, onde a sustentación é igual ao peso. O empuxe do motor é igual ao arrastre proporcionado polo aire.

Por que voan os avións: principios básicos

A maxia ocorre cando gañas ascenso. Alí, temos que explicar o seu conxunto de principios. Basicamente, a sustentación conséguese a través das ás do avión. Se os cortamos obteremos o que se denomina perfil de ala, a parte que ten a ala dentro.

Desde o punto de vista aerodinámico, a sección ten unha forma moi eficiente. O bordo onde entra o aire cando o avión voa está redondeado, a parte traseira do perfil é afiada e tamén está curvada na parte superior (en linguaxe aeronáutica, esta parte superior chámase arco exterior e a inferior chámase arco). arco interior). ). Esta curvatura do perfil da á fai que cando o fluxo de aire o atopa, divídese en dous camiños, unha parte sobre a á e outra cara abaixo. Debido á curvatura da á, o camiño que debe percorrer a auga é máis longo que o de abaixo.

Hai un teorema, o teorema de Bernoulli, que é basicamente conservación da enerxía, e di que para que isto suceda, o fluxo de aire desde arriba ten que ir máis rápido. Isto significa menos presión que a parte inferior, viaxando máis lentamente e aplicando máis presión. A diferenza de presión entre os fluxos de aire superior e inferior crea elevación. Aínda que este ascensor polo principio de Bernoulli non explica todo o que necesita o avión para subir. Para explicar a altitude hai que recorrer a outra serie de principios físicos.

Unha delas é a terceira lei de Newton. Debido á forma curva do perfil, o aire de arriba, en lugar de seguir un camiño recto, diríxese cara abaixo. Esta desviación provocada polo perfil da á no fluxo de aire fai que debido á terceira lei de Newton (principio de acción-reacción), a forza de reacción se crea en sentido contrario, por riba da á, o que xera máis sustentación. Ademais, esta elevación increméntase por un efecto coñecido como Efecto coanda que se aplica a todos os fluídos viscosos.

O efecto Coanda fai que os fluídos atopen superficies ao seu paso e tenden a adherirse a elas. Fórmase unha capa límite entre o perfil da á e o fluxo de aire a modo de capa laminar, a primeira pega á á e arrastra o resto das capas por riba dela. O efecto da terceira lei de Newton mellora aínda máis cando o fluxo de aire se adhire ao perfil, o aire fluirá cara abaixo mentres se adhire ao perfil.

explicación detallada

Todo isto aumenta coa velocidade do aire. Ao comezo da rolda de despegue, a aeronave acelera gradualmente, polo que a sustentación aumenta coa velocidade. Podes entendelo mellor cun exemplo. Se sacamos as mans pola ventá dun coche, a medida que aumenta a velocidade, notamos que a forza do aire tende a levantar as mans.

Pero o que definitivamente fai que o avión suba é levantar o morro, o que se chama aumentar o ángulo de ataque. O ángulo de ataque é o ángulo formado pola corrente que incide no perfil da á en relación con ese perfil. Unha vez que a sustentación aumenta coa curvatura do perfil da ala (ampliando as superficies que ten: lamas dianteiras e solapas traseiras), os elevadores estabilizadores de cola móvense. Esta acción fai sobe o morro da aeronave. Co nariz arriba, aumentamos o ángulo de ataque. Isto ten o mesmo efecto que cando botamos a man pola ventá do coche, se levantamos a man no sentido da marcha, a man sobe. Todos eles traballan xuntos para levantar o avión.

Como podedes ver, grazas a numerosos experimentos e teorías, os avións puideron voar e pasar a formar parte da nosa vida cotiá. Espero que con esta información poidas saber máis sobre por que voan os avións.