A PHYSICAL DESCRIPTION OF FLIGHT

A PHYSICAL DESCRIPTION OF FLIGHT.

David Anderson & Scott Eberhardt

José Luis Francisco Lozano Cruz

                                                                                                                                                                                        5AM1

Aerodinámica

La aerodinámica es la rama de la mecánica de fluidos que estudia la interacción entre los cuerpos sólidos y el aire cuando existe un movimiento relativo entre ellos. En primer lugar, la aerodinámica estima las fuerzas, los momentos y la transferencia de calor que provoca este movimiento relativo alrededor de los cuerpos (aerodinámica externa). El segundo es determinar las propiedades del flujo a través de los conductos (aerodinámica interna).*

Un perfil aerodinámico es la figura que resulta de la interacción del ala de una aeronave con un plano paralelo al plano de simetría del avión. El borde de ataque es el punto más adelantado del perfil y el borde de salida es el punto más retrasado del perfil.*

De acuerdo con lo anterior, cualquier solido: con forma definida que no dependa en función de su masa, puede moverse a través de un fluido estático o dinámico en condiciones de temperatura y espacio. Cada solido tiene diferentes formas, y la forma de cada sólido, depende de sus dimensiones; por lo tanto no cualquier solido puede moverse con facilidad que otro sólido.

Pensemos que tenemos dos sólidos, pero en este caso les daremos forma definida, les llamaremos ala. La primera tiene una forma definida, una masa definida y un tamaño definido. La segunda tiene las mismas características definidas de la primera, solo que tiene diferente forma, masa y tamaño.  Pero al hacerlas interactuar con el aire, ambas pueden reaccionar de la misma manera; ambas pueden volar.

En el mundo real, estas alas son instaladas en las aeronaves que han impactado a muchas generaciones, a lo cual siempre se genera la misma pregunta. ¿Por qué un objeto de tan enorme magnitud, comparado con el ser humano, es capaz de volar?

Cada vez vemos diferentes tipos y modelos de aeronaves, algunos más rápidos, otros más eficientes y otros de una manera más “exótica”. La cuestión es ¿Hay diferentes formas de perfiles que hacen que vuelan mejor que otros? ¿Producen la misma capacidad de volar que los perfiles convencionales?

Recordamos que la primera y tercera ley de Newton dice:

“Un cuerpo permanecerá en reposo o permanecerá el su línea de movimiento, al menos que una fuerza ejerza sobre de este.”

“Para toda acción corresponde una de igual o de opuesta reacción”

En un perfil aerodinámico, con cierta inclinación positiva, el aire entra directamente al borde de ataque, haciendo que el perfil divida el flujo en dos finalizando en el borde de salida. Analizando la parte trasera, en la parte de arriba, el perfil desvía el flujo en dirección diagonalmente hacia abajo mientras que el flujo de abajo lo desvía de la misma manera. Utilizando la primera ley “Permanecerá en su línea de movimiento, a menos que una fuerza ajena ejerza sobre de este” y la tercera dice que “a toda acción corresponde una de igual o de opuesta reacción”. Si juntamos ambas podremos decir que  “El ala desvía la acción del flujo del aire, provocando una reacción de igual o menor magnitud”.  La segunda ley de Newton (coloquialmente dicho) enuncia que: “El gradiente de velocidad con respecto al tiempo, por unidad de masa, corresponde a una fuerza”, en este caso la masa es la cantidad de aire y el gradiente de velocidad es el cambio de la dirección de la línea de corriente de la velocidad. Podremos definir lo siguiente: La acción es el desvío de flujo por cantidad de aire, lo que hace que el perfil reaccione. Esta reacción es llamada levantamiento.

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