¿Por qué vuelan los aviones? Explicación fácil

Leonardo da Vinci, obsesionado con crear una máquina que volara, intentó imitar el vuelo de las aves y dejó constancia de ello en sus escritos: "ya ves como el batir de las alas hace que la pesada águila se sustente en el aire".

Sin embargo, da Vinci no consiguió su sueño de crear un aparato que se mantuviera en el aire. Hubieron de pasar varios siglos para que Clément Ader, conocido por ser el padre de la aviación, lograra que un aparato más pesado que el aire se levantara del suelo. No intentó reproducir el batir de las alas, pero sí se inspiró en la forma de los pájaros para crear inventar... ¡el avión!

¿Logró Ader hacer volar a un avión?, ¿cómo lo hizo?, ¿cómo es posible que vuelen los aviones? Si todavía no entiendes la física y la ciencia que se esconde tras este sorprendente hecho, sigue leyendo porque te ofrecemos una explicación fácil al vuelo de los aviones.

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El invento de Clément Ader: el avión

Clément Ader (1841-1925) fue un ingeniero francés al que le debemos el invento del medio de transporte más rápido y seguro del mundo: el avión.

Siendo un adolescente con mucha curiosidad sobre la navegación aérea, fabricó una cometa que podía sostener el peso de un hombre. Años después y gracias a la financiación obtenida con otros de sus inventos, entre ellos el micrófono, se dedicó a seguir investigando sobre la posibilidad de volar. 

Se dedicó a criar en pajareras de su jardín toda clase de aves y también murciélagos, pretendía descubrir el secreto del vuelo mediante la observación de estos animales. El resultado de todas sus investigaciones fue la construcción del Eolo, un aparato que se probó en el parque del castillo de Armainvilliers el 9 de octubre de 1890. Ader junto con dos ayudantes y dos jardineros como únicos testigos, probó el Eolo. Era un aparato movido por un motor a vapor que accionaba una hélice. También tenía unas alas plegables de 14 metros de envergadura, lo que suponía una representación de las del murciélago, que fue finalmente el modelo que usó el ingeniero. 

Clément Ader se subió en el aparato, al que llamó avión y efectuó un salto aéreo de cincuenta metros, si bien realmente descontrolado. En cualquier caso, menudo momento tuvo que vivir. Sin embargo, los intentos siguientes con otras versiones del avión, acabaron en fracasos. Aun así, había sentado las bases de la aviación, trece años antes de que los hermanos Wright construyeran el primer aeroplano que voló de forma exitosa.

Y ahí tenemos el origen de la aviación: la observación de los pájaros y la representación de ellos en un aparato movido por un motor de vapor y una hélice.

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Cómo ha de ser un avión para que pueda volar

Antes de entender por qué vuela un avión es importante que conozcas cómo es, porque de su morfología depende que se sustente en el aire.

Las alas del avión

Pues bien, sea cual sea el modo en el que se propulsan los aviones: hélice, motor o a reacción, todos ellos se mantienen en el aire gracias a que disponen de unas superficies sustentadoras... ¡las alas!

Las alas permiten al avión utilizar la resistencia que el aire opone al movimiento del aparato creando una fuerza igual y opuesta a su peso.

En los comienzos de la aviación, los aviones se distinguían por sus alas, seguro que los has visto en películas o museos: biplanos, triplanos y multiplanos. Sin embargo, con los años se renunció a incluir dos o más alas y, solo existen monoplanos. 

El ala de los aviones, que es como hemos visto lo que permite volar al avión, puede ir en la parte superior, media o inferior del fuselaje, que es lo que sirve no solo para transportar carga, sino para unir las alas al empenaje. 

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Estabilizadores del avión

El empenaje es el conjunto de estabilizadores de un avión que evita que se vuelque hacia delante o hacia atrás. Suele ser doble: uno horizontal (estabilizador) y otro vertical (deriva) y se oponen.

Cabina del avión

Además un avión tiene el puesto de pilotos, que está en el morro del avión y desde donde se gobierna el aparato.

Fuselaje del avión

Cuando el aparato es de transporte, el fuselaje está acondicionado para llevar pasajeros o mercancías; y, en el caso de los aviones militares, esa zona suele estar ocupada por armamento. 

El fuselaje de un avión tiene que estar presurizado, es decir, que el aire que tiene dentro se mantiene a una presión superior a la presión de la atmósfera exterior, de lo contrario, resultaría imposible respirar y habría que usar máscaras de oxígeno. 

En los aviones de motor único, el fuselaje contiene también el propulsor, bien sea en el morro (motor de pistones que acciona una hélice) o bien en la cola (turborreactor)

Para poder virar, subir, descender o cambiar de rumbo en el espacio, el avión tiene unos timones que permite al avión moverse en todas las direcciones. Estos timones son: de profundidad (para que el avión se enderece), de ladeamiento (para que se incline a la derecha o la izquierda) y de dirección. 

La razón por la que un avión puede volar

Principalmente, los aviones pueden volar porque las alas tienen una forma especial: la parte superior de las alas está arqueada, mientras que la parte inferior es plana. 

Esto crea lo que se conoce como sustentación: cuando el avión avanza rápidamente, el aire fluye sobre las alas a diferentes velocidades, por encima de la curva del ala, fluye más rápido, y por debajo del ala más lentamente. Es decir, el flujo de aire tiene un camino más corto en la parte inferior. Eso crea distintos niveles de presión del aire, en la parte de arriba la presión es menor y en la parte de abajo es mayor, por lo que se produce la sustentación. Se crea una flotabilidad y el avión puede mantenerse en el aire.

Otro factor muy importante es la sustentación que se crea al inclinar ligeramente las alas. Debido a la ligera inclinación que tienen las alas, éstas empujan el aire que pasa hacia abajo, lo que crea una contrafuerza.

Sin embargo, no basta con tener alas y que estas tengan una determinada forma, también se necesita aire y velocidad. Y es que, un avión vuela cuando su propulsión, es decir, su fuerza de empuje, es mayor que su resistencia.

Por lo tanto, un avión necesita una cierta velocidad mínima para despegar y poder volar dependiendo de su peso y superficie de carga. Si no se alcanza esta velocidad, el flujo de aire se interrumpe y el avión no tiene suficiente sustentación. En ese caso, caería como una manzana madura cae del árbol.  

Para despegar y aterrizar, los pilotos suelen cambiar las condiciones del flujo de aire a propósito. Lo hacen para ganar velocidad o reducir velocidad. Esto lo logran con los flaps, que son unos planos móviles que están en las alas y con ellos pueden aumentar la curvatura del ala o agrandar el ala.

Por ejemplo, un avión de pasajeros necesita entre los 200 y 280 km por hora de velocidad para poder despegar. 

Aviones de hélice vs aviones a reacción

La hélice del avión, adquiere en el aire, un movimiento de avance igual que la hélice que impulsa a un barco. El aire es aspirado por delante y expulsado por detrás, lo que ejerce una tracción sobre el motor o lo que es lo mismo, una fuerza de empuje. Las hélices pueden ser tractoras, si se encuentran en el morro del avión, o propulsoras, si se encuentran en la parte trasera de las alas. 

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Por el contrario, los motores a reacción permiten al avión volar a grandes velocidades. En este caso, no tienen pistones, ni bielas. Se trata de motores simplificados mecánicamente que permiten aumentar el empuje que en este caso, e produce por la violenta expulsión de los gases quemados. 

Resumen de por qué vuela un avión

Un avión vuela grosso modo si 

• tiene alas
• hay aire
• puede alcanzar velocidad
• se puede controlar

Un avión no vuela

• sin alas
• sin el ángulo correcto de las alas
• sin aire
• sin velocidad
• sin controles adecuados