¿Cómo vuela un avión?

Los aviones modernos son una auténtica maravilla de la ingeniería. Tienen que superar fuertes corrientes de aire turbulentas e impredecibles, y completar su vuelo emprendiendo maniobras complejas. ¿Os habéis preguntado alguna vez cómo pueden los pilotos conseguir esto?

Para ello, primero necesitamos entender su estructura, ya que todo está diseñado al milímetro para que cada parte del avión pueda ejercer su función correctamente. En ésta ocasión nos centraremos en las partes móviles del avión: las alas y la cola.

La característica más interesante de las alas de un avión es que crean al desplazarse a través de una masa de aire una forma muy especial en la mecánica de fluidos, llamada airfoil. Solamente entendiendo la física que hay detrás de este fenómeno, podemos entender completamente cómo vuela un avión.

Entonces, veamos realmente cómo vuela un avión. El ala produce una fuerza de elevación (lift o sustentación) que permite al avión volar. Ésta fuerza se consigue mediante el movimiento de avance del avión, lo cual genera un flujo de aire llamado viento relativo que al desplazarse a distinta velocidad por la parte superior e inferior del ala debido a su diferente curvatura crea una diferencia de presión, superior en la parte inferior del ala, que se traduce en un impulso hacia arriba. Este efecto, que se incrementa con la velocidad y con el ángulo con que el viento relativo incide, lleva al ala a elevarse y con ella el avión completo.

Además, el ala está formada por otras parte y conjuntos. Los elementos móviles. Si sois un poco curiosos, ya os habréis fijado en que determinadas partes de las alas se mueven en varios momentos durante el vuelo. Se trata de los flaps y los slats, que pueden alterar la forma del ala dependiendo de las necesidades de cada momento del vuelo. Por ejemplo, para el despegue estos conjuntos se despliegan para generar una mayor superficie de sustentación en el ala y conseguir que el avión pueda “irse al aire” a menor velocidad y con un recorrido de pista más corto. De este modo los aeropuertos no tienen necesidad de pistas de vuelo kilométricas.

También son útiles en el aterrizaje, ya que posibilitan que el avión se mantenga en vuelo a pesar de ir reduciendo su velocidad.

Enfocándonos ahora en la cola, se pueden observar dos tipos de conjuntos: el rudder, o timón de dirección, y los elevadores o timones de profundidad. Actuando sobre los elevadores se controla el flujo de aire que incide en ellos, permitiendo al avión ir arriba o abajo durante el vuelo. Este es el dispositivo que se acciona en el momento del despegue para que el avión se vaya al aire. En cambio, ajustando el rudder se controla el flujo de aire que incide en el timón de dirección del avión, de esta forma éste puede mover el morro a la derecha o a la izquierda.

Por último, en los extremos de las alas se encuentran los alerones. Estos se mueven de modo asimétrico –cuando uno sube, el otro baja- permitiendo el llamado “alabeo”, es decir, el movimiento de inclinación del avión a derecha o izquierda para iniciar un viraje.

Existen algunos otros elementos móviles en el ala de un avión, pero éstos son los principales. En cuanto al fuselaje del avión, tiene poco protagonismo en la operación de vuelo. Simplemente obedece a una solución de compromiso entre una geometría suave con poca resistencia aerodinámica y las diferentes necesidades de capacidad o volumen para poder cumplir sus objetivos. Siendo estrictos, bien podemos afirmar que de todo lo que conforma un avión, lo único que realmente “vuela” son sus alas.