Fuerzas en un avión
La idea de que los humanos vuelen por el aire puede parecer bastante normal para los estándares actuales. Muchos de nosotros volamos varias veces al año. Es emocionante al principio, pero cuando lo ha hecho muchas veces, comienza a sentirse normal. Sin embargo, no debemos olvidar que hace poco más de un siglo, el vuelo humano controlado y propulsado todavía era solo un sueño. Solo en 1903 los hermanos Wright realizaron su primer vuelo exitoso. Y lo hicieron aprendiendo a controlar las fuerzas.
Un avión tiene cuatro fuerzas principales que actúan sobre él. Estas fuerzas se denominan empuje, arrastre, sustentación y peso. El empuje es la fuerza hacia adelante que empuja al avión a lo largo de la pista y hacia adelante a través del cielo. El arrastre es la fuerza hacia atrás que resiste el movimiento hacia adelante del avión: el empuje de las moléculas de aire en el avión, más comúnmente llamado resistencia del aire. La sustentación es la fuerza hacia arriba que empuja las alas y hace que el avión se eleve hacia el cielo y permanezca allí una vez que alcanza una altitud de crucero. Y, por último, el peso es la fuerza de gravedad que empuja hacia abajo el avión y lo empuja hacia el suelo, la fuerza que debe superarse para que el vuelo sea posible.
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En términos de fuerzas, la forma en que funciona un avión es muy simple: si la fuerza de elevación es mayor que la gravedad, entonces el avión acelerará hacia arriba. Si es más pequeño que la gravedad, entonces el avión acelerará hacia abajo. Si el empuje es más fuerte que la resistencia, el avión se moverá hacia adelante. Pero el verdadero truco es cómo lograr que estas fuerzas se desequilibren de tal manera que vuelen y controlen un avión. Hablemos de cómo un piloto puede controlar estas fuerzas.
Cómo un piloto controla las cuatro fuerzas
El piloto de un avión tiene varios controles: tienen un yugo de control, que es como un joystick, tienen pedales de timón, uno para moverse a la izquierda y otro para moverse a la derecha, y tienen controles de aceleración para controlar el motor. velocidad. Pero, ¿qué hacen realmente estos controles? ¿Qué se mueve en un avión para hacer que se mueva hacia la izquierda, derecha, arriba o abajo?
Las partes reales de un avión que controlan su movimiento son los motores, los alerones, el timón y los elevadores.
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Los motores son los más sencillos de entender; son las partes que empujan el avión hacia adelante al expulsar el aire de la parte trasera y pueden simplemente controlar la velocidad del avión en función de la velocidad con la que gira el motor.
Los alerones son los flaps más externos del ala de un avión. A diferencia de los flaps principales, los alerones siempre se mueven en direcciones opuestas entre sí. Si mueve la solapa derecha hacia arriba y la izquierda hacia abajo, el avión se inclinará hacia la derecha. Y si hace lo contrario, el avión se inclinará hacia la izquierda. Esto sucede porque mover la aleta hacia abajo aumenta la cantidad de sustentación y arrastre en esa ala, lo que hace que se eleve.
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El timón es el flap vertical en la parte trasera del avión. Mover la aleta hacia la derecha hace que el avión gire a la derecha y mover la aleta hacia la izquierda hace que el avión gire a la izquierda. Esto sucede porque cambia la forma en que el aire fluye a lo largo del avión. Si el flap gira a la derecha, se acumulará más aire en frente del flap en el lado derecho del avión y habrá menos presión de aire en el lado izquierdo del avión. A los objetos les gusta moverse de un área de alta presión a un área de baja presión, por lo que hace que la parte trasera del avión se mueva hacia la izquierda, lo que hace que la parte delantera del avión se mueva hacia la derecha.
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Los ascensores son las aletas horizontales en las pequeñas alas en la parte trasera del avión. A diferencia de los alerones, estos flaps se mueven hacia arriba y hacia abajo juntos. Si se mueven hacia arriba, el avión apunta hacia arriba y se eleva, y si se mueven hacia abajo, el avión apunta hacia abajo y baja en altitud. Esto sucede porque cambia la cantidad de elevación. Cuando las aletas se mueven hacia abajo, el ala trasera del avión tiene más sustentación, lo que hace que se eleve y que la parte delantera del avión caiga. Cuando los flaps se mueven hacia arriba, el ala trasera del avión tiene menos sustentación, lo que hace que baje y la parte delantera del avión se eleve.
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¿Qué pasa con esos enormes flaps en el ala principal del avión? Irónicamente, a pesar de ser el mayor mecanismo de control del avión, los flaps principales son los menos importantes cuando se trata de controlar la forma en que se mueve el avión. Los flaps principales están ahí principalmente para darle al piloto un control adicional durante el despegue y el aterrizaje. Permiten que el avión despegue y aterrice a velocidades más lentas de lo que normalmente sería capaz de hacerlo.
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Y eso es todo: al ajustar los motores, los alerones, los elevadores y el timón, un piloto puede controlar la cantidad de sustentación, empuje y arrastre en diferentes partes del avión para que gire a la izquierda, gire a la derecha, suba y baje. Si bien los aviones modernos tienen todo tipo de características de alta tecnología, estos controles básicos son cómo funciona el avión.
Resumen de la lección
Los aviones son algo común en estos días, pero solo han existido por poco más de un siglo. Los aviones tienen cuatro fuerzas principales sobre ellos: la fuerza de empuje hacia adelante , la fuerza de arrastre hacia atrás , la fuerza de elevación hacia arriba y la fuerza de peso hacia abajo (gravedad). Al controlar estas fuerzas, puedes controlar el avión.
Hay cuatro partes principales del avión que controlan estas fuerzas: los motores , los alerones , el timón y los elevadores.. Los motores controlan la fuerza que empuja el avión hacia adelante (empuje) y simplemente se pueden subir o bajar en potencia. Los alerones son flaps en el exterior de las alas principales y controlan la cantidad de sustentación y arrastre en los extremos de las alas para hacer que el avión se ladee hacia la izquierda o hacia la derecha levantando un ala y soltando la otra. El timón es la aleta vertical en la parte posterior del avión y controla el flujo de aire para hacer que un avión gire hacia la izquierda o hacia la derecha debido a las diferencias de presión en cada lado. Y los elevadores son las aletas horizontales en las pequeñas alas traseras que controlan la cantidad de sustentación en las alas traseras para hacer que el avión se incline hacia arriba o hacia abajo. Con estos ajustes básicos, el piloto tiene el control total del avión.
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