El milagro de la fuga existe porque el hombre tiene la tecnología para oponerse a las fuerzas naturales que mantienen todos los objetos en el suelo. Cuatro fuerzas afectan a una aeronave: dos de vuelo de asistencia (empuje y elevación) y dos de resistencia al vuelo (gravedad y resistencia). Lo importante a tener en cuenta aquí es que cuando una aeronave vuela recta y nivelada, estas cuatro fuerzas están equilibradas o en equilibrio.
EMPUJE
El empuje es creado por los motores. A medida que las palas de la hélice empujan el aire a través del motor (o cuando el combustible del avión se quema para lograr el mismo fin), el avión avanza. A medida que las alas cortan el aire frente al avión, se crea la elevación . Esta es la fuerza que empuja una aeronave hacia el aire.
LEVANTAR
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La elevación ocurre porque el aire fluye sobre y debajo de la superficie del ala. El ala está diseñada para que la superficie superior sea “más larga” que la superficie inferior en cualquier sección transversal dada. En otras palabras, la distancia entre los puntos A a B es mayor a lo largo de la parte superior del ala que debajo de ella. El aire que se mueve sobre el ala debe viajar de A a B en la misma cantidad de tiempo. Por lo tanto, el aire se mueve más rápido a lo largo de la parte superior del ala.
Esto crea una diferencia en la presión del aire arriba y abajo, un fenómeno llamado efecto Bernoulli . La presión que empuja hacia arriba es mayor que la presión hacia abajo, y se crea la elevación. Si está haciendo operaciones bancarias, el levantamiento se produce en una dirección ligeramente lateral. Si estás invertido, levantar realmente te empuja hacia abajo hacia el suelo. Tenga en cuenta que la elevación se produce perpendicular a una línea dibujada paralela a la línea central del ala y se produce en un ángulo ligeramente hacia atrás.
Varios factores determinan cuánto levantamiento se crea. Primero, considere el ángulo en el cual el ala golpea el aire. Esto se llama ángulo de ataque , que es independiente del vector de trayectoria de vuelo de la aeronave. Cuanto más inclinado este ángulo, más elevación se produce. Sin embargo, en ángulos más pronunciados de más de 30 °, se interrumpe el flujo de aire y se produce un bloqueo de la aeronave. Durante una parada, no se crea ningún ascensor. El avión cae en picada y puede recuperar la sustentación solo después de ganar velocidad.
ARRASTRAR
Arrastrar se opone al empuje. Aunque ocurre principalmente debido a la resistencia del aire a medida que el aire fluye alrededor del ala, existen varios tipos diferentes de resistencia. El arrastre se crea principalmente por simple fricción de la piel a medida que las moléculas de aire se “pegan” a la superficie del ala. Las superficies más lisas generan menos resistencia, mientras que las estructuras voluminosas crean resistencia adicional.
Algunos arrastres no tienen nada que ver con la resistencia del aire y en realidad es un resultado secundario del levantamiento. Debido a que los ángulos de elevación ligeramente hacia atrás, tiene una fuerza vertical hacia arriba y una fuerza horizontal hacia atrás. El componente hacia atrás es arrastrar. Se induce otro tipo de resistencia a velocidades cercanas a Mach 1, cuando comienza a acumularse un diferencial de presión entre la superficie delantera y trasera del perfil aerodinámico. La presión frente al ala es mayor que la presión detrás del ala, lo que crea una fuerza neta que se opone al empuje. En los aviones de la Segunda Guerra Mundial, este último tipo de resistencia se produjo solo durante inmersiones prolongadas.
GRAVEDAD
La gravedad es en realidad una fuerza de aceleración sobre un objeto. La Tierra ejerce esta fuerza natural sobre todos los objetos. Al ser una fuerza constante, siempre actúa en la misma dirección: hacia abajo. El empuje crea elevación para contrarrestar la gravedad. Para que una aeronave despegue, se debe crear una elevación suficiente para superar la fuerza de gravedad que empuja la aeronave.