Perché gli aeroplani volano?

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La domanda da un milione di dollari, Perché volano gli aeroplani? una domanda facile, ma con una risposta più complessa e interessante di quanto immagini.

scrittore di post di: Juan Matheus

L'aviazione commerciale è presente nella vita umana da più di un secolo.. Per questo motivo oggi molti lo vedono come una cosa normale e non c'è più la capacità di meravigliarsi di come riusciamo a conquistare il cielo.. Ecco perché vale la pena iniziare una serie di post che aiutino #AvGeeks e le persone in generale, per capire come fa oggi un aereo a portarci da A a B in così poco tempo e tutto quello che questo comporta.

Questa nuova serie di consegne che mirano a informare, educare e insegnare sugli aspetti tecnici a persone che non hanno una formazione tecnica, ma se la voglia di imparare e la passione per l'aviazione discuteremo argomenti interessanti grazie a Juan, nuovo collaboratore del blog.

Perché gli aeroplani volano?

Senza ulteriori indugi, La prima cosa che dobbiamo risolvere sono i principi fisici di base che governano il volo di un aereo.. La prima cosa che dobbiamo riconoscere è la presenza di alcune forze fisiche che influenzano un oggetto, in questo caso un aereo in volo. Dobbiamo riconoscerlo su un aereo 4 forze fisiche molto importanti che sono legate tra loro dalle leggi di Newton che tutti prima o poi avranno sentito. Due di loro si esercitano verticalmente (Asse Y) e due di loro orizzontalmente (eje X). Questa è forse una semplificazione (viviamo in un mondo 3D) Tuttavia è sufficiente per il nostro scopo..

In modo che un aereo possa volare, deve essere in grado di superare due forze chiave: Resistenza aerodinamica, che è una forza che agisce orizzontalmente (pensiamo al “trascinamento”) e la gravità che logicamente attrae un oggetto al suolo, cioè agisce verticalmente (Vedremo perché il peso di un aereo è un fattore chiave e limitante nel settore dell'aviazione). Ognuno di loro, ha la sua controparte: Spinta e sollevamento. Quando la spinta e la portanza sono maggiori del peso dell'aereo e dell'effetto di resistenza (che può essere l'attrito del binario con le ruote a terra o la resistenza dell'aria) possiamo avere un aereo che vola. Successivamente vedremo altri componenti della progettazione degli aerei moderni che aiutano a superare queste forze..

Quando un aereo vola a velocità di crociera e ad un'altitudine fissa, La spinta e la resistenza hanno la stessa grandezza e direzione diversa e la stessa cosa accade con il peso e la portanza.. Qualsiasi squilibrio in una qualsiasi di queste forze provoca un'accelerazione o una decelerazione (orizzontale o verticale). Questo è solo un test delle leggi del movimento di Newton in azione.

Un'altra volta, semplificando le cose, possiamo vedere che la portanza di un aereo (la forza che spinge l'aereo verso l'alto) È dovuto alle ali (e in particolare nella sua forma) e la spinta è data dai motori. Questo può sembrare ovvio ma non è stato facile capire l'aerodinamica, una rama de la física que hasta hace poco parecía “magia negra” pues la matemática detrás de ella es muy compleja y hasta el día de hoy no hemos logrado encontrar la solución a muchas ecuaciones que la gobiernan y tan solo hemos podido simular sus efectos a través de una computadora. Senza comprendere le forze aerodinamiche non avremmo potuto sviluppare l’aviazione moderna e lo dobbiamo in parte allo scienziato svizzero Daniel Bernoulli.. In altre parole, non tutti gli oggetti hanno abbastanza spinta (due turbine a reazione per esempio) potrà volare.

El profilo alare

In precedenza abbiamo parlato delle forze aerodinamiche e di come contribuiscono a far volare un aereo..

Ora concentriamoci su come viene generata la portanza, che è la forza aerodinamica responsabile della capacità di un aereo di sollevarsi, e il più importante, stai nell'aria.

L'aria è un fluido. Non solo i liquidi lo sono. Nel caso dell'aria, nella nostra atmosfera esistono diverse pressioni che esercitano una forza su di essa. (Successivamente vedremo altri fattori atmosferici come la temperatura e che giocano anche un ruolo importante.). E se parliamo di movimento, Non possiamo fare a meno di pensare alla velocità come un modo per sapere quanto velocemente si muove un oggetto..

Ora sappiamo quali sono alcuni dei fattori che influenzano il movimento di un fluido, Possiamo concludere che la pressione dell'aria e la velocità sono le variabili che vorremmo controllare affinché un aereo possa volare nei cieli senza intoppi.. Il principio di Bernoulli descrive precisamente la relazione tra queste due variabili.. In poche parole, Il principio di Bernoulli afferma che la velocità e la pressione di un fluido sono inversamente proporzionali.. Vale a dire, che se la velocità di un fluido aumenta, la pressione diminuisce e viceversa. Se sei interessato puoi cercare video sugli esperimenti in tubo Venturi per poterlo osservare meglio..

Ma, ¿qué tiene que ver todo esto con un avión? Bene, Tutto. Sopra abbiamo accennato al fatto che la forma dell'ala di un aereo è ciò che genera la portanza affinché rimanga in aria.. Ebbene, è esattamente così., Noto come airfoil, il profilo aerodinamico, il che ci fa controllare il principio di Bernoulli a nostro favore. Perché un aereo si muova, dobbiamo muovere l'aria attorno ad esso. E sappiamo già che un fluido si muove se c'è una differenza di pressione. Lo scopo dell'ala di un aereo è, poi, generare un differenziale di pressione in modo che l'aria possa fluire.

Se guardiamo l'immagine del profilo alare possiamo, por simple inspección visual ver que el “recorrido” de una partícula de aire sobre el borde superior será distinto al recorrido si lo hace por debajo del ala. Lontano dall'ala, la pressione dell'aria è atmosferica. Mentre l'aria si avvicina, quello che chiamiamo vento relativo Vedremo che attorno al profilo alare si crea una distribuzione gradiente di pressione.

Esistono molte teorie e modi per spiegare come mai nella parte superiore dell'ala abbiamo alta velocità e bassa pressione e il contrario nella parte inferiore, tuttavia è troppo complesso per svilupparlo qui..

Insomma, Il profilo alare ci dà il differenziale di pressione che stavamo cercando e che genera portanza. Perché il risultato è una forza che va verso l'alto e non viceversa?? La differenza di pressione è maggiore nella parte inferiore che in quella superiore. Maggiore velocità, pressione più bassa. Letteralmente, la parte inferior “presiona” el aire hacia arriba.

Questo argomento è piuttosto complesso e richiede di leggerlo e rileggerlo per comprendere meglio la logica dietro la fisica..

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