Categoría: Cómo funciona el vuelo
¿Por qué vuela un avión? La sustentación del ala y la pérdida
Respuesta breve
Un avión vuela porque sus alas desvían hacia abajo el aire por el que se mueven. Empujar el aire hacia abajo crea un empuje igual hacia arriba, llamado sustentación. El mismo flujo deja una presión más baja sobre el ala y más alta debajo.
Sustentación: un mismo flujo de aire, dos descripciones
La sustentación es la fuerza que sostiene un avión frente a su peso. Un ala la produce desviando el aire que pasa por ella, y sus dos superficies ayudan a curvar el flujo hacia abajo. Empujar el aire hacia abajo empuja el ala hacia arriba: acción y reacción, como en la tercera ley de Newton.
El mismo flujo tiene una presión más baja sobre el ala y más alta debajo, algo que el principio de Bernoulli relaciona con la velocidad del aire. No son teorías rivales. La NASA considera correctas las dos descripciones, y la FAA dice que ambas actúan siempre que un ala produce sustentación.
Pruébalo tú
Mueve el control deslizante del ángulo de ataque y mira cómo crece la sustentación a lo largo de la curva hasta el ángulo crítico, donde el flujo de aire se separa y la sustentación cae.
Dos mitos sobre la sustentación
La idea del tiempo de tránsito igual dice que el aire que pasa por la parte superior del ala, más larga, tiene que acelerar para reunirse en el borde de salida con el aire que pasa por debajo. Es falsa: el aire de arriba va todavía más rápido y llega antes al borde de salida. Además, no explica las alas planas de los aviones de papel ni el vuelo invertido.
Otro mito dice que la ciencia no puede explicar el vuelo. Los detalles son complejos, y las explicaciones breves a menudo los simplifican demasiado, pero las ecuaciones del flujo de aire describen la sustentación, y los ingenieros las usan para calcular la fuerza sobre un ala.
El ángulo de ataque y la pérdida
El ángulo de ataque es el ángulo entre el ala y el aire que le llega de frente. Es la principal forma que tiene el piloto de cambiar la sustentación, con el volante o la palanca de mando. Más ángulo da más sustentación, hasta el ángulo de ataque crítico, de unos 16° a 20° según el diseño. Si se supera, el aire se separa de la parte superior del ala y la sustentación cae bruscamente: es la pérdida. El ala sigue produciendo algo de sustentación, pero no la suficiente para sostener el avión.
Por qué importan la velocidad y el peso
La sustentación también crece rápido con la velocidad: al doble de velocidad, la misma ala con el mismo ángulo produce cuatro veces más sustentación. Por eso un avión lento necesita un ángulo de ataque mayor para mantenerse nivelado, y uno rápido, un ángulo menor. El peso también importa, porque la sustentación tiene que igualarlo.
Errores y mitos frecuentes
- Creer que Newton y Bernoulli son explicaciones rivales. Las dos describen el mismo flujo.
- Creer que un ala en pérdida no produce sustentación. Sigue produciendo algo, solo que no basta.
- Creer que solo importa la parte superior curvada del ala. Su ángulo respecto al aire importa igual.
Preguntas frecuentes
¿Cómo puede un avión volar boca abajo?
La sustentación no necesita una superficie superior curvada. Las alas simétricas, e incluso las alas planas de los aviones de papel, producen sustentación porque encuentran el aire con un ángulo. Boca abajo, el piloto mantiene el ala con un ángulo que sigue desviando el aire hacia el suelo, así que el empuje sigue siendo hacia arriba.
¿Por qué un avión más pesado necesita más velocidad?
Un avión más pesado necesita más sustentación. El piloto puede aumentar el ángulo de ataque, pero solo hasta el ángulo crítico, que no cambia con el peso. A partir de ahí, solo más velocidad da más sustentación, así que un avión más pesado entra en pérdida a una velocidad mayor.
¿Puedo verlo en un simulador de vuelo?
Sí. Las lecciones gratis de AeroFox te permiten subir y bajar el morro de una avioneta de instrucción y ver cómo cambia la velocidad, y luego volar despacio cerca del aviso de pérdida a una altura segura. Es una herramienta de aprendizaje, no formación certificada, y no cuenta para ninguna licencia.
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Empezar esta lección: Vuelo lento
Otra lección sobre este tema: Mandos y compensador
Explicaciones relacionadas
Fuentes
Las fuentes enlazadas están en inglés.
- ¿Qué es la sustentación? (NASA Glenn Research Center, Guía de aeronáutica para principiantes)
- Bernoulli y Newton (NASA Glenn Research Center, Guía de aeronáutica para principiantes)
- Teoría del tiempo de tránsito igual (una teoría incorrecta de la sustentación) (NASA Glenn Research Center, Guía de aeronáutica para principiantes)
- Efectos de la inclinación en la sustentación (NASA Glenn Research Center, Guía de aeronáutica para principiantes)
- Manual del piloto sobre conocimientos aeronáuticos (FAA-H-8083-25C), capítulos 4 y 5 (FAA)
- Manual de vuelo de aviones (FAA-H-8083-3C), capítulo 5: vuelo lento y pérdidas (FAA)
Sobre estas explicaciones
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