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Sabías que...

• ... el globo aeroestático, junto con el Zeppelin, no están dentro del campo de la aviación. Esto se debe a que vuelan gracias al principio de Arquímedes, y no mediante el uso de superficies sustentadoras (alas).




• ... el Airbus A-380 no es el avión más grande del mundo. Desde que realizó su primer vuelo se le consideró como el avión comercial más grande de la historia, sin embargo en tamaño no es el mayor. El Antonov An-225 Mriya es el avión más grande del mundo. Fue diseñado para transportar la lanzadera espacial Buran. Desde entonces ha sido el mayor avión de la historia.

• ... en 1962 el avión North American X-15 superó la velocidad del sonido y consiguió uno velocidad seis veces mayor. Es decir, llegó al Mach 6. Además de esto, también fue el primer avión en llegar a la termosfera, a unos 100 km de altitud.
  




• ... el primer hombre en viajar al espacio fue el soviético Yuri Gagarin. La Unión Soviética fue la primera en mandar un satélite al espacio. Pero fueron los Estados Unidos quienes mandaron la primera misión a la Luna. El 20 de julio de 1969 Neil Armstrong se convirtió en la primera persona en pisar nuestro satélite natural.




• ... se está estudiando el uso de aviones no tripulados para reducir el número de accidentes aéreos. El RQ-4 Global Hawk ha sido la aeronave que ha realizado el vuelo no tripulado más largo del mundo.



• ... el autogiro es una aeronave de invención española. El inventor Juan de la Cierva lo construyó en 1920 y realizó vuelos de un recorrido medio. Es un híbrido entre helicóptero y aeroplano. A pesar de tener un ala rotativa, no es considerado como un helicóptero puesto que se mueve gracias a otra hélice que proporciona un empuje horizontal. Sin embargo, los primeros inventores de helicópteros tuvieron que comprar la patente del español para realizar sus trabajos.

• ... un Boeing 747 tiene aproximadamente 225 Km de cable, lo que representa un peso de 1600 Kg. Si se lograse reducir la longitud del cableado, sin duda se ahorraría una cantidad considerable de combustible.

• ... si el turismo fuese un Estado, éste sería el quinto pais más contaminante del mundo después de Estados Unidos, China, la UE y Rusia. Del 4% al 6% de las emisiones mundiales de dióxido de carbono proceden del trasporte aéreo, junto con la contaminación que conlleva el alojamiento de personas. En paricular, el avión es el medio de transporte más contaminante del mundo.

• ... Airbus España está llevando a cabo un proyecto, el proyecto ICARO, en el cual se pretenden estudiar nuevos materiales y estructuras de aeronaves que sean más ligeras, seguras y respeten el medio ambiente. En él participan El Instituto Madrileño de Estudios Avanzados en Nanociencia (IMDEA-Nanociencia) y numerosas empresas de la industria aeronáutica de España.

Historia de la aviación.

La historia de la aviación empieza cuando el ser humano comienza a interesarse por primera vez por el vuelo. Gracias a la observación de los pájaros, y otros animales voladores el hombre de la Antigüedad empezó ya a plantearse la forma de volar.

Hacia el año 400 a.C, el griego Arquitas de Tarento construyó un aparato de madera con forma de ave, capaz de volar gracias a un chorro de aire, pero no se especificaba el origen de éste propulsor. Por lo que no se le da mucha importancia.

La cometa aparece por primera vez en China hacia el año 300 a.C. Se tiene constancia de vuelos tripulados en ellas, pero no eras controlados, por lo que no se pueden considerar aviones. Pero sí son el primer atisbo de los planeadores posteriores.

A partir de aquí, son muchos los intentos de volar realizados por diferentes inventores que usaban aparatos con forma de pájaro y pleadores, pero que no tuvieron mucho éxito. Cabe destacar la hazaña de Abbás Ibn Firnás que se tiró desde el minarete de la mezquita de Córdoba con una lona para amortiguar la caída. No sufrió muchos daños. Se considera el paracaídas primitivo.

Los estudios realizados hasta entonces no tuvieron mucha relevancia en la aviación actual; sin embargo, con el Renacimiento y la figura de Leonardo da Vinci aparecen los primeros estudios serios de la aeronáutica. El inventor renacentista realizó estudios sobre el vuelo de los pájaros y diseñó bocetos de máquinas voladoras, los primeros que tendrán importancia en los estudios de aviación posterior. De hecho se realizaron prototipos de las máquinas de Leonardo y alguns eran capaces de volar. Éstos fueron realizados mucho después de su muerte.

Los siglos XVIII y XIX significan un gran avance en la aviación. En ellos se inventan los primeros globos aeroestáticos, los primeros dirigibles, y los planeadores. A finales del siglo XIX empiezan a aparecer los primeros aviones con motor, tripulados y no tripulados.

Los primeros ingenios voladores, que podían elevarse en el aire durante un considerable periodo de tiempo, fueron los globos aeroestáticos. Éstos, junto con los dirigibles son las llamadas "aeronaves más ligeras que el aire" por usar el principio de Arquímedes para le vuelo y por ser, teóricamete, más ligeras que el aire, al estar llenas de un aire menos denso y pesado que el de la atmósfera. Destaca Bartolomeu Lourenço Gusmao por ser el primer inventor de una máquina que volaba gracias al principio de Arquímedes. Su "passarola" estaba constituída por una caldera con fuego que elevaba el globo. Se elevó hasta los tres metros.

Los hermanos Montgolfier, fabricantes de papel, fueron los primeros distribuidores de globos aeroestáticos en Europa. Incluso Napoleón se planteó usarlos para invadir Inglaterra.

En 1852, Henri Giffard inventó el diribible. Un aparato que volaba gracias al mismo método que el globo, pero en contraste con éste, usaba motores y timones que permitían dirigirlo con precisión. Fue un medio de transporte muy usado el los siglos XIX y principios del XX. Adquirió grandes avances gracias a Ferdinand von Zeppelin, quien se dedicó a la creación y mejoras de los dirigibles, que hoy en día han pasado a llamarse por su nombre: los "zeppelins"

A pesar de la existencia de los globos y dirigibles, todavía no se había conseguido crear un aparato más pesado que el aire que pudiese volar. En el siglo XIX los planeadores se convirtieron en el objeto de los estudios.

George Cayley fue un destacable inventor inglés que diseñó el primer planeador moderno. Realizó varios vuelos no tripulados. En 1853, uno de sus ayudates realizó un vuelo corto subido en el planeador. Dedicó toda su vida al estudio de su prototipo y estudió, sobre todo, las leyes de la aerodinámica. Es por eso que se le considera el padre de la aerodinámica, rama de la física.

Destacan también por sus avances en el vuelo con planeadores Otto Lilienthal, Octave Chanute y Percy Pilcher.

En la segunda mtad del siglo XIX, aparecen los aviones tal y como se conocen hoy: máquina de alas fijas, capaces de volar y controlables. Generalmente con motor.

Destaca, entre tros, Gustave Whitehead que logró volar el día 14 de agosto de 1901 en Connecticut con su prototipo "modelo 21". Alcanzó una altitud de sesenta metros y voló durante dos kilómetros y medio. Más tarde conseguiría volar 10 km.

Pero los que tuvieron más éxito en la época fueron los hermanos Wright en Estados Unidos, y Alberto Santos Dumont en Europa. Existió y sigue existiendo una gran controversia acerca de quién se considera de entre los dos inventores el que realizó el primer vuelo tripulado. Si bien es cierto que los hermanos Wright realizaron su primer vuelo unos años antes que Dumont, sin embargo precisaron de mecanismos como la catapulta para alzar el vuelo. Dumont no necesitó la catapulta puesto que su "14-bis" se elevó en el aire él mismo, sin ayuda de catapulta. Además, los vuelos del avión de Dumont fueron observados por expertos en aerunáutica y aviación y una gran cantidad de espectadores. Sin embargo, los hermanos Wright sólo gozaron de la presencia de sus vecinos como público, y varios medios de prensa. Pero sin la presencia de estudiosos del tema.

Ambos usaron es sus aviones los alerones, un nuevo ingenio que permitía controlar la dirección del avión.

Paralelamente a la investigación sobre aviones, apareció un nuevo aparato volador,

El helicóptero. En 1877 Enrico Forlanini logró su primer vuelo en helicóptero, que despegó verticalmente manteniéndose durante veinte segundos.

Un español, Juan de la Cierva, fue uno de los pioneros en la creación de helicópteros. Logró realizar vuelos de 200 m de recorrido. Realizó también un viaje entre los aeródromos de Getafe y Cuatro Vientos.

También aparecen los primeros hidroaviones. El precursor de éste fue el ingeniero francés Henri Fabre, que realizó un vuelo de 800 metros en el año 1910.

A partir de 1914, fecha en que empezó la Primera Guerra Mundial, los aviones vivieron una época de gran apogeo. Sobre todo durante la Segunda Guerra Mundial, época considerada como "Edad de Oro de la aviación".

Durante la Primera Guerra Mundial se comenzaron a usar los aviones para misiones de espionaje, ataque o defensa. Duante este tiempo se desarrollaron avances en los motores, en las características aerodinámicas de los aviones, y se incorporó armamento a los aviones. Se instalaron metralletas en algunas aeronaves que estaban sincronizadas con las hélices, y las balas no chocaban contra ésta.

Un dato curioso es que aparecieron los primeros héroes de la aviación, por ejemplo el piloto apodado "Barón Rojo".

Desde que terminó la guerra y hasta el año 1945, final de la Segunda Guerra Mundial, se desarrollaron una gran número de avances debido al uso de aviones en la guerra, que hizo que se invirtieran grandes cantidades de dinero en la investigación aeronáutica. Los aviones se hicieron más grandes, y se fueron desarrollando nuevos motores más potentes. Durante esta época surgieron las primeras compañías aéreas, y se usó el avión en el correo, transporte de personas o mercancías.

El uso de los aviones en la guerra fue decisivo en algunas batallas. Se realizaron los primeros bombardeos de poblaciones o zonas como el bombardeo de Pearl Harbour o el lanzamiento de la bomba atómica en Hiroshima.

Aparecen también, al final de la Segunda Guerra Mundial, los primeros aviones que usaban motores a reacción como el alemán Heinkel He 178, el primer avión a reacción del mundo. Destacan también otras aeronaves como el P-51 Mustang o el Boeing B-29 superfortress.

El avance obtenido durante la Segunda Guerra Mundial se hizo notar a partir de la década de los años cincuenta. El transporte aéreo era cada vez mayor y los avances que se llevaron a cabo culminan en los aviones que vemos hoy en día, tales como el A-380 de Airbus. También empieza a desarrollarse la "carrera hacia el espacio" protagonizada por la Unión Soviética y Estados Unidos, ambos intentando demostrar su superioridad durante la larga Guerra Fría.

Uno de los hechos más importantes ocurridos durante este periodo fue la aparición de la aerolíneas aéreas que estaban desvinculadas de la aviación militar. Los fabricantes de aviones empezaron a diseñarlos específicamente para albergar pasajeros.

Antes se habían construido aviones a reacción, pero ahora aparecen por primera vez los aviones comerciales a reacción que podían hacer largos vuelos a velocidades muy altas. El Havilland Comet, de origen británico, apareció en 1952 y era el primer avión con motor a reacción. Alcanzaba los 850 km/h. Sin embargo, dos accidentes en el mismo año provocaron que la confianza decayese, y el avión dejo de fabricarse.

El avión que sustituyó a éste fue el famoso Boeing 707, de fabricación norteamericana. Éste, junto con el 727, 737 y 747 ("jumbo"), conforman las aeronaves comerciales más vendidas del mundo. Su uso ha llegado hasta nuestros días, a pesar de haber sido creado en 1958 el primer avión 707.

Desde entonces los aviones se han convertido en algo normal ente la población. Es un medio de transporte muy usado, y el más seguro, debido a su baja tasa de accidentes. Aunque si es verdad que los accidentes de éstos son más trágicos que los de cualquier otro transporte.

Últimamente se han desarrollado aviones de todos los tipos. Por ejemplo, el Airbus A-380, fabricado por la empresa Airbus que se ha convertido en el avión comercial más grande del mundo.

¿Cómo vuelan los aviones?

La pregunta principal que se plantea a la hora del estudio de la aviación es: ¿cómo vuelan los aviones? y ¿por qué vuelan los aviones? Sin duda alguna los significados y definiciones reales a las preguntas se basan en el estudio profundo de la aeronáutica, pero se puede establecer una respuesta general, más simple, que permita también explicar cuál es el fenómeno que lleva a un avión, o cualquier aparato volador, a elevarse:

La cuestión se resume a un esquema simple de fuerzas. Al igual que todo cuerpo que está bajo la influencia del campo gravitario terrestre, los aviones se ven atraídos por la fuerza de atracción gravitatoria o peso (P), cuya expresión se reduce al producto de la masa por la constante de gravitación (g) que depende de la altura a la que se encuentre el cuerpo. Esta fuerza es perpendicular a la superficie de la Tierra y es la que hace que sea imposible "flotar", en el sentido de no estar influenciado por ninguna fuerza. Pues bien, para que un avión se eleve le hace falta una fuerza que supere a la fuerza de atracción gravitatoria o peso.

Todo cuerpo que esté en la superficie terrestre es atraído por la Tierra, pero no caemos debido a la resistencia del suelo. En este caso el sumatorio de fuerzas es nulo en la superficie. Esto mismo le sucede a un avión que está sobre una pista de despegue, pero aún le falta una fuerza para superar el peso. Esta fuerza se define como fuerza de sustentación.

La fuerza de sustentación es la que permite que un aparato volador alce el vuelo, y se mantenga en el aire. Para ello se estudian los diferentes principios aerodinámicos de la aeronave, pero el proceso se puede resumir de la siguiente manera:

El vuelo de un avión se fundamenta principalmente en sus alas. Éstas son las que hacen que un avión vuele verdaderamente. Los motores sólo añaden el empuje necesario para que el avión se desplace hacia delante. En el ala distinguimos dos partes: la de arriba (extradós) y la de abajo (intradós).

La fuerza de sustentación dependerá de las presiones que se desarrollen en las dos partes del ala.

Cuando un avión se desplaza, por sus alas circulan masas de aire. Éstas generan la diferentes presiones en el ala.

Cuando un avión está en la pista y quieto o con velocidad despreciable las masas de aire generan presiones iguales en ambas partes, por lo que la resultante es nula. Sin embargo cuando el avión adquiere cierta velocidad (velocidad de despegue) se empieza a formar un contraste entre presiones que se explica por el principio de Bernoulli y por el hecho de que el ala es curva en su extradós, es decir, cóncava. El principio de Bernoulli nos explica que cuando la velocidad del viento es mayor en una superficie, la presión que ejerce es menor, en caso contrario, cuando la velocidad es menor la presión ejercida es mayor. Debido a la concavidad del ala, cuando el avión adquiere velocidad, la velocidad del viento en el extradós es mayor que en intradós. Por lo que según el principio de Bernoulli se genera una presión mayor en el intradós (debajo del ala). Y como resultado se obtiene que la presión mayor hace que existe una fuerza que empuje al avión hacia arriba, consiguiéndose levantar el vuelo. A mayor superficie de ala, mayor será la fuerza ya que F = P(presión) x S(superficie).

Y este es el principio que explica el vuelo de los aviones, sin embargo es sólo un concepto general, ya que son mucho los factores aerodinámicos que intervienen en el proceso, sobre todo respecto a la estructura del ala y el comportamiento del viento.

El concepto

Antes de empezar, hay que tener claro el concepto de aviación. Se entiende por aviación todo proceso que implique el vuelo de aparatos, tratándose siempre de un vuelo controlado. Estos aparatos consiguen vencer la fuerza de atracción gravitatoria de la Tierra y se elevan en el aire. Para considerarse aviación el aparato debe volar gracias al uso de superficies planas (alas o alas móviles) en la que se sustente, y deben desplazarse gracias a un motor propio o sin motor, como el caso de los planeadores. En el campo de la aviación encontramos todo tipo de máquinas, las más conocidas son los aviones, pero también encontramos helicópteros, parapentes, y otros muchos. Pero, sin duda, el ejemplo más claro de aviación lo vemos día a día en las aves. El moviemiento de sus alas, las superficies de sustentación, hacen que puedan volar.

No hay que confundir el concepto de aviación con el de aeronáutica, ya que este último se aplica a todo elemente que realiza una navegación aérea. Son conceptos diferentes. Cuando hablamos de aviación solemos referirnos más a la historia que la parte técnica. La aeronáutica es la ciencia, rama de la física, que estudia las técnicas usadas en la construcción de aeronaves, así como la aerodinámica que es el estudio del comportamiendo del aire cuando un objeto lo atraviesa o se contiene en él.