FUNDAMENTOS DEL VUELO

 IMPORTANCIA DE LAS ALAS
Constituyen la parte estructural donde se crea fundamentalmente la sustentación que permite volar al avión.
 En los aviones que poseen más de un motor, estos se encuentran situados en las alas y en el caso que sean de reacción también pueden ir colocados en la cola. Además, en las alas están ubicados los tanques principales donde se deposita el combustible que consumen los motores del avión.

DISEÑO.
Los ingenieros que crean los aviones  prestan una gran importancia a las alas  y  varían según el tamaño y tipo de actividad que desempeñará el avión.
Para que un avión pueda realizar las funciones básicas de despegue, vuelo y aterrizaje es necesario que las alas incorporen también algunas superficies flexibles o movibles que introducen cambios en su forma durante el vuelo.

FUNCIONES.
Algunas de las funciones de las alas es  incrementar la creación de la sustentación que mantiene al avión en el aire(introduciendo  variaciones en el área de las alas u ofreciendo mayor resistencia al aire durante las maniobras de despegue y aterrizaje). De esa forma se logra reducir al mínimo la velocidad necesaria para despegar o aterrizar,(la velocidad  dependerá del peso y tamaño del avión, así como de las recomendaciones del fabricante).
Las alas de los aviones modernos pueden tener diferentes formas en su sección transversal y configuraciones variadas. Podemos encontrar aviones con alas rectas o con otras formas como, por ejemplo, en flecha o en delta.

TIPOS DE ALAS.

FUNDAMENTOS DEL VUELO.

¿Por qué vuelan los aviones?
Los aviones vuelan gracias a la fuerza de sustentación que tira de los aviones hacia arriba elevándolos.
La fuerza de sustentación es proporcional a la velocidad, a la densidad del aire y a la superficie alar. Esta fuerza aparece por que la presión en la parte superior del ala es inferior a la de la cara interior, debido a esa diferencia de presión aparece esta fuerza. Esta diferencia ocurre debido a que la velocidad del aire que va por el extrados( parte superior de ala) es mayor que la del intrados(parte inferior).
esto se conoce como efecto Bernoulli que demostró que al ser la velocidad mayor, la presión disminuye. 






Para que el aire vaya mas rápido por la parte de arriba las alas de los aviones tienen un poco de curvatura de manera que una partícula fluida que vaya por el extradós tenga que recorrer más espacio que una que vaya por el intradós.
 Por eso los perfiles alares tienen esta forma y gracias a esa forma el aire va mas deprisa por el extrados, la presión disminuye y aparece la fuerza de sustentación.

GOBLOS AEROSTATICOS Y DIRIGIBLES.¿EN QUE SE BASA CADA UNO PARA VOLAR?

Globo aerostático.

Un globo aerostático es una aeronave aerostática no propulsada que se sirve del principio de los fluidos de Arquímedes para volar entendiendo al aire como fluido ya que este principio afirma que "Un cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido en reposo, recibe un empuje de abajo hacia arriba igual al peso del volumen del fluido que desaloja".

Inicios.
Los primeros globos de aire caliente aparecieron en el 1700. Estos globos usan aire caliente producido por fuego en tierra antes del despegue, lo que limita el tiempo que pueden permanecer en el aire. Desde hace más de 100 años, la mayoría de los globos usaron hidrógeno o helio en su lugar. En 1960, Ed Yost fue pionera en el uso de combustible a bordo, en la forma de propano, y comenzó la era moderna del globo aerostático.
 

Historia.
Recientes investigaciones han demostrado que el 8 de agosto de 1709, el sacerdote brasileño Bartolomeu de Gusmão hizo la primera demostración de ascensión aérea en globo de aire caliente no tripulado en la Casa de Indias de Lisboa, ante la corte del rey Juan V de Portugal.

 Los hermanos Joseph y Jacques Montgolfier realizaron la primera demostración pública de su nuevo invento el 4 de junio de 1783 en Francia. Su sueño de llegar hasta el cielo se hizo realidad. La idea del globo aerostático comenzó a gestarse cuando los hermanos estaban sentados frente a una fogata. Notaron que el humo se elevaba y pensaron en la oportunidad de aprovechar dicha cualidad.
Después de varios experimentos, comprendieron que el aire caliente es más liviano que el frío, por lo que tiende a subir. Decidieron crear una máquina que permitiera volar con este principio.
Joseph y Jacques Montgolfier lanzaron su primer modelo en septiembre de 1782. El vuelo inicial demostró que su teoría estaba en lo cierto. El 4 de junio de 1783 realizaron una demostración pública con un globo aerostático de diez metros de diámetro en un mercado francés. Estaba construido con tela y papel.

Más de 130.000 personas quedaron anonadadas cuando en septiembre del mismo año en Versalles volvió a volar. Luis XVI, María Antonieta y la corte francesa presenciaron el momento. Un gallo, una oveja y un pato fueron sus tripulantes.
Justo en octubre de ese año viajaron por primera vez humanos. Jean-François Pilâtre de Rozier fue el valiente pionero.

El 22 de octubre de 1797 el intrépido André Jacques Garnerin saltó con un paracaídas desde un globo que volaba a gran altura sobre el cielo de París.

Dirigibles.

Un dirigible es un aerostato autopropulsado y con capacidad de maniobra para ser manejado como una aeronave. La sustentación aerostática se logra mediante depósitos llenos de un gas de menor densidad a la atmósfera circundante. Difiere de la sustentación aerodinámica, obtenida mediante el movimiento rápido de un perfil alar, como en el ala de un aeroplano o las aspas de un helicóptero.
Fue el primer artefacto volador capaz de ser controlado en un vuelo largo. Su uso principal ocurrió aproximadamente entre 1900 y la década de 1930, para disminuir paulatinamente cuando sus capacidades fueron superadas por la de los aeroplanos y, además, después de sufrir varios accidentes de relevancia; el más notable de los cuales fue sin duda el incendio del Hindenburg. Actualmente se los utiliza en una serie de aplicaciones secundarias, especialmente publicidad.

 

 Historia.

En los primeros tiempos de los dirigibles el principal gas de sustentación utilizado fue el hidrógeno, en cambio en Estados Unidos se usó helio. Es más, hasta 1950 se continuó utilizando el hidrógeno en todo el mundo por diversas razones: menor densidad que el helio,¹ incapacidad para obtenerlo fuera de norteamérica (hasta ese momento único productor) y además por cuestiones económicas, al ser mayor el precio del helio.
El hidrógeno es extremadamente inflamable, característica que causó el desastre del Hindenburg, así como otros accidentes (si bien hay teorías recientes que exculpan al hidrógeno de la causa de ese desastre -ver más abajo-). La sustentación que provee el hidrógeno es sin embargo sólo un 8% mayor que la del helio.² Con el tiempo, el balance entre coste y seguridad se ha inclinado definitivamente por el uso del helio.
Los dirigibles norteamericanos se llenaban con helio desde la década de 1920, y los artefactos modernos tienen prohibido por ley llenarse con hidrógeno. A pesar de ello, algunos pequeños dirigibles experimentales, usan todavía hidrógeno.
Algunos aparatos pequeños, llamados dirigibles térmicos, se llenan con aire caliente de forma similar a los aerostatos.
Entre los gases disponibles más ligeros que el aire,³ la mayoría⁴ de ellos son tóxicos, inflamables, corrosivos, o con varias de estas características a la vez. Las excepciones son el helio, el neón y el vapor de agua.
Tanto el metano como el amoníaco se han utilizado puntualmente en globos experimentales. Y también se ha usado de forma aislada el vapor de agua en los dirigibles.

Tipos.

 Dirigible rígido: se caracterizan por poseer una estructura rígida que sostiene múltiples celdas o globos de gas no presurizado, por lo tanto, no dependen de la presión interna del gas para mantener su forma.

Dirigible no rígido: utilizan presión del gas interno para retener su forma. Pueden ser globos de observación, balizamiento o exploración que se diferencian de los aerostatos por la posibilidad de dirigir su movimiento horizontal, ya sea mediante hélices u otros mecanismos.

Dirigible semi rígido: requieren una presión interna generalmente menor, ya que incluyen estructuras bajo el globo que permiten distribuir las cargas. El uso ha sido similar al de los dirigibles no rígidos.

Dirigibles con membrana metálica: reúnen las características de los dirigibles rígidos y de los no rígidos, mediante la utilización de una envoltura metálica muy fina en lugar de tela plastificada. Solo se han construido dos dirigibles de este tipo: el dirigible de Schwarz de 1897 y el ZMC-2.

Dirigibles híbridos: con este nombre se designan los aparatos que combinan características de las aeronaves (más pesadas que el aire atmosférico) con tecnologías de disminución del peso.

PRIMERAS MÁQUINAS E IDEAS ACERCA DE VOLAR.

Siglo XVIII: La época del globo.

El primer avance significativo hacia el vuelo lo consiguieron los hermanos Jacques Étienne y Joseph Michel Montgolfier(imagen). Ellos dedujeron que, dado que el humo siempre subía, si atrapaban una considerable cantidad de humo en algún contenedor lograrían volar (ellos no sabían que no era el humo, sino el aire caliente, lo que lograba la elevación). La primera demostración de su invento la hicieron en  Francia en 1783. Varias demostraciones siguieron ese año incluyendo uno en el cual elevaron una oveja, un pato y una gallina ante el rey Luis XVI de Francia. En ese mismo año se realizó el primer vuelo en globo tripulado por seres humanos. Jean François Pilâtre de Rozier realizó un vuelo experimental en un globo construído por los hermanos Montgolfier que se encontraba atado a tierra y se elevó 26 metros. El 21 de Noviembre de 1783 se realizó el primer vuelo libre tripulado de la historia, también en un globo Montgolfier tripulado nuevamente por Pilâtre de Rozier, esta vez acompañado por el marqués François Laurent d'Arlandes. El vuelo tuvo una duración de 25 minutos, durante los cuales se recorrieron 13 km y se alcanzó una altitud de 914 m.

 Muchos vuelos siguieron a estos, y poco a poco se fueron rompiendo los récords de altitud y distancia. En Enero de 1785, el francés Jean-Pierre Blanchard y el estadounidense John Jeffries cruzaron el Canal de la Mancha en globo. Para ese entonces ya se conocía lo que verdaderamente causaba la elevación, el aire caliente. En 1793 se realizó el primer vuelo en globo en sobre suelo norteamericano, en Filadelfia. Este vuelo también lo realizó Jean-Pierre Blanchard.

 El siguente año, 1794, se dió el primer uso militar a los vehícluos voladores. El globo l'Entreprenant se utilizó por primera vez para misiones de reconocimiento de las fuerzas austríacas en la batalla de Fleurus. Después se formaron dos compañías de reconocimiento, pero se disolvieron al año siguiente.





Siglo XIX:Los primeros aviones.

El siglo XIX se caracterizó por el aumento del uso de los globos y dirigibles. Sin embargo también durante estos años se realizaron los primeros diseños de vehículos voladores más pesados que el aire.
 Uno de los primeros diseños fue hecho por Sir George Cayley(imagen) en 1804. A diferencia de muchos pioneros anteriores George Cayley se dedicó al estudio del vuelo desde una perpectiva científica de hecho es considerado el primer científico de la historia de la aviación. Notablemente se le atribuye el descubrimiento de la fuerza producida por el aire al fluir por encima de una superficie curvada, que empuja la superficie hacia arriba. Esta fuerza después fue conocida como sustentación.

 En 1848 William Henson y John Stringfellow construyen el carruaje aéreo de vapor(imagen de abajo) , que realiza un vuelo de 40 metros antes de estrellarse contra un muro. George Cayley hizo intentos similares, pero con vehículos no motorizados. El primero de ellos en 1849, en el cual hizo volar a un niño de 10 años, y el segundo en 1853, en el cual voló su cochero. Estos vuelos fueron exitosos




Otros vuelos importantes en esta época fueron realizados por el carpintero austríaco-húngaro Jan Wnęk en un planeador controlable, el francés Jean-Marie Le Bris y su Albatross, y el francés Felix du Temple y su Monoplane. Otro personaje importante en esta época fué el pionero inglés Francis Herbert Wenham (imagen)  quien, si bien no pudo construir un modelo exitoso, realizó importantes descubrimientos en el campo de la aeronáutica. Construyó, además, el primer túnel de viento.


Los años posteriores a 1880 se caracterizaron por instensos estudios y un mayor desarrollo de la ciencia del vuelo. Estos estudios y avances finalmente dieron como resultado la construcción de los primeros planeadores de uso práctico. En particular destacó el alemán Otto Lilienthal que realizó una investigación muy extensa, basándose en el trabajo de Wenham. Este trabajo fué publicado en 1889 con el nombre de El vuelo de los pájaros como base de la aviación. Además diseñó y construyó diversos planeadores, cada uno con mejoras significativas respecto al anterior. El más conocido se llamó Derwitzer, debido a que fué probado cerca de Derwitz. Para el año 1891 podía realizar vuelos de más de 25 metros sin dificultad. Lilienthal documentó extensivamente todos sus vuelos, incluso con fotografías, razón por la cual es uno de los pioneros más conocidos de la época.

PRIMERAS MÁQUINAS E IDEAS ACERCA DE VOLAR.

Primeros diseños y teorías(Antigüedad-Siglo XVIII).

* Alrededor del año 400 a.C, un estudioso de la Antigüa Grecia llamado Arquitas de Tarento diseñó un artefacto de madera al que llamo "Peristera"(Paloma). Este artefacto era capaz de volar hasta los 180 metros de altura y tenía forma de ave y utilizaba un chorro de aire para alzar el vuelo. 
ARQUITAS DE TARENTO.

* La linterna de Kong Ming era conocida en China desde la antigüedad y es precursora del globo aeroestático. Se atribuye su invención al general  Zhuge Liang y fueron usadas para asustar a tropas enemigas. 

LINTERNAS DE KONG MING.

* Sobre el año 300 a.C los chinos inventaron a cometa, un tipo de planeador, y desarrollaron técnicas para hacerla volar en el aire. 

* En el año 852 Abbás Ibn Firnas, un andalusí, se lanzó desde el minarete de la mezquita de Córdoba con una enorme lona para amortiguar la caída, aunque sufrió heridas leves. Pasó a la historia como el precursos de los primeros paracaídas. A los 65 años, este mismo hombre hizo confeccionar unas alas de madera cubiertas con tela de seda y adornadas con plumas de aves rapaces y se lanzó desde lo alto de una colina(hay relatos que afirman que permaneció en el aire durante 10 minutos). El aterrizaje fue violento, causandole la fractura de las dos piernas.

MINARETE DE CÓRDOBA.

* En el 1290, Roger Bacon, un monje inglés, escribió que el aire, al igual que el agua, tenía algunas características propias de los sólidos. Bacon estudió las ideas de Arquímedes relacionadas con la densidad de los elementos, y llegó a la conclusión de que si las personas pudieran construir una máquina que tuviese las características adecuadas, el aire podría soportar esa máquina, al igual que el mar soporta un barco. 
ROGER BACON.

HISTORIA DE LA AVIACIÓN.

Se dice que la historia de la aviación comenzó en la edad prehistórica, cuando el hombre prehistórico observó el vuelo de pájaros y otras aves voladoras. 

El deseo de volar ha estado presente desde hace siglos en las mentes humanas y a lo largos de este tiempo han habido personas que han intentado volar con un mal resultado. Un ejemplo de un intento de volar fue intentar imitar a los pájaros usando un par de alas, hechas con un esqueleto de madera y plumas que se colgaban en los brazos y se balanceaban, pero no obtuvieron el resultado esperado. 

Muchas personas decían que volar era algo incapaz de hacer por un ser humano. Aun asi el deseo seguia e incluso algunas civilizaciones contaban historias sobre ciertas personas que poseian un don y podían volar. El ejemplo mas conocido de estas historias es La leyenda de Ícaro y Dédalo, dos prisioneros que se encontraban en la isla de Minos y se construyeron unas alas con cera y plumas para poder escapar. Ícaro se aproximo demasiado al sol y la cera se derritió precipitandolo al mar y murió. esta leyenda se tomo como aviso sobre intentar al anzar el cielo y ejemplifica el deseo milenario del hombre de volar. 

 ÍCARO Y DÉCALO.