Como funciona La Sustentacion

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Como produce la sustentacion la ala del avion?

Siempre recuerdo la primera vez que me lo explicaron, primero con la explicación de Bernoulli, de que a medida que el aire fluye en un tubo, y pasa por su parte mas angosta, la velocidad aumenta y la presión disminuye, luego se dijo que si trasladamos esta explicación a la ala del avión, si tenemos dos partículas uno que comienza por arriba de la ala y otro por abajo, debido a la curvatura en la parte superior, la particula superior tenia que ir mas rápido para llegar al mismo tiempo que la particula inferior, produciendo el efecto de tener entonces una baja presión en la parte superior de la ala en comparación con la parte inferior, y que esta mayor presión por abajo hacia que el avion producía su sustentacion. Viola! Todo fácil! Sin embargo, este teoría de "Transito Igual" es incorrecto, ya que no explica algunas cosas.

Por ejemplo, el avión de los hermanos wright, tenia nada de curvatura en sus alas, eran planos. Como un avión con curvatura en la parte superior puede volar invertido? Los aviones acrobáticos de alta performance muchas veces tienen la ala en forma simétrica, ambas caras superior e inferior son iguales.

Cómo entonces producen su sustentación sin tener una curvatura superior????

Es claro que algo esta faltando a la explicación de cómo se produce la sustentación.

Para mantener la explicación sencilla y no entrar a toda la teoría aerodinámica, básicamente la sustentacion se produce por dos factores.

1. Efecto de Bernoulli

Bernoulli esta mal aplicado en la explicación de la Teoría de Transito Igual, La velocidad del viento arriba de la superficie si aumenta su velocidad y disminuye su presión, tal como Bernoulli indica, sin embargo esto no es dependiente de que las partículas se deben unir al final en el borde de fuga al mismo tiempo. De hecho las partículas superiores llegan antes de las inferiores y ademas ni siquiera se conectan. 

2. Newton (Accion y Reaccion)

El aire que pasa por la superficie alar es dirigido hacia abajo (la acción) y produce Sustentación y Resistencia (La reacción). La Sustentacion es el componente vertical de esta reacción y la resistencia el componente horizontal. En el imagen inferior, se nota que la fuerza resultante (rojo) no es vertical. Parte de ella produce Sustentación (hacia arriba) y parte de ella produce resistencia (hacia atrás).

La forma de producir esta reacción se logra A) usando alas asimétricas, que desvían el flujo hacia abajo, o B) En el caso de alas simétricas (pero también asimétricas), aumentando el ángulo de ataque. Una Ala Simétrica, no produce sustentación con un ángulo de ataque de 0 grados.

La Pregunta entonces, porque muchos aviones tienen la parte superior de la ala mas gordo que la parte inferior?  Es para dirigir el flujo de aire hacia abajo para producir este efecto de Newton y no para que las partículas tengan un mayor recorrido que hacer. El uso de flaps aumenta más aun la sustentación dirigiendo aun mas el aire hacia abajo en un mayor ángulo.

Cuando el avión entra en stall, el flujo de aire superior se desprende y no logra desviarse hacia abajo, dejando de producir la sustentación.

Conclusion

La sustentación esta compuesta por el Efecto de Bernoulli [Aire fluye más rápido por la parte superior] y Newton [Existe una reacción producido por el aire fluyendo hacia abajo después de reaccionar con el perfil alar].

La Teoría y explicación comúnmente usada para enseñar utilizando la Teorema de Bernoulli y diciendo que el aire debe conectarse al mismo tiempo en el borde de fuga es incorrecta y ademas no incluye el elemento newtoniana de la Accion-Reaccion de la ala con el aire.