De ce zboară avioanele și de ce atât de sus? De Manuel Peinado - Știri de la Alcalá de Henares e
Nu este nimic ca o călătorie cu avionul de douăzeci și șapte de ore pentru a învârti în jurul lumii, care este cam cât mi-a luat să mă întorc din Noua Zeelandă. Acolo sus, pe scaunele confortabile ale Qatar Airways, m-am întrebat cum am reușit să zburăm atât de bogat fără să scăpăm, deoarece „este de bun simț” așa cum ar spune M. Rajoy. Acestea sunt răspunsurile.
Avioanele zboară pentru că nu rezultă nicio forță. Și când un corp nu este supus niciunei forțe, acesta va continua staționar sau cu viteză constantă. Isaac Newton a afirmat-o deja în prima sa lege. Dar asta nu înseamnă că nu există nici o forță care acționează asupra avionului. Avionul are o greutate, pasagerii și bagajele lor o alta, iar toate moleculele din aer împinse de motoare sau care lovesc fuzelajul generează o forță. Ceea ce se întâmplă este că inginerii au reușit astfel încât unele dintre aceste șocuri să fie utilizate pentru a contracara greutatea și rezistența aerului.
Pentru a rezuma, se poate spune că avioanele zboară bazându-se fundamental pe două teorii pe care le-am învățat la liceu, deși în acel moment nu știam cu adevărat la ce naiba erau: pe de o parte, în efectul Venturi și pe de altă parte, și mai important, în a treia lege a lui Newton, cunoscută și sub numele de „legea acțiunii și reacției”.
Să începem cu forțele într-o direcție verticală. Cea care trage în jos este forța gravitației și cea care arată în sus este împingerea. Dar de unde vine acesta din urmă? Deși iese din întregul fuselaj, adică din întregul corp al aeronavei (Figura 1), cea mai mare parte provine din aripi și, în ambele cazuri, acest lucru se întâmplă datorită efectului Venturi (Figura 2).
Efectul Venturi este că atunci când un fluid își mărește viteza, presiunea acestuia scade. Pentru a profita de acest lucru, aripile avioanelor sunt proiectate în așa fel încât partea lor superioară să fie mai curbată decât partea inferioară, ceea ce face ca distanța de parcurs prin aer să fie mai mare în zona superioară și, prin urmare, să fie vizibil forțată crește-i viteza. Datorită efectului Venturi, aceasta reduce presiunea deasupra aripii (cu cât viteza este mai mare, cu atât este mai mică presiunea). Pe scurt, partea inferioară a aripii este realizată cu o presiune mai mare decât partea superioară și aceasta exercită o împingere în sus care ajută avionul să rămână în aer.
Cu toate acestea, forța exercitată de efectul Venturi nu este suficientă de la sine pentru ca avionul să rămână în aer și aici intervine a treia lege a lui Newton, care stabilește că, în fața unei anumite forțe sau acțiuni produse asupra unui obiect, acest lucru generează la rândul său o reacție de intensitate egală, dar în direcția opusă (încercați să vă îndreptați spre perete și veți ști despre ce vorbim).
Și cum se folosește această teorie în avioane? Din nou, datorită formei și poziției aripilor, care sunt proiectate astfel încât aerul care trece prin ele să fie propulsat în jos, generând astfel o forță de acțiune descendentă care, datorită legii Newton menționate anterior, dă naștere unei forțe de reacție pe aripa în direcția ascendentă. Desigur, cu atât veți obține o forță mai mare și, prin urmare, avioanele trebuie să atingă o viteză foarte mare mai întâi pentru a decola și mai târziu pentru a rămâne în aer.
O modalitate ușoară de a verifica ceea ce spun este să scoateți o mână pe geamul mașinii. Dacă în loc să punem mâna în profil, o înclinăm puțin spre vânt, vom deplasa aerul în jos și vom observa o forță ascendentă care tinde să ridice nu mâna, ci întregul braț.
A treia lege a lui Newton este ajutată și de așa-numitul efect Coanda, un fenomen fizic datorită căruia un fluid tinde să adere și să urmeze calea unui obiect cu care lovește. În cazul avioanelor, aerul (fluidul) tinde să adere la aripa avionului (obiectul cu care lovește) și să urmeze traiectoria acestuia (adică să urmeze o direcție descendentă). Puteți vedea un exemplu practic în lingura din fotografie sau, chiar mai bine, în acest videoclip.