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RODRIGO MARTINEZ MARTINEZ JAVIER RAMIREZ DIEGO HERNANDEZ 903

Se entiende por aviación el desplazamiento controlado a través del aire de aparatos que usan para desarrollar su vuelo la fuerza sustentadora de superficies fijas o móviles, frecuentemente auxiliados por medios mecánicos como aviones y helicópteros o sin componentes mecánicos como los planeadores.

La historia de la aviación se inicia en la Edad Media , cuando el andalusí Abás Ibn Firnas construyó y usó el primer artefacto volador. Leonardo da Vinci estudió hacia 1500 los principios básicos del vuelo mediante la observación de las aves, y construyó varios ingenios que debían permitirle volar utilizando únicamente su propia fuerza muscular. Historia de la aviación

Un paso importante en la aviación lo dieron los hermanos Wright en los Estados Unidos , cuando Orville Wright realizó su primer vuelo el 17 de diciembre de 1903, planeando durante 12 segundos en el aire. Los Wright habían diseñado un aparato que introdujo la posibilidad de ser controlado durante el vuelo, una gran innovación. Sin embargo, su diseño no era adecuado para que pudiese volar por sí solo, ya que necesitaba ayuda externa para iniciar el vuelo, y no era capaz de mantener la sustentación.

En base al uso de los aviones y helicópteros, la aviación civil se divide habitualmente en dos grandes grupos: Aviación general Aviación comercial Pueden realizarse otras múltiples clasificaciones de la aviación, pero las más frecuentes consiten en diferenciar la aviación general en función de los usos o fines que pretende, como aviación privada la que agrupa a los aviones cuyo principal usuario es su propietario, aviación deportiva a la que tiene como finalidad la práctica de alguno de los deportes aeronáuticos, aviación utilitaria la que se destina a usos prácticos de carácter social como evacuaciones, rescates, extinción de incendios o servicios policiales, aviación de estado a aquella que no siendo estrictamente militar utiliza el estado para el transporte de sus personalidades o el servicio de sus organismos.

consiste en las compañías aéreas, ya sean éstas grandes o pequeñas, dedicadas al transporte aéreo de mercancías, así como en las empresas de aero-taxi.

La aviación general y la aviación comercial se agrupan a su vez bajo el término de aviación civil , en contrapartida con la aviación militar.

Las Fuerzas Armadas son los usuarios de la aviación militar , bien a través de organizaciones independientes especializadas como la fuerza aérea o bien mediante servicios integrados en otras ramas no estrictamente aeronáuticas, como la aviación naval o la aviación agregada a las fuerzas terrestres. En el ámbito militar suele diferenciarse entre la aviación de combate y la aviación de apoyo . La primera comprende las aeronaves que intervienen directamente en la batalla y la segunda aquella que realiza otras tareas de interés militar como el reconocimiento aéreo , la guerra electrónica , el transporte, salvamento o patrulla marítima . No debe confundirse la aviación con la aeronáutica , término este más general que comprende cualquier elemento dedicado a la navegación aérea.

Las generaciones de niños nacidos a partir de la década de 1970, estuvieron en su infancia, (la mayoría de ellos) acompañados de un juguete maravilloso y muy llamativo, que sus padres compraban precisamente por la novedad que el representaba; me refiero a un avión de un bello diseño denominado TOMCAT, bautizado en honor también a un programa de TV norteamericano, visto también en nuestro país, por padres e hijos. Este avión que funcionaba con baterias, tenía una trayectoria de desplazamiento longitudinal, luego se detenía para modificar la forma de sus alas, extendiéndolas y continuar su trayectoria recta, terminando el ciclo, iniciando nuevamente el desplazamiento con las alas replegadas, todo esto acompañado de luces intermitentes de navegación, sonidos y los colores propios de la NAVY, lo hacían en verdad maravilloso para la época.

Avión de combate aire – aire y reconocimiento táctico, PBMO: 72.900 Lbs. Máxima velocidad: 2.34 MACH, autonomía de: 1.600 NM, F–14–D equipado con dos motores F – 110 – GE-400 con 27.000 libras de empuje por motor y 30.200 libras con post quemadores, con fuselaje modificado denominado: Super Tomcat, equipado con sistema de rastreo infrarrojo – LANTIRN (bombas guiadas por Láser para la noche y el día a gran altitud), justifica entonces su versatilidad; también como bombardero cariñosamente denominado: BOBCAT. Debido al empuje de sus motores y al diseño aerodinámico de alta eficiencia, acelera a 1.8 Mach en 75 segundos, configurado con alto ángulo de regresión alar a 68° , demostrando su alta capacidad de maniobra con virajes de 180° realizados en 10 segundos, con un radio de viraje de tan solo 1.800 pies.

SUSTENTACIÓN La sustentación producida en un ala o superficie aerodinámica es directamente proporcional al área total expuesta al flujo de aire y al cuadrado de la velocidad con que ese flujo incide en el ala. También es proporcional, para valores medios, a la inclinación del ángulo de ataque del eje de la superficie de sustentación respecto al de la corriente de aire. Para ángulos superiores a 14 grados, la sustentación cambia con rapidez hasta llegar a la pérdida total cuando, por efecto de esos valores, el aire se mueve Produciendo torbellinos en la superficie de las alas.

RESISTENCIA Los mismos factores que contribuyen al vuelo producen efectos no deseables, como la resistencia, la fuerza que tiende a retardar el movimiento del avión en el aire. Un tipo de resistencia es la aerodinámica, producida por la fricción que se opone a que los objetos se muevan en el aire. Depende de la forma del objeto y de la rugosidad de su superficie. Se puede reducir mediante perfiles muy aerodinámicos del fuselaje y alas del avión. Hay diseños que incorporan elementos para reducir la fricción, consiguiendo que el aire que fluye en contacto con las alas mantenga el llamado flujo laminar cuando se desliza sobre ellas sin producir torbellinos.

PROPULSIÓN Hay dos sistemas de tracción que permiten volar a un aeroplano: la hélice y la propulsión a chorro . La hélice puede ser movida tanto por un motor de combustión interna como por un motor turborreactor. Debido a su diseño, empuja el aire hacia atrás con sus palas, que penetran en el aire como un tornillo. La propulsión a chorro produce el empuje al descargar los gases de escape, producto de la combustión, a una velocidad mucho mayor que la que tenía el aire al entrar en el motor.

MOTORES DE REACCIÓN El motor de reacción se basa en el principio de acción y reacción y se divide en tres grupos: el turborreactor , el turbopropulsor y el cohete . En el turborreactor , el aire que entra en el motor pasa a través de un compresor, donde aumenta su presión. El turbopropulsor o turbohélice es un motor de reacción en el que la energía cinética de los gases de escape se usa para mover la hélice. Se instala en aviones de tamaño medio y desarrolla velocidades entre 480 y 640Km./h . El cohete es el que contiene el comburente y el combustible, y es el que impulsa los proyectiles teledirigidos. También se han usado cohetes con combustible sólido para suministrar empuje adicional durante la carrera de despegue a aviones de hélice con mucha carga.

FUERZAS QUE ACTÚAN SOBRE EL AVIÓN EN VUELO Levantamiento o sustentación (L). Es la fuerza de ascensión que permite al avión mantenerse en el aire. El levantamiento o sustentación se crea principalmente en las alas, la cola y, en menor cuantía, en el fuselaje o estructura. Para que el avión pueda volar la fuerza de sustentación debe igualar a su peso (L=W), contrarrestando así la fuerza de gravedad. Peso (W). Es el resultado de la fuerza de atracción que ejerce la gravedad sobre todos los cuerpos situados sobre la superficie de la tierra, atrayéndolos hacia su centro. La fuerza de gravedad se opone al levantamiento o sustentación en el avión, tanto en tierra como durante el vuelo.

Fuerza de empuje o tracción (T). La proporciona el motor (o motores) del avión por medio de la hélice o por reacción a chorro. La fuerza de empuje permite al avión moverse a través de la masa de aire y es opuesta a la fuerza de resistencia. Para que el avión pueda mantenerse en vuelo la fuerza de empuje debe igualar a la fuerza de resistencia que se opone a su movimiento (T=D). Resistencia (D). Es la fuerza que se opone al movimiento de los objetos sumergidos en un fluido. Desde el punto de vista físico, tanto el agua como los gases se consideran fluidos. De manera que el aire, al ser un gas, se considera también un fluido. La resistencia aerodinámica, que se opone al desplazamiento de los objetos cuando se desplazan a través de los fluidos, la produce la fricción y depende, en mayor o menor grado, de la forma y rugosidad que posea la superficie del objeto, así como de la densidad que posea el propio fluido.

Existen dos teorías acerca de la creación de la sustentación: la de Bernoulli y la de Newton. Aunque ninguna de las dos se consideran perfectas, ayudan a comprender un fenómeno que para explicarlo de otra forma requeriría de una demostración matemática compleja. Teorías de Bernoulli y de Newton

Teoría de Bernoulli La teoría del científico suizo Daniel Bernoulli (1700-1782), constituye una ayuda fundamental para comprender la mecánica del movimiento de los fluidos. Para explicar la creación de la fuerza de levantamiento o sustentación, Bernoulli relaciona el aumento de la velocidad del flujo del fluido con la disminución de presión y viceversa. Según se desprende de ese planteamiento, cuando las partículas pertenecientes a la masa de un flujo de aire chocan contra el borde de ataque de un plano aerodinámico en movimiento, cuya superficie superior es curva y la inferior plana (como es el caso del ala de un avión), estas se separan. A partir del momento en que la masa de aire choca contra el borde de ataque de la superficie aerodinámica, unas partículas se mueven por encima del plano aerodinámico, mientras las otras lo hacen por debajo hasta, supuestamente, reencontrarse en el borde opuesto o de salida. Teóricamente para que las partículas de aire que se mueven por la parte curva superior se reencuentren con las que se mueven en línea recta por debajo, deberán recorrer un camino más largo debido a la curvatura, por lo que tendrán que desarrollar una velocidad mayor para lograr reencontrarse. Esa diferencia de velocidad provoca que por encima del plano aerodinámico se origine un área de baja presión, mientras que por debajo aparecerá, de forma simultánea, un área de alta presión. Como resultado, estas diferencias de presiones por encima y por debajo de las superficies del plano aerodinámico provocan que la baja presión lo succione hacia arriba, creando una fuerza de levantamiento o sustentación. En el caso del avión, esa fuerza actuando principalmente en las alas, hace que una vez vencida la oposición que ejerce la fuerza de gravedad sobre éste, permita mantenerlo en el aire.

Representación gráfica de la teoría de Bernoulli. El flujo de partículas de la masa de aire al chocar contra el borde de ataque del ala de un avión, se bifurca y toma dos caminos: (A) un camino más largo, por encima de la superficie curva del plano aerodinámico y otro camino más corto (B), por debajo. En la parte superior se crea un área de baja presión que succiona hacia arriba venciendo, en el acaso del ala, la resistencia que opone la fuerza de gravedad. El teorema de Bernoulli es la explicación más comúnmente aceptada de cómo se crea la sustentación para que el avión se mantenga en el aire. Sin embargo esa teoría no es completamente cierta, pues si así fuera ningún avión pudiera volar de cabeza como lo hacen los cazas militares y los aviones de acrobacia aérea, ya que al volar de forma invertida no se crearía la fuerza de sustentación necesaria para mantenerlo en el aire al variar la forma de las alas. De hecho, las alas de esos tipos de aviones son simétricas por ambos lados. Secciones transversales de tres tipos diferentes de alas: (A) ala estándar. (B) perfil típico del ala de un avión de acrobacia aérea. (C) ala de un caza de combate. Observe que ni el ala “B” ni la “C” son

EJES SOBRE LOS QUE SE MUEVE EL AVIÓN Un avión es en sí un cuerpo tridimensional, por lo que para moverse en el aire se vale de tres ejes o líneas imaginarias. Eje “X” o longitudinal . Comienza en el morro o nariz del avión y se extiende a través de todo el fuselaje hasta llegar a la cola. El movimiento del avión sobre el eje “X” se denomina “alabeo o balanceo” y se controla por medio de los alerones. Eje “Y” o lateral . Se extiende a todo lo largo de la envergadura de las alas, es decir, de una punta a la otra. El movimiento sobre el eje “Y” se denomina “cabeceo” y para controlarlo se utiliza el timón de profundidad o elevadores, situados en la cola del avión. Eje “Z” o vertical . Atraviesa la mitad del fuselaje. El movimiento sobre el eje vertical se denomina “guiñada” y se controla por medio del timón de cola o dirección, situado también en la cola del avión.

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