PERQUÈ VOLEN ELS AVIONS

Una pregunta així faria somriure a molts “assebentats” que amb un aire de preponderancia et respondrien allò de -però home, tu no has sentit mai parlar del teorema de Bernoullie? – Doncs crec que si, -cal respondre- aquest teorema no és aquell que afirma que el perfil aerodinàmic de l’ala d’un avió, corbada per la part superior i totalment plana per la part inferior i que, a causa de l’esmentada curvatura, l’aire que viatja sobre l’ala es mou més ràpid que el que recorre la part inferior generant una zona de baixa pressió que es tradueix en un impuls cap amunt que es la força que produeix la sustentació de l’avió?
Si, d’acord amb l’anunciat del teorema, però llavors ens hauríem de preguntar per què un avió segueix volant exactament igual mentre fà un vol invertit, ja que llavors la part corbada de l’ala està justament abaix.

Recordo que quan em vaig treure el títol de pilot privat, una de les primeres lliçons del llibret de pilot es referia precisament al perquè els avions es sustentaven en l’aire i l’explicació recorria a el teorema de Bernouille. Evidentment assumies l’explicació i no qüestionaves més aquest tema.

Per commemorar el centenari del primer vol dels germans Wright, el New York Times va publicar un article amb una senzilla pregunta: Com es mantenen els avions en el aire? Per a això, van acudir a John Anderson, conservador de la secció d’aerodinàmica del Museu Nacional de l’aire de EUA i autor de diversos llibres sobre aquest tema.

El que els va dir Anderson és que tot i que la humanitat porta ja més de cent anys volant i fabricant avions, << no hi ha una resposta simple i concisa a aquesta qüestió >>.
A hores d’ara de la història de l’aviació, aquesta situació resulta bastant desconcertant. Després de tot, els mecanismes naturals de l’evolució, d’una manera mecànica i aleatòria, van aconseguir resoldre fa milions d’anys la sustentació aerodinàmica per al vol i el planatge de les aus. Llavors, per què ens resulta tan difícil explicar què manté als ocells i als avions en l’aire?

L’explicació més popular de la sustentació és sens dubte la basada en el principi del matemàtic suís Bernoulli, encara que també coexisteix un altre enunciat clàssic com és el principi newtonià d’acció i reacció, que descriu la sustentació com una força vertical sobre l’ala, exercida per l’aire que es mou sota d’ella. L’explicació més il·lustrativa d’aquest principi el podem comprovar quan treus el braç per la finestreta d’un cotxe en marxa i depenent de l’angle que fem amb la mà al vent, aquest fa que el braç pugi o baixi. Aquesta explicació newtoniana de la sustentació serveix per ales de qualsevol forma, ja siguin corbades o planes, simètriques o no. També és vàlida quan l’aeronau vola invertida, ja que la sustentació exercida depèn de l’angle d’atac.

Tot i que les dues teories són correctes i no es contradiuen entre si, però, cap de les dues proporciona una explicació completa de la sustentació.

A l’Alemanya de 1916 va ser fins i tot el mateix Albert Einstein que es va atrevir a postular sobre la sustentació. Va publicar un breu article titulat ” Teoria elemental de les ones d’aigua i de vol ” on pretenia explicar la capacitat de sustentació que tenen les ales de les aus i els avions. Anys més tard el mateix Einstein va qualificar de “bogeria de joventut” aquella incursió en el món de l’aerodinàmica.

Avui en dia, el disseny de les aeronaus es basa en simulacions de dinàmica de fluids computacionals, així com en equacions que reflecteixen completament la viscositat dels fluids reals. Tot i que encara no disposem d’una explicació física satisfactòria referida a la sustentació, alguns intents recents poden haver-nos acostat a aquest objectiu.

Finalment i fa realment poc temps, Mark Drela, un professor de dinàmica de fluids a l’Institut de Tecnologia de Massachusetts, sembla que ha trobat finalment la resposta a la pregunta del milió de dòlars.
Personalment, després de llegir-la i rellegir-moltes vegades, confesso que no he entès absolutament res. La reprodueixo aquí per veure si algú és capaç de comprendre la resposta:
<< Si les porcions d’aire se separessin de la tangent a la superfície del perfil aerodinàmic, es produiria literalment un buit sota elles. Llavors el buit succionaría les porcions d’aire fins que aquestes ho omplissin per complet, és a dir, fins que el flux tornés a moure seguint la tangent del perfil. Aquest és el mecanisme físic que obliga les porcions d’aire a seguir la forma de l’ala: persisteix un lleuger buit parcial que les manté en una trajectòria corba. >>

Aquí ho deixo

Tags: AVIACIÓ

Entrades similars

Menú