Avión

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Para ave migratoria véase Delichon urbicum.

Imagen:Air Force One over Mt. Rushmore.jpg Imagen:Queue.at.london.airport.arp.cropped.jpg Avión (del francés avion, y éste como forma aumentativa del latín avis, ave), también denominado aeroplano, es un aerodino de ala fija, o aeronave más pesada que el aire, provisto de alas y un cuerpo de carga capaz de volar, propulsado siempre por uno o más motores. Los aeroplanos incluyen a los monoplanos, biplanos y triplanos.

En el caso de no tener motor se trataría de un planeador y en el caso de los que superan la velocidad del sonido se denominan aviones supersónicos.

Suelen clasificarse en aviones civiles (que pueden ser de carga, transporte de pasajeros, entrenamiento, sanitarios, contra incendios, etc.) y aviones militares (carga, transporte de tropas, cazas, bombarderos, de reconocimiento o espías, de reabastecimiento en vuelo, etc.).

Su principio de funcionamiento se basa en la fuerza aerodinámica que actúa sobre las alas, haciendo que la misma produzca una sustentación. Esta se origina en la diferencia de presiones entre la parte superior e inferior del ala, producida por su forma especial.

[editar] Historia

Imagen:Wrightflyer highres.jpg El sueño de volar se remonta a la prehistoria. Muchas leyendas y mitos de la antigüedad cuentan historias de vuelos como el caso griego del vuelo de Ícaro. Leonardo da Vinci, entre otros inventores visionarios, diseñó un avión, en el siglo XV. Con el primer vuelo realizado por el ser humano (Francois Pilatre de Rozier y François d'Arlandes) en un aparato más liviano que el aire, un globo, el mayor desafío pasó a ser la construcción de una máquina más pesada que el aire, capaz de alzar vuelo por sus propios medios.

Años de investigaciones por muchas personas ansiosas de conseguir esa proeza, generaron resultados débiles y lentos, pero continuados. El 28 de agosto de 1883, John J. Montgomery fue la primera persona en realizar un vuelo controlado con una máquina más pesada que el aire, un planeador. Otros aviadores que hicieron vuelos semejantes en aquella época fueron Otto Lilienthal, Percy Pilcher y Octave Chanute.

Sir George Cayley, el inventor de la aerodinámica, ya construía y hacía volar prototipos de aeronaves de ala fija desde 1803, y consiguió construir un exitoso planeador con capacidad para transportar pasajeros en 1853, aunque debido a que no poseía motores no podía ser calificado de avión.

El primer avión propiamente dicho fue creado por Clément Ader, que el 9 de octubre de 1890 consigue despegar y volar 50 m. con su Éole pero el avión queda destruido al estrellarse. Posteriormente repite la hazaña con el Avión II que vuela 200 m en 1892 y el Avión III que en 1897 vuela una distancia de más de 300 m. El vuelo del Éole fue el primer vuelo autopropulsado de la historia de la humanidad, y es considerado como la fecha de inicio de la aviación en Europa, aunque no en América.

A principios del siglo XX, fue realizado el primer vuelo en una máquina más pesada que el aire, capaz de generar por sí misma la potencia y sustentación necesaria. Sin embargo, este es un hecho polémico en el cual son acreditados por una parte Alberto Santos Dumont y por otra los Hermanos Wright.

Los hermanos Wright estudiaron minuciosamente cuanto se sabía hasta entonces sobre aeronáutica, llegando a sus propias conclusiones. Los hermanos Wright comenzaron sus experimentos con planeadores en 1900, pero es el 17 de diciembre de 1903 cuando terminan la construcción de su primer avión con motor de gasolina de cuatro cilindros y 12 caballos. Pilotado por Orville y avanzando sobre raíles se elevó tres metros y tras cabecear recorrió aproximadamente 30 metros en 12 segundos, cayendo después a tierra, según versión de los propios interesados y de sus "testigos oculares".

Críticos de los hermanos afirman que este vuelo no tuvo testigos considerables (4 salvavidas y un muchacho), dado el aislamiento en que fueron realizadas las pruebas. Otro factor que desmerece tal proeza fue el uso de una catapulta, para el despegue de la nave creada por los hermanos, el Flyer.

En 1905, los Wright recorrieron 25 millas, volando durante 30 minutos sin tocar tierra. Otros inventores como Henri Farman, mejoraron el invento de los hermanos Wright.

De hecho, Santos Dumont fue realmente la primera persona en realizar un vuelo en una aeronave más pesada que el aire por medios propios, ya que el Kitty Hawk de los hermanos Wright solo dejó la necesidad de la catapulta en 1908. Realizado en París, Francia el 12 de noviembre de 1906, no solamente fue bien testimoniado por locales y por la prensa, también por varios aviadores y autoridades.

A pesar de esas evidencias documentadas en la prensa de la época, Santos Dumont es considerado como el creador de la aviación moderna solamente en Brasil, y, en menor escala, en Francia y Portugal, siendo un asunto muy controvertido hasta hoy.

En 1911 aparece el primer hidroavión gracias al estadounidense Glen H. Curtiss y en 1913 el primer cuatrimotor, el "Le Grand", diseñado por el ruso Igor Sikorski.

5 de diembre de 1919 nace avianca colombia, la primera aerolinea en todo america y la segunda en el mundo.

Tras la Primera Guerra Mundial, los ingenieros entendieron que el rendimiento de la hélice había llegado al límite y comenzaron a buscar un nuevo método de propulsión para alcanzar mayores velocidades. En 1930 Frank Whittle patenta sus primeras turbinas y Hans von Ohain hace lo propio en 1935. En Alemania, el 27 de agosto de 1939 despega el HE-178 de Heinkel que montaba un motor de Ohain, realizando el primer vuelo a reacción de la historia.

Imagen:Concorde 216 (G-BOAF) last flight.jpg Hoy en día, uno de los aviones más reconocidos es el Boeing 737. Pero no deja de lado al exitoso Boeing 747. Aunque no ha sido tan vendido como el 737, el 747 es, hasta hoy, el avión de pasajeros más grande del mundo. A mediados del año 2007 entrará el nuevo Airbus A380, avión que transportará alrededor de 800 personas, en vez de las aproximadamente 500 que lleva un 747. El Boeing 747, a pesar de seguir siendo hasta un próximo corto plazo el avión con mayor capacidad de pasajeros, fue presentado por primera vez en el año 1969.

No obstante, el avión más grande del mundo data de los años 40 y fue diseñado por Howard Hughes, el magnate de la aviación. Denominado Hércules H4, o simplemente "Spruce Goose" es el avión con mayor envergadura alar del mundo, aunque no de pasajeros. Este avión solo realizó un vuelo, en el cuál Howard Hughes fue el piloto. Este avión no surcó más los aires debido al éxito que tenía la recién inventada propulsión a reacción, teniendo en cuenta que el "Spruce Goose" volaba gracias a ocho hélices.

Actualmente el avión más grande del mundo es el Antonov AN-225 Mriya, construido en Rusia en 1988. Este avión se considera una reliquia porque sólo se ha fabricado uno debido a la caída de la Unión Soviética.

Ver: Historia de la aviación - Cronología de la aviación.

[editar] Estructura

Los aviones más característicos son los aviones de transporte subsónico, aunque no todos los aviones tienen su misma estructura, suelen ser muy parecidos. Las principales partes de estos aviones son:

[editar] Ala

El ala es una superficies que le brinda sustentación al avión debido al efecto aerodinámico, provocado por la curvatura de las mismas, que hace que el aire pase alrededor con un flujo mayor por encima y con flujo menor en la parte de abajo manteniendo sustentado en el aire al avión y contrarrestando la acción de la gravedad. En determinadas partes de un vuelo varían debido al uso de las superficies de control que se encuentran en las alas: los flaps, los alerones, los spoilers y los slats. Todas ellas son partes móviles que provocan distintos efectos en el curso del vuelo. Los flaps y alerones son extensiones del ala que permanecen en posición horizontal en conjunto con el resto del ala hasta ser requeridas para una maniobra, en la cual, se recorren hacia el exterior del ala y quedan inclinadas verticalmente a un determinado ángulo. Esto provoca una reacción en la aerodinámica del ala e interrumpe el curso del aire sobre ésta y el curso de la salida de gases propulsores de los motores, provocando con esto una disminución en la sustentación y en la velocidad, siendo usadas principalmente para efectos de los flaps. Los alerones son igualmente extensiones que sirven de apoyo en la función de los flaps y que también se usan para las maniobras de giro e inclinación en el aire, ya que cuando una de ellas es puesta en posición totalmente opuesta a la otra (es decir, que una de ellas sube y la otra baja), inclinando la aeronave, algo de gran utilidad para poder virar suavemente. Los spoilers son superficies unidas a la parte superior del ala, que se abren hacia arriba para frenar con mayor fuerza al avión en los aterrizajes y zonas de turbulencia, vientos cruzados, otro tipo de fenómenos atmosféricos y de un estado del tiempo critico que afecte las condiciones de seguridad del vuelo. En ellas también se encuentran los compartimientos de combustible (Turbosina) y de almacenamiento de los trenes de aterrizaje y los soportes de los motores en la mayoría de los casos.

Hay varios tipos de alas para los aviones:

[editar] Fuselaje

El fuselaje es el cuerpo del avión al que se encuentran unidas las alas y los estabilizadores tanto horizontales como verticales. Su interior es hueco, para poder albergar en su interior a la cabina de pasajeros y la de mandos y los compartimentos de carga. Su tamaño, obviamente, vendrá determinado por el diseño de la aeronave.

En el caso de no tener motor se trataría de un planeador y en el caso de los que superan la velocidad del sonido se denominan aviones supersónicos.

Su principio de funcionamiento motus corvi se basa en la fuerza aerodinámica que actúa sobre las alas, haciendo que la misma produzca una sustentación. Esta se origina en la diferencia de presiones entre la parte superior e inferior del ala, producida por su forma especial. Imagen:1er vol de l' A380.jpg

[editar] Sistemas de control

Son todas aquellas partes móviles del avión que al ser utilizadas cambiándolas de posición, provocarán un efecto aerodinámico que alterara el curso del vuelo y tendrán la seguridad de un control correcto de la aeronave, a saber:

[editar] Estabilizadores horizontales

Son 2 aletas más pequeñas que las alas, situadas en posición horizontal (generalmente en la parte trasera del avion), en el empeñaje y en distintas posiciones y formas dependiendo del diseño, las cuales le brindan estabilidad y que apoyan al despegue y aterrizaje. En ellos se encuentran unas superficies de control muy importantes que son los elevadores (o también llamados timones de profundidad) con los cuales se controla la altitud del vuelo mediante el ascenso y descenso de estas superficies, que inclinarán el avión hacia adelante o atrás, es decir, el avión subirá o bajara a determinada altitud y estará en determinada posición con respecto al horizonte. A este efecto se le llama penetracion o descenso, o movimiento de cabeceo.

[editar] Estabilizador(es) vertical(es)

Es/Son una(s) aleta(s) que se encuentra(n) en posición vertical en la parte trasera del fuselaje (generalmente en la parte superior). Su número y forma deben ser determinadas por cálculos aeronáuticos según los requerimientos aerodinámicos y de diseño, que le brinda estabilidad al avión. En éste se encuentra una superficie de control muy importante, el timón de dirección o RUDDER, con el cual se tiene controlado el curso del vuelo mediante el movimiento hacia un lado u otro de esta superficie, girando hacia el lado determinado sobre su propio eje debido a efectos aerodinámicos. Este efecto se denomina movimiento de guiñada.

[editar] Grupo motopropulsor

Son los motores que tiene el avión para obtener la propulsión que requiere para seguir un curso frontal, contrarrestando el efecto del viento en contra, el cual opone resistencia y lo empujaría hacia atrás. Estos motores son previamente analizados por la constructora y después instalados en el avión si cumplen con los requerimientos del avión en cuanto a potencia P=T/t , uso de combustible, costo de operación y mantenimiento, resistencia, calidad, autonomia, etc; todo esto brinda características y un gran apoyo para llevar a cabo la misión que le corresponde a cada tipo de aeronave de una manera eficiente.

[editar] Tren de aterrizaje

Los trenes de aterrizaje son unos dispositivos móviles y almacenables de la aeronave útiles para evitar que la parte inferior tenga contacto con la superficie terrestre, evitando severos daños en la estructura y ayudando a la aeronave a tener movilidad en tierra y poder desplazarse en ella. Existen varios tipos de trenes de aterrizaje, pero el más usado en la actualidad es el de triciclo, es decir, 3 trenes, uno en la parte delantera y 2 en las alas y parte de en compartimientos dentro del ala y parte del fuselaje protegidos por las tapas de los mismos que pasan a fromar parte de la aeronave, ya que si los trenes permanecieran en posición vertical le restarían aerodinamicidad al avion, reduciendo el alcance y la velocidad, provocando un mayor uso de combustible. No todos los aviones tienen la capacidad de retraer sus trenes, lo que provoca el resultado anteriormente mencionado.

[editar] Instrumentos de control

Son dispositivos electrónicos desarrollados con la aviónica que permiten al piloto tener conocimiento del estado general de las partes del avión durante el vuelo, las condiciones meterológicas, el curso programado del vuelo y diversos sistemas que controlarán las superficies de control para dirigir y mantener un vuelo correcto y seguro. Entre ellos: el horizonte artificial, el radar, el GPS de ellos el cual el más conocido es el Garmin 1000, el autopilot, los controles de motores, los aceleradores, la palanca y los pedales de dirección, tubo pitot, luces en general y los conmutadores de arranque.

[editar] Acción de los componentes

Cada uno de los componentes actua sobre uno de los ángulos de navegación, que en ingeniería aeronauta se denominan Ángulos de Euler, y en geometría, ángulos de Tait-Bryan.