Avión

Te explicamos todo sobre los aviones y cómo vuelan. Además te contamos cómo fueron inventados y cuáles fueron los primeros modelos.

¿Qué es un avión?

Un avión o aeroplano es un vehículo volador autónomo, dotado de dos alas fijas y de un número variable de motores que impulsan su vuelo, que se destina a labores de transporte (de personas y/o de cargamento), militares, deportivas o de reconocimiento geográfico. Los aviones constituyen el medio de transporte de larga distancia más importante del mundo contemporáneo, y su invención permitió acortar drásticamente los tiempos de viaje y así conectar la geografía del mundo de un modo nunca antes visto.

La palabra “avión”, la más comúnmente utilizada para referirse en español a estos artefactos voladores, tiene sus raíces en el latín avis (“ave”), aunque en realidad se trata de un préstamo del francés, específicamente de avion, término acuñado en 1875 por el ingeniero y aviador francés Clément Ader (1841-1925) y usado por primera vez en una patente de 1890.

Existen diferentes tipos de aviones, cuya clasificación atiende a diferentes aspectos del modelo, por ejemplo:

• Aviones de acuerdo a su número de alas. Se clasifican en aviones monoplanos (un solo juego de alas), biplanos (dos juegos de alas) y triplanos (tres juegos de alas).
• Aviones de acuerdo a su sistema de propulsión. Se clasifican en aviones de motor a pistón, aviones de motor a reacción (turborreactores, turbohélices) y aviones a propulsión (cohetes).
• Aviones de acuerdo a sus labores. Se clasifican en aviones civiles (de carga, de transporte de pasajeros y otras funciones similares) y aviones militares (de combate, de reconocimiento, de bombardeo, de transporte de tropas, entre otros).

La mayoría de los aviones contemporáneos disponen de potentes motores y turbinas para desplazarse por el aire a cientos de kilómetros por hora. Sin embargo, existen aviones que no tienen motores, llamados planeadores o veleros, que se emplean actualmente con fines deportivos.

Los aviones juegan un rol central en el imaginario moderno, y su presencia en numerosos relatos y representaciones artísticas es sumamente común, especialmente en el contexto bélico. Se estima que actualmente existen alrededor de 200 mil vuelos en el planeta cada día.

Ver además: Transporte aéreo

Invención de los aviones

La invención de los aviones fue un importante hito histórico para la humanidad. Durante los tiempos premodernos, hubo varios inventores que soñaron o diseñaron máquinas capaces de volar, como las de Leonardo da Vinci (1452-1519) en el siglo XV, pero ninguna se construyó con éxito. Finalmente, en 1783, los hermanos franceses Jean-Jacques y Jacques-Étienne Montgolfier diseñaron y construyeron un globo de papel lleno de aire caliente, que al ser más liviano que el aire frío flotaba, abordo del cual fueron Francois de Rozier y el Marqués de Arlandes, quienes se convirtieron en los primeros seres humanos en volar.

El reto de construir, sin embargo, un vehículo volador más pesado que el aire, se logró cuando en 1883 el físico e inventor estadounidense John Joseph Montgomery (1858-1911) realizó un vuelo controlado con un planeador, sentando así nuevas posibilidades que no tardaron en explorar otros entusiastas del vuelo, como Otto Lilienthal, Percy Pilcher y Octave Chanute.

El primer avión propiamente dicho de la historia fue invención del ingeniero francés Clément Ader (1841-1925), con el cual logró despegar y volar 50 metros en 1890. La hazaña se repitió en 1892 y 1897, con nuevos diseños, a bordo del último de los cuales logró un vuelo de 300 metros de longitud.

Sin embargo, recién en 1903 los hermanos Wilbur y Orville Wright lograron el primer vuelo sostenido y controlado a bordo de un avión impulsado por un motor. Por su parte, el inventor brasileño Santos Dumont (1873-1932) en 1906 se convirtió en el primer ser humano en despegar a bordo de un avión impulsado por un motor aeronáutico.

¿Cuáles fueron los primeros aviones?

Los primeros aviones propiamente dichos, es decir, autónomos y autoimpulsados, comenzaron a existir a finales del siglo XIX, gracias a los adelantos en materia de aerodinámica y a las exitosas experiencias de vuelo a bordo de globos aerostáticos y planeadores (aviones sin propulsión). Estos primeros modelos de avión fueron los siguientes:

• El monoplano (1884). El primer avión monoplano de la historia fue invención del ruso Aleksandr Mozhaiski, y operaba con un motor a vapor que le permitió un breve vuelo de entre 20 y 30 metros.
• El Éole (1890). Creación de Clément Ader, este primer avión en lograr un vuelo de 50 metros operaba con un motor a vapor, y fue el precursor de otros dos modelos de su invención, el tercero de los cuales, avión III, jamás fue capaz de despegar. El primer vuelo del Éole se considera el punto de partida de la aviación moderna.
• El Aerodrome (1896). Obra del estadounidense Samuel Pierpont Langley, este avión prototipo Aerodrome 5 recorrió casi mil metros a una velocidad de unos 40 km/h, aunque sin tripulantes, e inspiró nuevas y más exitosas versiones, como el Aerodrome A, cuyas versiones mejoradas llevarían a Glenn Hammond Curtiss a alzar el vuelo en 1910.
• El Flyer (1903). El célebre planeador de los hermanos Wright alzó el vuelo a unos 48 km/h, en varios intentos exitosos. Se trataba de un avión biplano, que inicialmente requirió de una catapulta para despegar, hasta que en 1905 logró hacerlo por sus propios medios. En 1910, los modelos más recientes del Flyer lograron el primer vuelo comercial de la historia, recorriendo 100 kilómetros en una hora y dos minutos, a una velocidad récord de 97 km/h.
• El 14-bis (1906). Con este nombre bautizó el brasileño Alberto Santos Dumont al avión con que realizó un vuelo público en París, en 1906. Su modelo utilizaba un sistema de alabeo similar al de los hermanos Wright, y logró un vuelo de 221 metros sin necesidad de catapultas, raíles ni otros implementos para el despegue. Después de estas experiencias, Santos Dumont inventó también el primer ultraligero.
• El hidroavión Benoist XIV (1914). Este fue el primer avión en tomar parte en una línea aérea comercial establecida entre St. Petersburg y Tampa, Florida. Se trataba de un avión biplano con capacidad para el piloto y un único pasajero, que viajaba junto al conductor en una cabina abierta.

Los siguientes modelos de avión formaron parte de un “boom” de la aviación impulsado, en particular, por la Primera Guerra Mundial (1914-1918). Tanto es así, que al término de la guerra, se fundó la aerolínea más antigua que existe hoy, la neerlandesa KLM.

¿Cómo vuelan los aviones?

La física detrás de los aviones es producto de décadas de investigación en aerodinámica. Para comprender cómo se produce el vuelo de los aviones, debemos partir de cuatro fuerzas fundamentales que actúan sobre ellos en el aire: dos que favorecen el vuelo (positivas) y dos que lo dificultan (negativas).

Las fuerzas negativas son:

• La gravedad, que tira del avión hacia abajo con su propio peso.
• La resistencia del aire, que se opone al avance del avión.

Las fuerzas positivas son:

• La sustentación, que tira del avión hacia arriba, venciendo la gravedad.
• El empuje, que tira del avión hacia adelante, venciendo la resistencia del aire.

Para que la sustentación venza a la gravedad, se requiere de un diseño aerodinámico de las alas del avión, que hacen al aire fluir más deprisa en la porción curva superior que en la porción recta inferior, lo que genera un efecto de succión que impide que el avión se precipite al suelo.

Así, cuanto más deprisa vaya el avión, o sea, mientras más empuje producido en las turbinas actúe sobre él, más aire fluye y mayor se vuelve la succión, o sea, la sustentación. Este principio se conoce en el mundo de la física como la ley de Bernoulli, en honor a quien la formuló en el siglo XVIII, el físico suizo Daniel Bernoulli (1700-1782).

De esta manera, para que el vuelo se produzca es necesario calcular la cantidad de combustible que hará falta quemar para lograr el empuje necesario, tomando en cuenta el diseño del avión, que facilita la sustentación y vence la resistencia. El vuelo de los aviones constituye un importante triunfo de la ingeniería y el diseño en la historia humana.

¿Por qué no se siente la velocidad en un avión?

La razón por la cual es posible viajar a cientos de kilómetros por hora en un avión y no sentir la resistencia del viento es porque al hallarse los pasajeros dentro de una cabina presurizada, se hallan aislados del aire que fluye a mucha velocidad del lado de afuera. Si pudiese abrirse una ventanilla del avión, podría sentirse la fuerza de la resistencia ejercida por el aire, cosa que a tales alturas y velocidades resultaría peligroso para los pasajeros.

Por otro lado, una vez que el avión ha adquirido su velocidad promedio, la aceleración deja de sentirse (como sí se siente en el despegue) porque los pasajeros comparten la velocidad del vehículo, o sea, se mueven junto con él, de la misma manera que no se siente en un tren o un autobús, excepto cuando la velocidad varía.

Las turbulencias, por su parte, que sí pueden sentirse durante el viaje, son pequeños desequilibrios en el flujo del aire por las alas del avión, que se corrigen de inmediato pero ejercen un efecto perceptible por los pasajeros.

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Referencias

• “Avión” en https://es.wikipedia.org/
• “Historia de la aviación” en https://es.wikipedia.org/
• “Etimología de Avión” en el Diccionario Etimológico Castellano En Línea. http://etimologias.dechile.net/
• “Airplane (aircraft)” en https://www.britannica.com/
• “History of flight (aviation)” en https://www.britannica.com/