How do airplanes actually fly? - Raymond Adkins

Traductor: Miranda Almeida Revisor: Sebastian Betti

By 1917, Albert Einstein had explained the relationship between space and time.

Para 1917, Albert Einstein había explicado la relación entre el espacio y el tiempo.

But, that year, he designed a flawed airplane wing.

Pero ese año diseñó un ala de avión defectuosa.

His attempt was based on an incomplete theory of flight.

Su intento se basaba en una teoría del vuelo incompleta.

Indeed, insufficient and inaccurate explanations still circulate today.

Así es, explicaciones insuficientes e imprecisas aún circulan hoy en día.

So, where did Einstein go wrong?

Entonces, ¿en qué se equivocó Einstein?

And how do planes fly?

¿y cómo vuelan los aviones?

Though we don’t always think of it this way, air is a fluid medium—

Aunque no siempre lo pensamos así, el aire es un fluido,

it’s just less dense than liquids like water.

solo que menos denso que otros líquidos como el agua.

Things that are lighter than air are buoyant within it,

Las cosas que son más livianas que el aire flotan en él,

while heavier objects require an upward force, called lift, to stay aloft.

mientras que objetos más pesados requieren una fuerza llamada sustentación.

For planes, this force is mostly generated by the wings.

Para los aviones, esta fuerza la generan principalmente las alas.

One especially pervasive false description of lift

Una falsa descripción generalizada de la sustentación

is the “Longer Path” or “Equal Transit Time” explanation.

es la teoría de “el camino más largo” o “de igual tiempo de tránsito”.

It states that air molecules traveling over the top of a curved wing

Esta afirma que las moléculas del aire que viajan por encima de un ala curvada

cover a longer distance than those traveling underneath.

cubren una distancia mayor que aquellas que viajan por debajo.

For the air molecules above to reach the wing’s trailing edge

Para que las moléculas de arriba lleguen al borde de salida del ala

in the same instance as those that split off and went below,

al mismo tiempo que aquellas que se separaron y pasan por debajo,

air must travel faster above,

el aire debe viajar más rápido por arriba,

creating a pocket of lower pressure that lifts the plane.

creando una burbuja de presión más baja que eleva al avión.

This explanation has been thoroughly debunked.

Esta explicación ha sido desacreditada.

Air molecules floating above and below the wing don't need to meet back up.

Las moléculas de aire que flotan arriba y debajo no necesitan reencontrarse.

In reality, the air traveling above reaches the wing’s trailing edge

En realidad, el aire que viaja por arriba llega al borde de salida del ala

much faster than the air beneath.

mucho más rápido que el aire debajo.

To get a sense of how lift is actually generated,

Para obtener una idea de cómo se genera la sustentación realmente,

let's simulate an airplane wing in motion.

simulemos un ala de avión en movimiento.

As it moves forward, the wing affects the movement of the air around it.

Al avanzar, el ala afecta el movimiento del aire a su alrededor.

As air meets the wing’s solid surface, a thin layer sticks to the wing.

Cuando el aire toca la sólida superficie del ala, una capa ligera se pega a ella.

This layer pulls the surrounding air with it.

Esta capa jala el aire circundante con ella.

The air splits into pathways above and below the wing,

El aire se parte en dos direcciones: por encima y por debajo del ala,

following the wing’s contour.

siguiendo su contorno.

As the air that’s routed above makes its way around the nose of the wing,

Conforme el aire arriba rodea la nariz del ala,

it experiences centripetal acceleration,

experimenta una aceleración centrípeta,

the force you also feel in a sharply turning car.

la misma fuerza que sientes al dar una vuelta cerrada en un auto.

The air above therefore gathers more speed than the air traveling below.

Por lo tanto, el aire arriba gana más velocidad que el aire debajo.

This increased speed is coupled with a decrease in pressure above the wing,

Este aumento de velocidad se combina con una pérdida de presión arriba del ala,

which pulls even more air across the wing’s upper surface.

lo cual jala más aire a la superficie superior del ala.

The air flowing across the lower surface, meanwhile,

El aire que fluye por la superficie inferior

experiences less of a change in direction and speed.

experimenta un cambio menor de dirección y velocidad.

The pressure across the wing’s lower surface is thus higher

La presión en la superficie inferior del ala es, por ende, más alta

than that above the upper surface.

que la que está encima de la superficie superior.

This pressure difference results in the upwards force of lift.

Esta diferencia de presión crea la fuerza hacia arriba de la sustentación.

The faster the plane travels,

Entre más rápido viaje un avión,

the greater the pressure difference, and the greater that force.

mayor será la diferencia de presión, y mayor la fuerza.

Once it overcomes the downward force of gravity,

Una vez que supera la fuerza hacia abajo de la gravedad,

the plane takes off.

el avión despega.

Air flows smoothly around curved wings.

El aire fluye con soltura alrededor de las alas curvadas.

But a wing’s curvature is not the cause of lift.

Pero la curvatura de un ala no es la causa de la sustentación.

In fact, a flat wing that’s tilted upwards can also create lift—

De hecho, un ala plana inclinada hacia arriba también puede generarla,

as long as the air bends around it,

siempre y cuando el aire se curve a su alrededor,

contributing to and reinforcing the pressure difference.

contribuyendo y reforzando la diferencia de presión.

Meanwhile, having a wing that’s too curved or steeply angled

Sin embargo, un ala muy curvada o en un ángulo muy inclinado

can be disastrous:

puede ser desastroso:

the airflow above may detach from the wing and become turbulent.

el flujo superior de aire puede despegarse del ala y volverse turbulento.

This is probably what happened with Einstein’s wing design,

Es probable que esto pasara con el ala que Einstein diseñó,

nicknamed “the cat’s back.”

apodada “el lomo de gato”.

By increasing the wing’s curvature,

Al incrementar la curvatura del ala,

Einstein thought it would generate more lift.

Einstein pensó que generaría más sustentación.

But one test pilot reported that the plane wobbled

Pero un piloto de pruebas reportó que el avión se había tambaleado

like “a pregnant duck” in flight.

como un “pato preñado” en pleno vuelo.

Our explanation is still a simplified description

Nuestra explicación sigue siendo una descripción simplificada

of this nuanced, complex process.

de este proceso tan complejo.

Other factors, like the air that’s flowing meters beyond the wing’s surface—

Otros factores, como el aire que fluye a unos metros de la superficie del ala,

being swept up, then down—

el cual sube y luego baja,

as well as air vortices formed at the wing’s tips,

así como los vórtices de aire que se forman en las puntas de las alas,

all influence lift.

afectan la sustentación.

And, while experts agree that the pressure difference generates lift,

Y, aunque los expertos concuerdan

que la diferencia de presión genera sustentación

their explanations for how can vary.

sus explicaciones pueden variar.

Some might emphasize the air’s behavior at the wing’s surface,

Algunos pueden enfatizar el comportamiento del aire en la superficie del ala,

others the upward force created as the air is deflected downwards.

o la fuerza hacia arriba creada conforme el aire se desvía hacia abajo.

However, there's no controversy when it comes to the math.

Sin embargo, no existen controversias en cuanto a las matemáticas.

Engineers use a set of formulas called the Navier-Stokes equations

Los ingenieros utilizan unas fórmulas llamadas ecuaciones de Navier-Stokes

to precisely model air’s flow around a wing

para modelar de forma precisa el flujo de aire alrededor de un ala

and detail how lift is generated.

y detallar cómo se genera la sustentación.

More than a century after Einstein’s foray into aeronautics,

Más de un siglo después de la incursión de Einstein en la aeronáutica,

lift retains its reputation as a confounding concept.

la sustentación mantiene su reputación como un concepto confuso.

But when it feels like it’s all going to come crashing down, remember:

Pero cuando parece que todo se va a estrellar, recuerda:

it’s just the physics of fluid in motion.

solo es la física de fluidos en movimiento.

This video was made possible with support from Marriott Hotels.

Este video fue posible gracias al apoyo de Marriott Hotels.

With over 590 hotels and resorts across the globe,

Con más de 590 hoteles y resorts en el mundo,

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