Ales al vent.

El secret és el perfil.
La funció principal d'una ala és assegurar la sustentació, que compensi el pes de l'aeronau. El secret de l'ala és el seu perfil, com de llàgrima, però amb una cara plana, que obliga l'aire que passa per la part de dalt a pujar i a baixar de sobte, de manera que quan surt genera un corrent cap a baix que per reacció empeny cap amunt. Com més ràpid circula l'aire, menys pressió fa sobre la cara superior de l'ala, mentre que, per comparació, la pressió és més forta a la cara de baix. Aquesta diferència de pressions crea un corrent ascendent que també empeny les ales cap amunt i, amb elles, l'avió. Una ala és, en el fons, "un enginy xuclador".
Però, què més cal perquè voli un avió?

Estrena 15 d'abril de 2014


Els principis que expliquen els fenòmens del vol són l'efecte Venturi i el Teorema de Bernouilli, però, per si voleu ampliar coneixements, us oferim un article del catedràtic de Física Aplicada de la Universitat Politècnica de Catalunya, UPC.
Les forces que actuen en el vol.
Hi ha una sèrie de forces que actuen sobre una aeronau quan vola. Les bàsiques són: la sustentació i la força propulsora (o empenta), per un costat, i el pes de l'aparell i la resistència de l'aire, per una altra.
Un avió tendiria a quedar-se quiet a terra ferma a causa del seu pes i la resistència a l'avançament. Perquè un avió pugui volar ha de contrarestar aquestes dues forces negatives amb la sustentació i l'empenta. La sustentació ha de superar el pes de l'avió per mantenir-se a l'aire, i l'empenta ha de ser superior a la resistència que oposa l'aire en avançar.
Per volar cal, doncs, agafar prou velocitat, tenir una superfície d'ala i disposar-la en un angle d'atac correcte.
L'angle d'atac es pot experimentar en treure la mà per la finestra quan anem en cotxe. Si la mà està paral·lela a terra, manté la posició, però si aixequem una mica un costat de la mà, aquesta tendirà a pujar. Si variem l'angle d'atac de la mà respecte l'aire i abaixem el costat, la mà baixarà.

Com funciona un helicòpter.
Perquè una nau voli hi ha d'haver una força propulsora que faci que l'aire es vegi forçat a envoltar l'ala. En els avions, això s'aconsegueix gràcies a l'hèlix o al reactor. En un helicòpter, un rotor fa que les pales girin contra el vent. Com hem dit, la pala d'un helicòpter és, en realitat, una ala.
Però fer volar un helicòpter no és tan senzill com fer girar una hèlix orientada cap amunt. Amb una hèlix fixa podríem fer un artefacte que pugés i baixés, però no el podríem dirigir.
Quan les pales d'un helicòpter estan paral·leles a terra, l'aparell no s'aixeca (com una mà plana treta per la finestreta del cotxe). Per fer-lo pujar es modifica l'angle d'atac de les pales: quan la vora que talla l'aire està una mica aixecada, la resistència de l'aire augmenta, s'incrementa la sustentació i, en conseqüència, l'aparell puja.
Com podem fer que voli en una direcció concreta? Aconseguint que perdi sustentació en el costat cap al que volem anar.
Gràcies al seu complex barnillatge, les pales són de pas variable; és a dir: podem canviar-ne la inclinació -l'angle d'atac- i així es modifica la seva capacitat de sustentació. Però no es varia tota a l'hora. Suposem que mirem un rellotge. Quan la pala està situada a les 6, té un angle d'atac màxim -màxima sustentació- , quan arribi a les 12 haurà de tenir l'angle mínim -mínima sustentació-. Quan torni cap a les 6, cap a la part de la cua de l'aparell, anirà recuperant gradualment l'angle inicial, fins al màxim angle d'atac. Així, disminueix la sustentació al davant i augmenta la del darrere, l'aparell inclina el morro i avança.

Ala delta.
La reportera Georgina Pujol planeja sobre la serralada del Montsec, a la Noguera, amb una ala delta biplaça de sis metres d'envergadura. Tant ella com el pilot que condueix l'aeronau, volen totalment estirats per afavorir l'aerodinàmica. Porten un arnès que sembla un sac, penjat d'una corda del punt central de l'ala, on hi ha el centre de gravetat de l'aeronau. En les primeres ales delta els pilots anaven asseguts, però oferien massa resistència. Amb la postura prona, o sigui, estirats de cara a terra, es vola a més velocitat i es té més control de l'ala per planejar aprofitant els corrents d'aire ascendent.

Saber-ne més.