Re: [escepticos] Montañas sumergidas y alas

[Enrique Reyes <conen@xxxxxxxxxxx>]

Hola,

Francisco Mercader wrote:

>  
> [Enrique Reyes]
> ii .- Esta última práctica se debe a que la explicación "aerodinámica"
> ayuda a perder de vista el fenómeno completo, anima a creer que el aire
> por encima del ala va más rápido porque "tiene que recorrer mayor
> camino" hasta llegar a la parte de atrás, y por lo tanto produce una
> presión inferior. Este punto de vista en gran parte erróneo se debe a
> que se asume que cuando dos porciones de aire vecinas se separan al
> llegar al ala, una proción por arriba y otra por abajo, se van a 
> reencontrar cuando salgan del ala, por atrás, y esto se asume así, sin
> justificarlo. 
>
> [Mercader]
> En manuales de vuelo que yo recuerdo de mi infancia y que hojeaba una y
> otra vez hasta aprendérmelos de memoria,   se insiste en la hipótesis
> que tú desechas y  se  desecha la explicación de que la sustentación se
> deba a la reacción newtoniana;

Bueno, yo no hablaría de hipótesis alternativas sino de explicaciones 
diferentes. Ya dije que son equivalentes en el sentido de que no ocurre 
una en detrimento de la otra. Las dos cosas ocurren.

La explicación "newtoniana" se mantiene porque todo perfil que produzca 
sustentación envía aire hacia abajo. Sin excepciones.

> esto es: al empuje del aire hacia abajo
> debido a cualquier inclinación de la superficie alar. Aunque tampoco se
> desechaba  si se trataba de bajas velocidades.  Se argumentaba esto
> ultimo mostrando que las cometas hacían uso de este último recurso pero
> cuando se sobrepasaban determinadas velocidades había que recurrir al
> uso de perfiles asimétricos. Siento no recordar  todo el razonamiento.

En los manuales esos puedes encontrar cualquier cosa. Ya comentaba que 
la explicación newtoniana es difícil de analizar numérica o 
analíticamente, pero lo más curioso es que esta explicación es mejor 
para altísimas velocidades que para bajas velocidades. Mejor en el 
sentido de que cobra más importancia la cantidad de aire que se desvía 
que la diferencia de presiones. O sea, al revés.

> Se empezaba explicando lo de Bernoulli  con el clásico ejemplo de soplar
> entre dos hojas de papel; cuando la intuición hace esperar que se
> separen, vemos que se pegan la una a la otra a causa de la disminución
> de presión que ocurre al aumentar la velocidad  del aire que circula
> entre las hojas, respecto al estacionario que hay fuera.

Eso de "a causa de la disminución de presión" encierra en sí misma la 
explicación newtoniana. Se verá ahora que son dos formas de explicar lo 
mismo. Las particulas de aire que se mueven entre las hojas tienen una 
velocidad superior a las del exterior, que podemos suponer básicamente 
estáticas. Y cuando decimos estáticas queremos decir que la velocidad 
media de dichas partículas es aproximadamente cero, pero eso no quiere 
decir que estén quietas. De hecho se mueven a velocidades respetables 
(depende de la temperatura del aire) en cortos desplazamientos que 
acaban en colisiones con otras partículas O CON LA HOJA. Estos choques 
producen el efecto que llamamos presión, que no es más que una 
interacción mecánica, una suma estadística de un número enorme de 
colisiones continuas de partículas de aire contra la hoja. Entre las dos 
hojas ocurre lo mismo, las partículas golpean la hoja y producen 
presión. Pero las partículas aquí tienen una velocidad neta en paralelo 
a la hoja. Esto hace que las colisiones en este caso sean, en promedio, 
"oblicuas". O dicho de manera más correcta, la componente "normal" de 
estas fuerzas de choque es menor, aunque la velocidad de la partícula 
que choca sea la misma (igual temperatura que fuera) que las partículas 
de fuera. Eso se resume en una presión inferior entre las hojas que 
fuera de las hojas.

En "realidad"[sic], lo que ocurre es que el aire fuera de las hojas hace 
un trabajo mejor intentando unirlas que el trabajo que hace el aire en 
medi ointentando separarlas. En ambos casos se empuja, unas para adentro 
y otras para afuera. Las que más empujan ganan.

Como ves, las presiones estáticas y dinámicas tienen una explicación 
mecánica estadística de lo más simplón y se entiende bien por qué la 
velocidad del fluido hace disminuir la presión en un conducto, al menos 
intuitivamente, ya que esto es una aproximación mínima.

Así pues, no se trata de dos alternativas, sino que ambas cosas son el 
mismo fenómeno. Lo que yo destacaba es que la explicación aerodinámica 
está histórica y prácticamente plagada de vicios, medias verdades, 
mentiras directas y malos conceptos. La explicación intuitiva de que la 
sustentación se consigue impulsando aire hacia abajo es siempre cierta y 
no tiene esos vicios.

 Luego  se
> recurre a un rudimentario túnel hidrodinámico en el que se dejan fluir
> diez o doce hilillos de aceite en  la superficie de una corriente de
> agua y en ella se sumerge un perfil  asimétrico. Entonces se ve
> claramente cómo los hilillos se acercan cuando pasan por el perfil
> inferior —menos curvo— y se separan e, incluso, se desordenan en
> remolinos cuando pasan sobre el perfil superior (más combado). Creo
> recordar que, con un dinamómetro se medía la desviación del perfil según
> su inclinación. 

Exacto, y para cierto ángulo de la cuerda, no hay sustentación alguna. 
Da igual que el perfil sea asimétrico, tenga mayor recorrido por arriba 
que por abajo, etc. En un determinado ángulo no hay sustentación y eso 
coincide con el instante en que el perfil deja de desviar fluido hacia 
abajo.

> Mi abuelo era mecánico de aviación, de la época heróica (circa 1940) en
> que aún muchos aviones empleaban recubrimiento alar de lona sobre
> costillas de madera.  En casa había algunos trozos de esa lona, que yo
> recuerdo parecida al hule  pero mucho más rígida.  Mi abuelo había
> contado acerca de frecuentes accidentes en los que la lona del perfil
> superior de las alas se había desgarrado. Ahora pienso que sería debido
> a la 'succión' producida por la sustentación. 
> Luego leí acerca del perfil aparentemente simétrico de las alas  de los
> aviones muy rápidos y que no era tal, sino que a grandes velocidades,
> bastaba una pequeñísima diferencia entre las curvaturas inferior y
> superior, casi imperceptible a la vista, para que se produjese la
> sustentación.

En realidad no necesitan diferencia de curvatura alguna, sino bordes de 
entrada y salida bien afilados y girar el plano un ángulo que desvía el 
aire hacia abajo (como una cometa). La curvatura se diseña más pensando 
en un buen flujo laminar y en eliminar las turbulencias. EStamos 
hablando de perfiles rápidos, donde no se quiere maximizar la 
sustentación, sino un buen rendimiento a altas velocidades.

Y hasta aquí, que este tema a mi me huele a rancio y me conozco. Yo me 
voy de vacaciones unos días.

Saludos,

Enrique Reyes

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Deseo proponer a la favorable consideración del lector una doctrina que,
me temo, podrá parecer desatinadamente paradójica y subversiva. La
doctrina en cuestión es la siguiente: no es deseable creer una
proposición cuando no existe fundamento para suponer que sea cierta.

Bertrand Russell
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