lunes, 9 de mayo de 2011

Tocando piso

Uno de los aparatos que mas me han llamado la atención son los Ekranoplanos, si los hidroaviones son cruzas entre barcos y aviones, los ekranoplanos son una forma rara de hidroavion. Lo llamativo de estos extraños aparatos, pues estoy seguro que pocos lectores habrán escuchado de ellos es su extraña forma de desplazarse.


Ejemplo de un Ekranoplano, como se imaginarán, esto le llamaría la atención a cualquier niño (como me pasó la primera vez que vi uno en un libro).

Tal como los hidroaviones, se desplazan por el aire, pero no "vuelan" tal como los hidroaviones o los aviones normales. Sino que utilizan algo llamado efecto piso (o efecto suelo) que les permite volar muy cerca de una superficie de forma muy controlada y energeticamente económica. Para empezar hablemos un poco sobre la forma en la que el aire fluye alrededor del ala de un avión.


Ave marina utilizando el efecto piso para acuatizar de forma suave, noten la disposición de las alas, con las puntas hacia abajo igual que en un ekranoplano.

Si han sido observadores, se habrán fijado que las alas de los aviones tienen una marcada curvatura en la cara superior mientras que la inferior se plana, lo que implica que la parte de arriba es mas larga que la de abajo, es decir si rodamos una pelota por arriba del ala recorrerá mas camino que si lo hacemos por abajo. Sin embargo el aire que pasa por el ala va a una cierta velocidad, lo que implica que el aire que pase sobre el ala tendrá que ir mas rápido que el que pase bajo el ala. Y según el efecto Bernoulli, esto implica que la presión del aire arriba del ala será menor. Esto genera una fuerza que empuja el ala hacia arriba. Cuando la velocidad del aire es suficientemente alta, la fuerza generada por la diferencia de presiones es suficiente como para contrarrestar el peso del avión entero y lo hará despegar.


Gráfica mostrando el flujo del aire al rededor de un ala de avión, las zonas rojas son las de alta presión y las que mas "empujan" al ala.

Pero el flujo del aire por las alas no es tan bonito como nos gustaría, se suelen crear turbulencias, en particular en las puntas, estas turbulencias son una forma de disipar energía lo que hace que el avión sea mas lento y consuma mas combustible, por lo que los ingenieros aeronáuticos se devanan los cesos buscando formas de evitarlas (las aletitas en la punta de las alas de los jets modernos son una forma de reducirlas). El efecto de ese flujo irregular es comprimir el aire debajo del avión, cuando sucede cerca de una superficie es el llamado efecto piso, lo que da al avión una ayuda momentánea para elevarse, esto causa esa sensación de "rebote" cuando un avión se acerca al suelo al aterrizar y hace al aterrizaje mas suave (si el piloto no tiene la mano muy pesada y no está de malas).


Uso del efecto piso al aterrizar un avión para hacerlo tener un acercamiento mas suave al suelo.

Ahora, ¿que pasaría si diseñamos un ala que desvíe esa turbulencia hacia abajo del avión y ademas diseñamos el ala de forma de genere un importante flujo hacia abajo? El resultado sería que en la parte inferior del vehículo se generaría una zona de alta presión y el efecto piso será muy notable. Recuerden a típica escena de una gaviota apunto de aterrizar (o acuatizar) extiende sus alas y las deja quietas con las plumas de las puntas ligeramente curvadas hacia abajo y se desplaza una considerable distancia a una misma altura unos centímetros sobre el mar antes de acuatizar. Bueno, un vehículo con ese diseño de ala, que haga lo mismo que la gaviota al acuatizar es un ekranoplano.


Otro modelo de un Ekranoplano, imaginen estar pescando en el Volga y ver pasar a este monstruo volando unos metros sobre las olas a cientos de kilómetros por hora.

Desarrollados en la antigua Unión de Repúblicas Socialistas Soviéticas (URSS) como un medio de transporte que combinaba la capacidad de carga y economía de un barco con la velocidad de un avión, los ekranoplanos tomaron diversas formas. Mientras que la mayoría tenían uso militar como lanza-misiles o transportes de tanques y tropas, poniendo de nervios a expertos de la OTAN, ya que podían transportar cargas considerables a altas velocidades y no solo sobre el mar, sino sobre terreno seco mientras sea relativamente plano (piensen en Florida, Luisiana, Missisipi y Texas), algunos entraron en servicio como medio de transporte de pasajeros por los ríos de la URSS. El uso de los ekranoplanos inicio si final cuando un accidente causo la destrucción de un prototipo de investigación, en este accidente el piloto, acostumbrado a volar aviones sintió al aparato inestable y en lugar de descender (como se debe hacer en un ekranoplano) subió (como se debe hacer en un avión) lo que desestabilizó aun mas el aparato causando un choque y la destrucción del aparato.


Ekranoplano para servicios de transporte.

Aún con el triste destino del ultimo Ekranoplano soviético, el concepto no ha desaparecido, y ahora que la guerra fría terminó se están planeando nuevos diseños de ekranoplanos y vehículos similares que usen el efecto piso para separase unos centimetros del suelo (o el mar). Este es un buen ejemplo del uso de efectos no deseados, como la turbulencia generada por las alas para lograr algo útil, sustentación y un consecuente medio de transporte con prestaciones difíciles de igualar (el vehículo equivalente desarrollado en occidente fue el aerodeslizador, que a pesar de poder cargar mucho no desarrolla la misma velocidad). También es un buen ejemplo de como la observación de la naturaleza nos puede llevar a mejorar diseños ya establecidos.


No hay comentarios:

Publicar un comentario en la entrada

Hola, sus comentarios y preguntas siempre son bienvenidos. Les agradecería si incluyen su nombre (o un "nick" cualquiera) para hacer la interacción mas amena. Pueden poner el nombre que deseen usando la penúltima opción de "Comentar como:"