¿Cómo los aviones vuelan?

La pieza clave es el ala. Su sección tiene el borde delantero redondeado, la parte superior más abombada y el borde trasero afilado, y se monta con un pequeño ángulo respecto al flujo que recibe. Cuando el avión corre por la pista y alcanza velocidad, el aire que llega al ala se ve obligado a seguir su forma y a salir por el borde de salida con una componente hacia abajo. Empujar aire hacia abajo tiene una consecuencia inmediata: el aire empuja el ala hacia arriba. Ese mismo fenómeno se puede describir en términos de presión, porque el flujo que pasa por encima del ala se acelera y su presión disminuye, mientras que el de abajo la mantiene o la aumenta. La diferencia de presión, multiplicada por la superficie alar, es la sustentación. En un avión de línea de 250 toneladas, las alas soportan literalmente ese peso durante todo el vuelo.

La sustentación depende de la velocidad al cuadrado, de la densidad del aire, de la superficie del ala y del ángulo de ataque. Por eso el avión acelera por la pista hasta la velocidad de rotación y el piloto levanta el morro para aumentar el ángulo. Para despegar y aterrizar a velocidades razonables, los aviones extienden flaps y slats, que aumentan la curvatura y la superficie del ala; en crucero, a gran velocidad y altitud, se recogen para reducir la resistencia. Si el ángulo de ataque supera un valor crítico, alrededor de 15 grados en la mayoría de los perfiles, el flujo se desprende del ala y la sustentación se desploma: es la entrada en pérdida, que los pilotos aprenden a reconocer y a evitar desde las primeras horas.

El aire ofrece resistencia al avance, y sin algo que la compense la velocidad caería y con ella la sustentación. Ese algo es el empuje. Una hélice o el ventilador de un turbofán aceleran una gran masa de aire hacia atrás y, por reacción, impulsan el avión hacia delante. En crucero, un reactor comercial solo necesita una fracción del empuje máximo, porque a 11 000 m el aire es tan tenue que la resistencia se reduce mucho aunque la velocidad sea alta. Un planeador prescinde de motor y usa la gravedad: desciende con suavidad y cambia altura por velocidad, aprovechando las corrientes ascendentes para recuperar altura.

Tres superficies móviles gobiernan el avión. Los alerones, en los extremos de las alas, lo inclinan lateralmente para virar. El timón de profundidad, en la cola, sube o baja el morro. El timón de dirección mantiene el morro alineado con la trayectoria. Combinadas con la potencia, permiten subir, descender y girar de forma coordinada; los ordenadores de vuelo de los aviones modernos ayudan a mantener esa coordinación, pero la física sigue siendo la misma que en el Flyer de 1903.