¿Por qué un avión se sostiene en el aire?

En vuelo de crucero un avión no está venciendo nada: está en equilibrio. La sustentación que produce el ala iguala exactamente el peso, y el empuje de los motores iguala la resistencia aerodinámica. Por eso la trayectoria es estable y por eso, si se cortasen los motores, el avión no caería: pasaría a planear, descendiendo suavemente mientras convierte altura en velocidad. Un reactor comercial típico recorre entre 15 y 17 metros horizontales por cada metro que desciende.

La sustentación depende de cinco factores: la densidad del aire, la superficie del ala, el coeficiente de sustentación —que resume la forma del perfil y el ángulo de ataque— y el cuadrado de la velocidad. Un Airbus A320 con 70 toneladas necesita 70 toneladas de sustentación; a 250 m/s le basta con un ángulo de ataque de unos pocos grados, mientras que en aproximación, a menos de 70 m/s, debe compensar la caída de velocidad desplegando flaps y volando con el morro más alto.

El mecanismo físico admite dos lecturas equivalentes. Desde la conservación del momento, el ala desvía continuamente hacia abajo una gran masa de aire; por la tercera ley de Newton, esa masa empuja el ala hacia arriba. Desde el campo de presiones, el aire que rodea el extradós recorre una trayectoria curva y acelera, y donde la velocidad es mayor la presión es menor, como describe la relación de Bernoulli. La depresión sobre el ala —que aporta la mayor parte de la fuerza— y la sobrepresión bajo ella suman la sustentación total.

Ambas descripciones dicen lo mismo con lenguajes distintos, y ninguna de las dos justifica el viejo mito del «camino más largo». Un ala simétrica sin curvatura sustenta perfectamente si se le da ángulo de ataque, y los aviones acrobáticos vuelan invertidos durante minutos precisamente por eso.

El ala solo funciona si hay aire y si el aire se mueve respecto a ella. Ambas condiciones fijan los límites operativos. A gran altitud la densidad cae —a 11 000 m es aproximadamente un tercio de la del nivel del mar—, de modo que el avión debe volar más rápido para obtener la misma sustentación; eso es justamente lo que conviene, porque la resistencia también cae y el rendimiento del motor mejora.

El límite inferior es la entrada en pérdida. Si el avión vuela demasiado despacio, el piloto debe aumentar el ángulo de ataque para compensar, y a partir de un ángulo crítico —normalmente entre 15 y 18 grados en un perfil convencional— el flujo se desprende del extradós, la sustentación se derrumba y el morro cae. Es un fenómeno de ángulo, no de velocidad: un avión puede entrar en pérdida a cualquier velocidad si se tira lo suficiente de la palanca en un viraje cerrado.

Para ampliar ese margen, las alas de transporte llevan dispositivos hipersustentadores: flaps en el borde de salida, que aumentan curvatura y a veces superficie, y slats en el borde de ataque, que retrasan el desprendimiento. Con todo desplegado, un avión de línea puede sostenerse a poco más de la mitad de la velocidad que necesitaría con el ala limpia, que es lo que permite usar pistas de longitud razonable.