¿Cómo despega el avión? ¿Cómo puede un avión producir tanto empuje cuando pesa varias toneladas?

Si un avión quiere despegar, debe ganar suficiente sustentación. El principal componente que le da sustentación a un avión son sus alas. Cuando el avión acelera gradualmente bajo el potente empuje del motor, se generará una velocidad relativa entre el avión y el aire. Cuando la velocidad es lo suficientemente alta, las alas generarán suficiente sustentación para permitir que el avión vuele. Aunque la forma de las alas de los aviones es diferente, el principio es el mismo. A medida que el aire fluye sobre el ala, se divide en dos partes. La sustentación positiva ocurre cuando el flujo de aire sobre el ala superior es más rápido que el ala inferior. En el diseño de las alas el énfasis es diferente. Según la clasificación del perfil aerodinámico, se puede dividir en: ala convexa y ala plana; Según su forma, se puede dividir en: ala recta, ala en flecha, ala trapezoidal y ala de material compuesto, como: ala delta lateral grande con grandes franjas laterales. Todos los diseñadores de aviación esperan que el avión pueda obtener la máxima sustentación, la mínima resistencia y el menor peso estructural, pero a menudo hay conflictos entre ellos. Por ejemplo, las alas rectas con una gran relación de aspecto son adecuadas para aviones de baja velocidad, mientras que los aviones de alta velocidad deben utilizar alas en flecha o alas delta. Aunque las alas gruesas tienen una gran resistencia al avance, tienen el peso estructural más liviano. Por lo tanto, es difícil alcanzar la perfección al elegir la forma del perfil aerodinámico y el tamaño del ala. Por lo tanto, todos los indicadores técnicos solo deben cumplir con los estándares, no excederlos. Cuando un avión vuela en el aire, normalmente tiene un ángulo de ataque desde la dirección de vuelo. Un ángulo de ataque positivo acelera el flujo de aire sobre la superficie superior del ala, aumentando así la sustentación. El ángulo de ataque negativo tiene el efecto contrario. El ángulo de ataque máximo disponible es diferente para los diferentes tipos de aviones. Dentro del rango de ángulo de ataque disponible, cuanto mayor sea el ángulo de ataque, mayor será la sustentación generada. Sin embargo, una vez que se excede el ángulo de ataque disponible, la sustentación disminuye rápidamente y la resistencia aumenta rápidamente. Por lo tanto, los diferentes tipos de aeronaves tienen, por razones de seguridad, ángulos de ataque máximos disponibles limitados. Del 60 al 80% de la sustentación generada por el ala proviene de la superficie superior del ala. Generalmente, cuanto mayor es el área del ala, mayor es la sustentación. Sin embargo, para reducir el peso, se optimizarán las alas. Cuanto más alto viaja el avión, más sustentación producen las alas. Por lo tanto, el ala crea más resistencia. La relación de sustentación y resistencia producida por un perfil aerodinámico se llama relación de sustentación y resistencia. Cuanto mayor sea la relación elevación-resistencia, mejor será la economía de combustible. Cuanto mayor sea el coeficiente de sustentación, mayor será la eficiencia de sustentación del ala. Diferentes aviones tienen diferentes especificaciones de diseño y utilizan diferentes alas. Por lo general, los aviones de aviación civil utilizan alas con una relación de aspecto grande y un ángulo de barrido pequeño; los aviones de combate suelen utilizar alas en flecha, alas delta y alas trapezoidales con una relación de aspecto media, una relación de aspecto pequeña, un ángulo de barrido medio o un ángulo de barrido grande.

El avión de pasajeros A380 utiliza alas con un ángulo de barrido pequeño y una relación de aspecto grande.

Las alas del Rq 4 son muy eficientes.

El J-10 adopta un diseño canard y un ala principal triangular de gran tamaño.

El F18 utiliza un ala trapezoidal de lados grandes.