¿Hasta dónde puede volar un Jumbo Jet a batería?

16/12/2022

La mejor cosa sobre los autos eléctricos es que no queman combustibles fósiles, agregando dióxido de carbono a la atmósfera y contribuyendo al cambio climático. No podemos seguir quemando esas cosas para siempre.

Pero mientras que los autos eléctricos son cada vez más comunes, los aviones eléctricos recién están despegando. Claro, hay drones con motores eléctricos, vehículos tipo cuadricóptero lo suficientemente grandes como para transportar a una persona e incluso algunos aviones comerciales eléctricos. (Air Canada ordenó recientemente 30 de estos aviones a Heart Aerospace).

Aún así, existen algunos desafíos importantes en el uso de baterías para volar, razón por la cual probablemente no haya realizado un viaje en un avión eléctrico. Estos son algunos de los problemas de física con los que los ingenieros de aviación tendrán que lidiar primero.

Física del vuelo

Los objetos en la Tierra permanecen en el suelo debido a su interacción gravitacional con el planeta, lo que crea una fuerza de tracción hacia abajo. Para despegar y luego permanecer en el aire, un avión necesita una fuerza de empuje hacia arriba que sea igual en magnitud a la fuerza gravitacional. Para los aviones, esta fuerza se llama sustentación y se debe a la interacción entre las alas del avión y el aire.

¿Cómo exactamente proporciona sustentación un ala? Un ala es una superficie en ángulo que se mueve a través del aire, que se compone de pequeñas moléculas que son esencialmente estacionarias. Imagine estas moléculas como si fueran nieve, y el ala como un arado que empuja a través de ellas, desviándolas hacia abajo, pero también ligeramente hacia adelante. Si el ala empuja el aire, entonces el aire debe empujar el ala en la dirección opuesta, lo que en este caso significa principalmente hacia arriba. Esta es la fuerza de sustentación.

Ilustración: Rhett Allain

En realidad, dado que la fuerza del aire empuja principalmente hacia arriba, pero también empuja ligeramente hacia atrás, en la dirección opuesta al movimiento del ala, a menudo dividimos esta interacción en dos efectivo. La fuerza que empuja hacia arriba se llama sustentación y la fuerza hacia atrás es arrastre. Observe que estas dos fuerzas están conectadas. No puedes tener sustentación sin arrastre, porque son de la misma interacción.

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