¿Por qué no hay casos de aviones que realicen adelantamientos o carreras de forma temeraria?

En la industria de la aviación, está estrictamente prohibido que las aeronaves vuelen superando los estándares técnicos o los límites de seguridad, y esto puede tener consecuencias catastróficas.

El 14 de mayo, un video que mostraba tres aviones apareciendo simultáneamente en el cielo se hizo viral en las redes sociales. El video fue publicado en Douyin por un pasajero de un vuelo de Spring Airlines.

En la descripción, la persona afirmó que el avión que se veía abajo pertenecía a Chengdu Airlines, mientras que el que lo adelantaba a baja altura pertenecía a Shandong Airlines, una aerolínea conocida por sus apodos "Lightning Airlines" o "Shandong Speed".

Sin embargo, el fenómeno conocido como "Shandong Express" de esta aerolínea no se debe a la velocidad. Debido a las estrictas regulaciones de aviación, es casi imposible que los pilotos vuelen a una velocidad superior al límite permitido.

Base aerodinámica

La razón absoluta que impide que un avión comercial aumente arbitrariamente su velocidad en el aire se debe a las leyes de la dinámica de fluidos, en particular al comportamiento del flujo de aire que se aproxima a la velocidad del sonido a grandes altitudes.

Un vídeo que muestra tres aviones apareciendo simultáneamente en el cielo, con Shandong Airlines adelantando a Chengdu Airlines, se ha vuelto viral en las redes sociales. Foto: Douyin.

Los aviones comerciales modernos, desde los compactos aviones de fuselaje estrecho hasta los gigantes de fuselaje ancho, suelen operar en modo subsónico, con un rango de velocidad de recirculación óptimo de Mach 0,78 a Mach 0,85 (78-85% de la velocidad del sonido en el aire).

La velocidad real de una aeronave se mide en números Mach, que se definen como la relación entre la velocidad del objeto y la velocidad del sonido en el mismo medio fluido circundante.

Aunque la aeronave en sí se mueve a una velocidad inferior a la del sonido (por debajo de Mach 1), el diseño curvado de la superficie superior del ala obliga al flujo de aire que pasa sobre ella a acelerarse localmente, generando sustentación según el principio de Bernoulli.

Si un piloto acelera deliberadamente la aeronave más allá de su número Mach máximo, con el objetivo de adelantar o "competir" con otra aeronave, se producirán fenómenos físicos extremos.

En ese punto, se formarán ondas de choque, el límite invisible de la presión y la temperatura fluctuantes, que provocarán una grave alteración en el flujo de aire. La consecuencia directa es la delaminación del límite, donde el flujo de aire deja de adherirse a la superficie aerodinámica del ala y se desgarra detrás de ella, creando vórtices turbulentos.

Además de las limitaciones de la resistencia del aire, los aviones comerciales que operan a gran altitud también se enfrentan a un espacio operativo extremadamente reducido, que los científicos aeroespaciales denominan el "rincón del ataúd".

El ángulo de ataúd se produce cuando la aeronave se mueve lo suficientemente rápido y a suficiente altura como para que la presión comience a igualarse entre la parte inferior y la parte superior del ala, lo que provoca que la sustentación desaparezca gradualmente.

A medida que una aeronave aumenta su altitud, el aire se vuelve más tenue, con menos moléculas de aire, mientras que la superficie alar permanece inalterada. Esto obliga a la aeronave a volar más rápido para generar la sustentación suficiente para las alas.

Si un avión se mueve demasiado despacio, se estrellará porque ya no tiene suficiente sustentación para contrarrestar las fuerzas que actúan sobre él, como la gravedad terrestre o la fuerza centrípeta. Cuando la sustentación es menor que la gravedad, el avión entra en pérdida, el asesino invisible en el aire.

La ilustración representa el concepto de un rincón de ataúd. Foto: PilotMall.

Sin embargo, en la zona de la tapa del ataúd, si vuela a gran velocidad, la aeronave alcanzará la velocidad subsónica (Mach). El flujo de aire sobre las alas alcanza velocidades cercanas o superiores a la del sonido, mientras que la aeronave aún se mueve por debajo de esta.

A velocidades excesivamente altas, las ondas de choque formadas por la colisión del flujo de aire con la superficie del ala tienden a empujar la nariz del avión hacia el suelo.

Esto hace que volar cerca de la esquina del avión sea como estar con los ojos vendados y mantener el equilibrio sobre una cuerda floja. Un pequeño cambio de velocidad o altitud puede provocar una pérdida de sustentación o un exceso de velocidad, ambos con potencial para ser catastróficos.

Problema económico

Incluso sin limitaciones de seguridad ni físicas, la "carrera por la velocidad" de los aviones comerciales seguiría estando condicionada por la estructura fundamental de la economía de la aviación.

En 1957, el primer Boeing 707 realizó su primer vuelo. Alcanzó una velocidad de crucero de Mach 0,78. En 2009, Boeing lanzó el 787 Dreamliner. Este avión tiene una velocidad de crucero de Mach 0,85.

Dos aviones, fabricados con 52 años de diferencia, son solo un 8 % más rápidos. Con avances tan notables en ciencia y tecnología, ¿por qué los aviones no pueden volar más rápido?

La razón es que el sector del transporte aéreo es uno de los que presenta márgenes de beneficio extremadamente reducidos. Los costes del combustible representan la mayor parte, y la más volátil, de los costes operativos directos totales de una aerolínea.

Hasta la fecha, el Concorde es el único avión comercial capaz de alcanzar velocidades supersónicas. Podía volar a Mach 2,02, lo que permitía viajar de Nueva York a Londres en aproximadamente 3 horas y 30 minutos.

Es una cifra impresionante, pero solo se pusieron en servicio 14 Concorde, y solo operaron en dos rutas para dos aerolíneas: British Airways y Air France. El primer vuelo comercial del Concorde fue en 1976 y el último en 2003.

Hasta la fecha, el Concorde sigue siendo el único avión de uso comercial que ha alcanzado velocidades supersónicas. Foto: CNN.

Para volar a velocidad supersónica, un avión debe ser altamente aerodinámico, lo que implica un diseño estrecho y, por lo tanto, una limitación en el número de pasajeros. Esto significaba que el Concorde solo podía transportar unos 100 pasajeros, una cifra modesta en comparación con los 330 que puede transportar el Boeing 787-10.

Además, los elevados costes operativos repartidos entre un número relativamente pequeño de pasajeros no constituían un modelo económico viable. A finales de la década de 1990, un billete de ida en el Concorde costaba hasta 6000 dólares , un precio significativamente superior al de un billete de avión comercial.

En lugar de priorizar la velocidad, las aerolíneas operan en función de las ganancias derivadas de la operación de vuelos. Por lo tanto, la tecnología de la aviación comercial actualmente se centra exclusivamente en aumentar la eficiencia.

Tomemos como ejemplo el Boeing 707 y el Boeing 787. Si bien tienen velocidades de crucero similares, el Boeing 787 es una opción mucho más rentable.

En concreto, el Boeing 787 consume tan solo unas 5 toneladas de combustible por hora y puede transportar aproximadamente 140 pasajeros adicionales. En comparación, el Boeing 707 consume alrededor de 6,8 toneladas de combustible por hora. Los aviones modernos se centran en transportar al mayor número de pasajeros posible a su destino con el menor consumo de combustible y los menores costes operativos.

Los aviones deben volar a una velocidad lo suficientemente alta como para lograr una alta eficiencia, pero la resistencia aerodinámica y el consumo de combustible no deben reducir los ingresos. Por lo tanto, la velocidad de vuelo de los aviones comerciales actuales es, en esencia, la velocidad óptima entre eficiencia y rentabilidad.

Fuente: https://znews.vn/vi-sao-khong-co-chuyen-may-bay-vuot-au-dua-toc-do-post1652089.html