La barrera del sonido

El sabado pasado navegando por internet, le mostré a mi cuñado un video de un avíon rompiedo la barrera del sonido y se sorprendió, me pregunto el porqué de esa nube que se crea justo en el momento de alcanzar dicha barrera, y me despertó curiosidad también, pongo esto esperando sea de interés para ustedes, saludos...

Resumen: Barrera del sonido, término que se refiere a los efectos de compresibilidad experimentados por los aviones supersónicos cuando su velocidad con respecto al aire se aproxima a la velocidad local del sonido (1.223 km/h a nivel del mar en condiciones normales).

Barrera del sonido, término que se refiere a los efectos de compresibilidad experimentados por los aviones supersónicos cuando su velocidad con respecto al aire se aproxima a la velocidad local del sonido (1.223 km/h a nivel del mar en condiciones normales).

Choque de compresibilidad


Estos efectos de compresibilidad se producen cuando un cuerpo —por ejemplo, una aeronave— alcanza una velocidad suficiente para romper el flujo normal de las moléculas de aire que se apartan para dejar paso al objeto que se aproxima. A esas velocidades, las moléculas de aire situadas en la trayectoria del objeto y en las inmediaciones no reciben la ‘advertencia’ de la llegada del objeto con suficiente antelación para poder apartarse de forma ordenada, y son sometidas a un desplazamiento violento. Esta ruptura en la fluidez del flujo de aire se produce porque el medio normal de ‘advertencia’ son las ondas de presión, que viajan a la velocidad local del sonido, y en este caso son adelantadas por el objeto en movimiento. Este efecto, conocido como choque de compresibilidad, provoca cambios importantes en la distribución de presiones, densidades y temperaturas del aire alrededor del cuerpo en movimiento. La velocidad local del sonido varía significativamente, y disminuye —aunque de forma errática— al aumentar la altitud sobre la superficie terrestre. Por ejemplo, mientras que la velocidad local del sonido es de unos 1.220 km/h al nivel del mar, cae hasta aproximadamente 1.060 km/h a 11.000 m de altitud, tras lo que permanece constante hasta los 18.000 metros.



El llamado ‘número de Mach’ es la velocidad de un proyectil o avión con respecto al medio que lo rodea, dividida entre la velocidad del sonido en ese mismo medio y bajo las mismas condiciones. Por tanto, a nivel del mar y en condiciones normales de humedad y temperatura, una velocidad de 1.223 km/h representa un número de Mach de 1, y se designaría por ‘Mach 1’. Esta misma velocidad en la estratosfera correspondería a Mach 1,16, debido a las diferencias de densidad, presión y temperatura a mayores altitudes. Al indicar las velocidades por su número de Mach en lugar de hacerlo en kilómetros por hora, puede obtenerse una representación más adecuada de las condiciones reales del vuelo.

Historia

Las investigaciones aerodinámicas realizadas en la década de 1930 no lograron producir un avión capaz de entrar en la región de compresibilidad. Además, durante los años siguientes, las industrias aeronáuticas de todo el mundo pasaron de desarrollar nuevos modelos a fabricar en masa versiones mínimamente modificadas de sus diseños existentes, ya que la proximidad de la guerra hizo que los gobiernos exigieran mayores niveles de producción.

La década de 1940

Esto no quiere decir que no se produjeran avances: en Estados Unidos, los esfuerzos para producir un motor radial de 2.000 caballos culminaron con éxito en 1940. En Alemania, en agosto de 1939 ya se había probado en vuelo un reactor experimental propulsado por un motor de reacción HE-2B desarrollado por el ingeniero aeronáutico Ernst Heinkel. No hubo demasiados signos de avances aerodinámicos comparables fuera de Alemania, donde se estaba estudiando la idea de alas en flecha de sección delgada como método para retrasar la aparición de efectos de compresibilidad.



El principal obstáculo al que se enfrentaban los expertos en aerodinámica —que no sería resuelto hasta finales de la década de 1940— residía en la incapacidad de construir un túnel aerodinámico capaz de proporcionar resultados precisos para velocidades situadas en la zona de compresibilidad o próximas a la misma. En ausencia de ese tipo de datos, los diseñadores de aviones de gran velocidad se limitaron a seguir produciendo versiones cada vez más depuradas de los diseños tradicionales, dotadas de versiones cada vez más potentes de los motores tradicionales.

En 1944 se vino a unir a los cazas de hélice la primera generación de aviones de reacción. Aparte de volar a una velocidad algo mayor, los nuevos reactores empleaban los diseños aerodinámicos tradicionales, con el clásico perfil de ala con superficies superiores mucho más curvadas que las inferiores.

A fin de evitar que se formara un vacío, el aire que pasaba por encima de las alas debía avanzar más rápidamente que el que fluía por debajo. Por tanto, el aire situado encima de las alas era el primero en encontrarse con fenómenos de compresibilidad localizados que, a su vez, afectaban a la controlabilidad del avión.

Sorprendentemente, parece que ninguna de las naciones beligerantes de la II Guerra Mundial llevó a cabo investigaciones coherentes sobre compresibilidad, salvo explorar modelo por modelo la capacidad de picado a gran velocidad, tras lo cual se daba instrucciones a los pilotos de que no superaran determinadas velocidades a una altitud dada.

La era de la barrera del sonido

La aviación no entraría en la era de la barrera del sonido hasta el 14 de octubre de 1947, cuando el capitán estadounidense Charles Yeager (Chuck Yeager) llevó el avión Bell X-1 propulsado por cohetes hasta una velocidad con respecto al aire de 1.078 km/h a 12.800 m de altura, lo que corresponde a Mach 1,015. Aunque Yeager había demostrado sin lugar a dudas que era posible romper la barrera del sonido, aún aprendería por experiencia propia que los efectos poco conocidos de la compresibilidad, potencialmente peligrosos, podían acechar a la vuelta de la esquina. Más de seis años después de superar Mach 1, Yeager se encontró con un problema mientras volaba a Mach 2,4. En un fenómeno descrito como acoplamiento inercial de balanceo, el X-1A que pilotaba empezó repentinamente a balancearse; cualquier intento de Yeager por recuperar altura y controlar el avión no hacía sino aumentar el problema. En unos segundos perdió totalmente el control, y el avión cayó rápidamente desde su altitud inicial de casi 23.000 m hasta unos 10.500 m, donde se estabilizó en una barrena invertida subsónica. Yeager sobrevivió, pero ese mismo año el mismo fenómeno causó la muerte de George Welsh, el más cualificado de los pilotos de pruebas estadounidenses, con lo que fue necesario interrumpir los suministros del primer caza auténticamente supersónico, el F-100 Super Sabre (que alcanzaba Mach 1,3), hasta encontrar una solución al acoplamiento inercial de balanceo y otros efectos.



El despliegue operativo del F-100 en 1955 cerró la era de la barrera del sonido, y supuso la culminación de los esfuerzos realizados por audaces pilotos que probaban los nuevos aparatos a gran altitud sobre las montañas estadounidenses de sierra Nevada. Mientras que la Unión Soviética casi igualó el esfuerzo estadounidense durante la década de 1950, otros países como Gran Bretaña (con el English Electric Lightning), Francia (con el Dassault Mirage III) y Suecia (con el Saab 35 Draken) no desplegaron cazas supersónicos de producción nacional hasta 1960.

Los aviones supersónicos actuales se construyen con materiales avanzados capaces de resistir el calor provocado por el rozamiento del aire a velocidades tan elevadas. La mayoría son aeronaves militares, con la famosa excepción del avión comercial de lujo franco-británico Concorde, que realizó sus primeros vuelos de prueba en 1971 y empezó a transportar pasajeros a Estados Unidos en 1976. Capaz de lograr velocidades en torno a Mach 2, el Concorde combina una velocidad propia de aviones militares con la seguridad y fiabilidad de una aeronave comercial. El Concorde, también conocido como transporte supersónico (SST), es capaz de realizar la travesía de ida y vuelta del Atlántico norte en menos tiempo del que un reactor normal necesita para hacer el vuelo de ida. Sin embargo, el ruido producido por este avión esbelto de atractivo diseño siempre ha creado problemas medioambientales, y sólo se construyeron 16 de las 400 unidades previstas inicialmente. Actualmente hay 14 Concordes en servicio, y todavía no se han concretado planes para construir un nuevo avión comercial supersónico.

Rompiendo la Barrera del Sonido

¿Porqué vuelan los helocópteros?

Sabemos que un avión está compuesto fundamentalmente por tres partes principales: fuselaje, alas y timones de dirección. Para que el avión vuele, éste ha de estar en movimiento dentro de una masa de aire y que ese movimiento proporciona la sustentación del mismo a través de las alas.

Esto es lo primero que debemos saber ; un helicóptero no se parece en nada a cualquier elemento que exista en la naturaleza , por lo que para entender como funcionan , partiremos de lo que la naturaleza ha dotado con capacidad para volar , las aves, a las que el hombre siempre a tratado de emular, dando como resultado los actuales aviones.

Atención a esto que acabo de decir: lo que produce sustentación es el ala moviéndose dentro del aire. ¿Ocurriría lo mismo si mantuviésemos el avión estático en un túnel de viento y sometido a una fuerte corriente de aire? : ¡Sí! , el avión se sustentaría, aunque estuviera quieto, respecto al suelo.



Lo que está claro es que no importa quién se mueva y quien esté quieto, ya que lo que importa es que uno se mueva con respecto al otro. Puestas así las cosas, imaginemos que a un avión le ponemos las alas de tal forma que estas pudiesen girar, para que se desplacen dentro del aire; también se creará la correspondiente sustentación y podremos tener el avión suspendido en el aire sin necesidad de que éste se desplace con respecto al suelo.

Y ¿Qué es esto? Ni mas ni menos que nuestro querido helicóptero, una aeronave que mantiene permanentemente las alas en movimiento dentro del aire , creando la sustentación necesaria para poder estar suspendido, sin necesidad de desplazarse con respecto al suelo.

Algunas pregunta curiosas!!!

¿porqué temblamos cuando nos da frío?

La "piel de gallina" está asociada con una sensación de frío, pero no necesariamente está relacionada con escalofríos o fiebres. En la "piel de gallina", los vellos del cuerpo se levantan para formar una capa aislante. Los temboores en el cuerpo son causados por contracciones y relajaciones musculares rápidas y representan el modo en que el cuerpo genera calor cuando siente que hace frío para crear calor corporal interno.

¿porqué nos dá hipo?

El hipo no es otra cosa que un espasmo convulsivo del diafragma, sucesivo a una inspiración interrumpida. El ruido gutural que lo caracteriza se produce por la contracción violenta de la glotis al descender repentinamente el diafragma. La causa común del hipo radica en la irritación del llamado centro frenético del diafragma o en la inflamación ocasional, por abuso en la comida, de la membrana que envuelve la cavidad abdominal. Aunque generalmente pasajero, este fenómeno cede a la contención respiratoria prolongada. También, a los sustos repentinos.

¿porqué nos duele es estómago cuando nos dá hambre?

Al cabo de unas horas después de la última comida, el cerebro dispara el hambre, una sensación que a veces viene acompañada de una impresión de estiramiento o torsión en la boca del estómago que se conoce como punzadas de hambre.

Están causadas por los llamados movimientos peristálticos gástricos, cuya función principal es facilitar el tránsito de los alimentos por el aparato digestivo y ayudar a mezclarlos en el estómago.

Estos movimientos de vaivén se alteran cuando el estómago permanece varias horas vacío. Aparecen unas contracciones intensas y rítmicas, llamadas contracciones del hambre, que se vuelven extremadamente potentes hasta fusionarse para provocar una contracción continua y dolorosa que suele durar de 2 a 3 minutos.

¿qué son las ojeras y porque salen?

Las ojeras se pueden presentar por diversas causas, hereditarias, problemas ciculatorios, la edad y la acumulacion de sangre en esa area por falta de reposo, el vostezo es una reaccion del cuerpo involuntaria para mantenernos en funcionamiento cuando tenemos sueño y cansancio, introduce mayores cantidades de aire en el cuerpo para acelerar el funcionamiento de la circulacion y de las funciones tratando de contrarestar el sueño.

¿cómo ven los perros?

"Todos los perros son cortos de vista y ven mal de lejos. Algunas razas, por la anatomía característica de sus ojos y órbitas, pueden tener mayor o menor grado de miopía. Esta miopía explica algunos ataques de perros a sus dueños por la noche, cuando el animal distingue incluso menos, y veces, debido a la dirección del viento, no pueden percibir su olor."


Porque los perros no se preocupan (como nosotros) de la forma de los objetos. Para ellos, no importa si se tienen los ojos azules o barba, pendientes, gafas o ninguna prenda de vestir puesta.

Lo importante para los animales son los rituales... de amor, sumisión y pacificación, de liderazgo... etc. Eso significa: el movimiento. En la televisión, la imagen tiene movimiento.

Ellos reconocen a su dueño por la forma de moverse, no importa que lleve una máscara o los labios pintados. Si vuelve a casa borracho y hablando suave, se puede uno imaginar...

De la misma forma que la vista es lo más importante para nosotros, con la cual nosotros reconocemos gente, el sentido del perro es el olfato, con el cual, después de nacer y antes de abrir los ojos y oídos, él encuentra los pezones su madre.

"En realidad, la hipótesis más aceptable es que los perros sólo pueden ver algunos colores, como el azul y el amarillo. Los demás colores se detectan como variaciones de gris"

Fuente: http://www.voraus.com/v2/modules/wfsection/article.php?articleid=132


¿porqué los toros embisten el rojo?

los toros no distinguen colores, al igual que la mayoria de los mamíferos su vista es monocromática, ven grises y blancos, lo que envisten es algo que les molesta y los hace sentir acorralados, recordemos que la vision periférica del toro no es como la de nosotros, entonces es mentira que vean el rojo como tal.

¿para que sirven las escamas en los peces?

Es una lámina aplanada presente en la dermis de muchos seres vivos. Las escamas se presentan en gran número, están imbricadas entre sí, recubriendo la piel, y otorgando, principalmente protección y aislamiento.

Principalmente hace referencia a las escamas presentes en reptiles, y por extensión a cualquier estructura similar, como las escamas de las alas de la mariposa.

El origen de las escamas en vertebrados se encuentra en los peces, que presentan las escamas recubriendo casi toda la piel, y son fácilmente desprendibles.

Reaparecen de nuevo en reptiles, teniendo en este grupo mucha importancia su aislamiento del medio externo y retención de la humedad.

Las escamas darían lugar a las plumas en aves y al pelo de mamíferos.

¿Por qué el cielo se tiñe de rojo?

La responsable de este efecto es la atmósfera, no sólo de que se vea rojo en ocasiones sino también del propio azul. De hecho por ejemplo en la luna no se produce este efecto por la ausencia de la misma.

La atmósfera terrestre es una mezcla de moléculas gaseosas (78% nitrógeno, 21% oxígeno, 1% argón y vapor de agua, trazas de otros gases); hay también en suspensión partículas de polvo, cristales de hielo, cenizas, etc. Su densidad (número de moléculas y partículas) disminuye conforme nos alejamos de la superficie terrestre.

La luz (visible) emitida por el Sol está compuesta por ondas electromagnéticas de diferente longitud. Nuestros ojos pueden ver un cierto rango de longitudes de onda, que corresponden a distintos colores: desde el rojo (longitud de onda más larga), pasando por anaranjado, amarillo, verde y azul, al violeta (la longitud de onda más corta que podemos ver).

¿porqué algunos aviones van dejando una línea como una nube a su paso?

son aviones que van viajando a gran altitud, y al quemar el combustible van dejando una estela que al contacto con el aire frio del ciero provoca que se condense ese combustible quemado y se cree artificialmente esa línea que nos llama mucho la atención