La caja negra o registrador del vuelo , es una cosa principal para los aeronaves,los coches o las locomotoras , registran la actividad de los instrumentos y las conversaciones en su cabina. Su función es almacenar los datos ,que en caso de accidente permitiran analizar lo ocurrido en los momentos previos. Los primeros registradores de vuelo o cajas negras empezaron a usarse a finales de año 1950. Hay dos tipos de cajas negras ,las amarillas o las de color naranja porque se pueden localizar con ese color con mayor facilidad.
La importancia de una caja negra es que ayudan a esclarecer las causas de un accidente aéreo ya que en ellas se recopilan cientos de datos del vuelo , desde las conversaciones en cabina hasta todos los datos del vuelo,parámetros del motor y un largo número de parámetros. La fabricación de la caja negra es que tiene un material de acero inoxidable y titanio,lo que facilita la resistencia a un impacto de 2,25 toneladas y temperaturas de mas de 1000ºC durante 30 min. Bajo el agua,la caja negra puede resistir la presión de 6.000 metros de profundidad. La utilidad de los materiales resistentes se observan tambien en vehiculos blindados y la prótesis de titanio. En el proceso de blindaje se modifican los vidrios origanales por laminados ,fabricados especialmente para prevenir impactos. El policarbonato es un material plástico usado para la composicion del blindaje y es transparente.
Los distintos métodos de propulsión que podemos encontrar en un avión son:
.Pulsorreactor: es un tipo de reactor nacido en Alemania creado por Paul Schmidt en 1920. Fue el primer reactor fabricado en series,concretamente el modelo Argus I ,este modelo fue propulsado para lanzar bombas voladores, el motor Argus I tiene un empuje máximo de unos 400 kg aproximadamentes. Después debido al desgaste por la tremendas presiones que el mismo manejaba ,las láminas de admisión de las válvulas terminaban por destruirse causando la paralización del reactor.
Hay dos tipos de clases de pulsorreactores: .Pulsorreactor de valvulas . Pulsorreactor sin valvulas
El pulsorreactor de valvulas su estrutura consta: .Un sistema de valvulas .Camara de combustión .Tubo de salida de gases
El funcionamiento del los pulsorreactores depende de un flujo de aire que entra a través de las válvulas situadas en la parte frontal del reactor donde se mezcla con combustible. Una bujía hace explotar la mezcla ,haciendo que la fuerza de propulsión acelere los gases en ambas direcciones con lo que provoca que la válvula de aire se cierre y el gas se vea obligado a salir por un tubo ,produciendo un empuje y luego crear un vacío haciendo que las válvulas vuelvan abrirse.
.Estatorreactor: es una especie de motor a reacción que carece de compresores y turbinas ,la compresión se efectúa debido a la alta velocidad que ha de funcionar. El aire ya comprimido se somete a un proceso de combustión en la camara y una expansion en el escape. El regimen de trabajo de este motor es continuo. Los componentes principales de un estatorreactor son : .El difusor de entrada .La cámara de combustión .La tobera de escape
.Turbofan: es una generación de motores a reacción que remplazo a los motores turbojet. Se caracterizan por tener un ventilador o fan en la parte frontal del motor,el aire entrante se divide en dos caminos: aire de bypass altos y aire primario. Tienen las siguientes ventajas: consumen menos combustibles,es mas económico , y reducen el ruido ambiental. Hay tres clases de clasificacion de turbofan: .Turbofan debajo indice de derivacioń . Turbofan de alto indice de derivación . Turbofan de índice ultra elevado
.Turborreactor: es un tipo de turbina de gas, que a diferencia de los motores de ciclo alternativo que tienen un funcionamiento discontinuo (explosiones),tiene un funcionamiento continuo .Consta de las mismas fases que un motor alternativo admision, compresión,expansion y escape. Este tipo de motores es utilizado en aeronauticas,dado que presenta varias ventajas frente a los motores alternativos. .Es mas eficiente en terminos de consumo de combustible. .Es mas sencillo ,y tiene menos partes moviles. .Tiene una menor relación peso , potencia. .Requiere menor mantenimiente.
En aeronautica se denomina ala a un cuerpo aerodinamico formado por una estructura muy fuerte,compuesta por un perfil alar envolviendo a uno mas largueros y que es capaz de generar una diferencia de presiones entre su cara superior e inferior,al desplazarse por el aire lo que produce la fuerza ascendente de sustentacion que mantiene a este en vuelo. El ala tipica tambien utiliza el principio de accion y reaccion generando una fuerza cuyos componentes vertical contrarresta el peso. El diseño esta orientado a usar solo este efecto de la reaccion y se evita la sustentacion aerodinamica. El ala compensara por tanto el peso del avión y a su vez genera una resistencia. El efecto de sustentacion aerodinamica existe debido a las caracteristicas neumaticas del aire,es su compresibilidad la que hace posible el desbalance entre las presiones de las caras del intrados y el extrados.
Los aviones vuelan simple y llanamente porque aparece una fuerza llamada sustentación que tira de ellos hacia arriba haciendo que se eleven por el aire. La fuerza de la sustentación es proporcional a la velocidad,a la densidad del aire y a una superficie alar . Por lo tanto , para que el avión se mantenga en el aire,necesita ir muy rápido para que así su sustentación sea lo suficientemente grande como para vencer el peso de la gravedad. Por eso cuando un avión va despacio ,este entra en perdida y cae siendo incapaz de soportar su peso. La sustentación aparece porque la presión en la cara superior del ala (extrados)es menor a la de la cara inferior (intrados). Esa es la diferencia de presiones que hace que aparezca dicha fuerza,es debido a que la velocidad del aire que va por el extrados es mayor que la del intrados.Al ser la velocidad mayor,la presion disminuye.
El helicoptero es una aeronave que es sustentada y propulsada por uno o más rotores horitzontales,formado por dos o más palas. Se clasifican como aeronaves de alas giratorias , para diferenciarlos de las aeronaves de alas fijas. La principal ventaja de los helicopteros viene dada por el rotor,que proporciona sustentación sin que la aeronave se este desplazando. Esto permite realizar despegues y aterrizajes verticales sin necesidad de pista. Comparado con otros tipos de aeronave como el avión ,el helicoptero es mucho más complejo,tiene un mayor coste de fabricación de uso y mantenimiento,es relativamente lento ,tiene menor capacidad de carga y menos autonomia de vuelo. Sus caracteristicas son su gran maniobrabilidad y la capacidad de mantenerse en el aire,girar sobre si mismo ,despegar y aterrizar verticalmente.
.GLOBO AEROSTATICO:
El globo aerostatico es una nave aerostatica,no propulsada. Esta compuesta por una bolsa que encierra una masa de gas más ligero ,que el aire .En la parte inferior de esta bolsa puede ir una estructura solida llamada barquilla. No tiene propulsor ,porque los globos aerostaticos se dejan llevar por las corrientes de aire.
.PARACAIDAS:
El paracaidas es un artefacto diseñado para frenar las caidas mediante la resistencia generada por el mismo al atravesar el aire,logrando una velocidad de caida segura y practicamente constante.
.PLANEADORES:
Una aeronave más pesada que el aire , de notable superficie alar ,no tiene motor.Sus fuerzas de sustentacion y traslacion provienen unicamente de la aerodinamica , al igual que la de los planeadores que son el parapente y ala delta.
Compartiendo con ellos la practica del vuelo libre ,que se emplea en el deporte de vuelo y vela.
.PARAPENTES:
Es un planeador ligero y flexible ,no consta de motor y es flexible porque no tiene alas.
Se puede transportar el maletero de un coche.El piloto y el pasajero del parapente estan equipados con equipos de seguridad obligatorios,cascos y paracaidas de emergencia y diversos instrumentos electronicos :variometro,GPS y equpos de radio.
.PARAMOTOR:
El paramotor es considerado una adaptación motorizada del parapente.
Para volar necesitan la velocidad del viento , dependiendo el tipo de vela.Una vez en vuelo,esa velocidad de viento se genera gracias al empuje que proporciona el motor,llevando en la espalda del piloto.
.DIRIGIBLE:
Es un aerostato autopropulsado y con capacidad de maniobra para ser manejado como una aeronave.
La sustentacion aerostatica que se logra mediante dispositivos llenos de un gas de menor densidad a la atmosfera circundante,obtenida mediante el movimiento rápido de un perfil alar,como el ala de un aeroplano o aspa de un helicoptero.
Los primeros diseños y teorias alrededor del año 400 a.c Arquitas de Tarento construyo un artefacto de madera llamado peristera. Tenia forma de ave y era capaz de volar unos 180 metros de altura. Este objeto volador se amarraba mediante cuerdas que permitia realizar un vuelo controlado hasta que el chorro de aire terminaba. La linterna de Kong Ming,precursora del globo aerostatico fue usada para asustar a las tropas enemigas. Sobre el año 300 a.c , los chinos inventaron la cometa y desarrollaron tecnicas para hacerle volar en el aire. En el año 559 hay documentados vuelos de seres humanos usando cometas. En el año 852 el andalusi Abbas Ibn Firnas se lanzo desde la mezquita de Cordoba con una enorme lona para amortiquar la caida, que paso a la historia llamado paracaidas. En el año 875 Abbas Ibn Firnas confecciono unas alas de maderas recubiertas de tela de seda,adornando con plumas de rapaces. Se lanzó y logró permanecer en el aire durante un breve espacio de tiempo. Este vuelo sirvio de inspiración para Eilmer de Malmesbury , que varios siglos después hacia el año 1010 recorrió más de 200 metros en el aire con un aparato similar. El artista e inventor Leonardo de Vinci se dedico a proyectar maquinas capaces de volar, como planeadores y ornitopteros.
.SIGLO XVIII-SIGLO XIX: AERONAVES MÁS LIGERAS QUE EL AIRE
El primer vuelo realizado con exito con un globo de aire caliente fue gracias a Bartolomeu Lourenço de Gusmao , que logró alcanzar el vuelo de un aerostato. El aparato consistia en un globo de papel grueso , que contenia un cuenco con fuego y consiguió elevarse mas de 20 palmos. El primer estudio de aviación de Emanuel Swedenborg. Este esbozo de máquinas voladoras que consistian en dos grandes alas que se movian a lo largo del eje del horizonte de la aeronave generando el empuje necesario para el aire. La fuerte barra en espiral descrita por Swedenborg es lo que se llama helice. El primer vuelo humano fue en Paris el 15 de octubre de 1783 en un globo cautivo.Dos meses después Jean-Francois Pilatre de Rozier y Francois Laurent d´Arlandes realizaron el primer vuelo en una máquina creada por el hombre. Los hermanos Montgolfier fabricaron otros globos,logrando varios vuelos con exito. Se extendió por Europa a lo largo del s.XVIII. Los globos permitian la relación entre altitud y atmosfera. Otros inventores como Heri Giffard invetaron el dirigle , que es una máquina más ligera que el aire y se diferencia del globo en que su dirrección puede ser controlada a traves de timones y motores. El primer vuelo controlado , de un dirigible fue el 24 de septiembre en Francia , contolado por Giffard.
.SIGLO XIX:PLANEADORES
Los inventores pasaron a inventar una máquina más pesada que el aire,que fues capaz de volar por medios propios. Los planeadores máquinas capaces de sustentar el vuelo controlado durante algún tiempo . En 1799 George Cayley diseñó un planeador moderno , que contaba con una cola para controlarlo y un lugar donde el piloto se podia colocar, por debajo del centro de gravedad del aparato . En 1856 Jean-Marie Le Bris,realizó el primer vuelo que planeó más alto que su punto de despegue.
.SIGLO XIX:AVIONES
Se realizarón algunos intentos de producción un avión,que despegase por medios propios. En 1843 William Henson registró la primera patente de una aeronave equipada con motores, helices y provista de una ala fija,que se conoce como avión. En 1890 Clement-Ader construyó un avión llamado Eole,equipado con un motor a vapor. Consiguió despegar en el Eole ,pero no consiguió controlar el aparato,se planteó construir un aeronave mayor. En 1884 Aleskandr Mozhaiski creó un monoplano. En la decada de 1990 usaron motores a gasolina y aeronaves menores.
El sueño de volar se remota a la prehistoria. Muchas leyendas y mitos de la antiguedad cuentan historias de vuelos como el caso del griego ,del vuelo Icaro. Leonardo de Vinci entre otros inventores diseño un avion en el siglo XV. El primer vuelo de avión fue realizado por Francois de Rozier y el marques de Alandes en 1783, en un aparato mas liviano que el aire , un globo de papel construido por los hermanos Montogolfier. Tras varios años de investigación , el 28 de agosto de 1883 John Joseph Montogomery fue la primera persona en realizar , un vuelo controlado con una máquina más pesada que el aire , un planeador. George Cayley sento las bases de la aerodinamica , ya construía y hacia votar prototipos de aeronaves de alas fijas desde 1803 con el fin de transportar pasajeros en 1853. El primer avión fue creado por Clement Arder , el 9 de octubre de 1890 , dicho avión consiguió despegar y volar 50 m. El 17 de diciembre de 1903 los hermanos Wright realizaron el primer vuelo , sostenido y controlado por un aerodino impulsado por un motor. Años más tardes , el 23 de noviembre de 1906 el brasileño Santos Dumont fue el primer hombre que despegó a bordo de un avión impulsado por un motor aeronáutico , estableciendo así el primer record mundial. En 1913 el primer cuatrimotor diseñado por el ruso Igor Sikorski y en 1912 Juan Guillermo Villasana crea la helice Anchuac fabricada de madera. Tras la primera Guerra Mundial los ingenieros entendieron que el rendimiento de la hélice , tenia su limite y comenzaron a buscar un nuevo metodo de propulsión , para alcanzar mayores velocidades. En 1930 Frank Whittle patenta sus primeros motores de turbina de compresor centrifugo y Hans Van Ohain hace lo propio en 1935 con sus motores de compresor axial de turbina. En Alemania , el 27 de Agosto de 1939 despegá el HE-178 de Heinkel que montaba un motor de Ohain , realizando el primer vuelo a reacción pura de la historia.
