POR QUE VUELA UNA COMETA

Por qué vuela una cometa

Por qué vuela una cometa, en realidad, el título de esta entrada debería ser:
Por que y como el viento afecta a una cometa, pero, da lo mismo, la idea ya se capta, ¿no?
Bien, esta vez vamos a ponernos bastante más técnicos. Vamos allá

Una cometa, o kite, es un perfil aerodinámico con un diseño determinado para aprovechar al máximo las fuerzas que se originan en las superficies o capas superior e inferior de la misma, por las variaciones de velocidad y presión que se van a crear a causa del viento cuando este perfil se sitúa en una corriente de aire.

Como cualquier objeto más o menos aerodinámico colocado en un plano inclinado contra el viento, en el que su borde de ataque esté más elevado que su borde de fuga, este objeto va  al mismo tiempo, osea, paralelamente, a experimentar arrastre y sustentación.

El teorema de Bernoulli defiende las relaciones entre la velocidad con que un fluido recorre cierta distancia y las diferencias de presión que ello va a tener en distintas formas aerodinámicas en función a esa velocidad y al espacio que recorran.

2 Daniel Bernoulli, kitesurf en Vung Tau blog

Daniel Bernoulli fue un físico suizo, miembro de una peculiar familia que tuvo entre sus filas una abrumadora cantidad de sabios y gente verdaderamente iluminada, que, con sus aportaciones, hicieron del mundo un lugar mucho más informado sobre el funcionamiento básico científico de las cosas.  Y, para el que quiera saber más, que escriba ese nombre en Google, y así veréis.

La 3ª Ley del movimiento de Newton, dice que para cada fuerza de acción hay una fuerza de reacción igual en intensidad pero de sentido contrario. Explicando que el flujo de aire deflectado hacia abajo al verse sometida una forma aerodinámica a la fuerza del viento produce una reacción compensatoria hacia arriba.

3 Isaac Newton, kitesurf en Vietnam - Vung Tau

De Isaac Newton si habréis oído hablar alguna vez, es el del episodio de la manzana, osea del que se dice que, durmiendo bajo un árbol, y resultando éste ser un manzano, una le cayó en la cabeza, lo que además de un posible chichón, también despertó en él la curiosidad de saber por que las cosas se caían … y de ahí, entre otros muchos descubrimientos, sus famosas tres leyes sobre el movimiento

Todo ésto de la manzana es más una historia que un hecho corroborable. Sea dicho ello.

Volviendo a nuestro asunto y llevando ésto al plano práctico: el viento al incidir en la cometa produce un flujo de aire en proporción a su ángulo de ataque y a la velocidad con que la cometa se mueve respecto a la masa de aire que la rodea.

De este flujo de aire, el que discurre por la parte superior del perfil tendrá una velocidad mayor que el que discurre por la parte inferior.

Esa mayor velocidad implica menor presión tal como el teorema de Bernoulli explica.   A causa de ello la superficie superior de una cometa soporta menos presión que la superficie inferior y esta diferencia de presiones produce una fuerza aerodinámica que empuja la cometa de la zona de mayor presión (abajo) a la zona de menor presión (arriba), conforme a la Tercera Ley del Movimiento de Newton

1 sustentacion cometas y kitesurf

La corriente de aire que fluye a mayor velocidad por encima de la cometa, al confluir con la que fluye por debajo deflecta a esta última hacia abajo, produciéndose una fuerza de reacción adicional hacia arriba. La suma de estas dos fuerzas es lo que se conoce por fuerza de sustentación, que es la causante de mantener la cometa en el aire.

Con respecto a los aviones, cuyas alas son similares a una cometa, a una de tipo foil, para ser más exacto, un ala produce sustentación debido a que la forma del perfil, curvado por arriba y  más plano por abajo, lo que obliga al aire que pasa por encima a recorrer más distancia que al que pasa por debajo – ésto, independientemente de foil o tubo, se dá en ambos tipos de cometa-.

Esta teoría implica que es necesario que un perfil tenga diferencia de curvatura entre su parte superior e inferior, mayor longitud en la parte superior, y segundo, que la parcela de aire dividida por el perfil recorra éste por arriba y por abajo en el mismo tiempo para encontrarse en la parte posterior de dicho perfil.

 

TEST TUNEL DE VIENTO FLYSURFER

http://vimeo.com/3498861

Fotografías tomadas en túneles de viento a perfiles sustentadores tales como cometas tipo foil o alas de aviones revelan que la capa de aire que recorre la parte superior a pesar de la mayor distancia lo hace en un tiempo menor que la capa que recorre la parte inferior y ambas capas de aire no vuelven a coincidir en el borde de salida.

Aparentemente los principios de porqué vuela un avión son válidos independientemente de la simetría o asimetría del perfil y de la diferencia de curvatura entre las superficies superior e inferior.

Si la sustentación dependiera únicamente de la forma del ala, y aunque ésta no cambia de forma con el vuelo, no habría forma de variar esa sustentación:  El aeroplano sólo soportaría su peso a una velocidad determinada y además sería inestable e incontrolable.

Ahora alguien se preguntará: Cómo puede volar un Airbus  el A380 osea el grande grande, de esos que pesan 11 toneladas?

A la aerodinámica que rodea todo el proyecto añadele la velocidad de partida que debe ser de unos  300 y pico kms por hora o 180 nudos para se exactos , siendo 1 nudo es igual 1.852 kilómetros y ahí empieza todo

8 aerodinamica y perfil eficiente en el kitesurf

En un avión se regula la sustentación mediante el control del ángulo de ataque de las alas y la velocidad a la que el avión se desplaza.

En una cometa, lógicamente, después de lo explicado anteriormente, se deduce el efecto que las fuerzas a la que la somete el viento, tenga sus características consecuencias

Todo esto que acabo de explicar superficialmente, dá una idea de como esto se puede llevar al plano de la investigación y el diseño, con lo que se comprende que comentarios al respecto de

“este modelo de este año es mucho mejor necesariamente que el del año pasado por tal y tal razón”

son susceptibles de una infinita variedad de alternativas en un ámbito variado, en tejidos, distribucion de pesos, perfiles más o menos agresivos, etc

Sobre las distintas posibilidades al respecto de sustentación, comportamiento de vuelo, tracción, velocidad de giro, y demás, también hay mucho que decir y esto se ha visto demostrado a través de la evolución en el diseño de los últimos modelos de Flysurfer, especialmente el modelo Soul

Soul-Flysurfer foil - kitesurfing en Vietnam

 

https://flysurfer.com/project/soul/

De igual forma, es importante considerar lo que hace que unas cometas sean más propias de un tipo u otro de navegación: lease, olas, freestyle, salto, etc …

Diseños de cometas curvadas y con diferencia de curvatura entre la parte superior e inferior, así mismo, responden a razones prácticas, pues estos perfiles pueden llegar a mejoran la sustentación o bien actuar en la incidencia del perfil en el viento que el kite recibe y de ahí alcanzar mejores características de, por ejemplo, navegación en ceñida

Cuando ya se entiende por qué vuela una cometa

Y ahí, ya, cada uno que elija.  A mi, me llevó mucho tiempo, muchos años, tantos como 23 años de práctica con todo tipo de cometas, de tubo y de foil, y de uso de las mismas

Desde esa experiencia, y del estudio y corroboración posterior de los efectos, tanto inmediatos como secundarios para llegar a entender estas cosas del comportamiento, salto, depower, velocidad, etc

Y de ahí, la capacidad y el conocimiento necesario para considerar asuntos como durabilidad, peso y facilidad para volar en vientos mínimos, tanto como ya en los más recientes modelos de Flysurfer incluso en vientos fuertes

Por ello, mi decisión personal es elegir, sin ningún tipo de duda, las cometas de tipo foil, como plano superior e inferior del que disponen, en comparación con el perfil que ofrece una cometa de tubo

Si en vientos suaves, los kites de tipo hinchable o de tubo, son netamente inferiores respecto a las cometas inflables, debido a su exceso de peso e incluso en vientos fuertes, pueden resultar inestables con sus inevitables y descorazonadores flameos

asociacion aprende a navegar kite club en Vung tau