Aeróstato

    https://commons.wikimedia.org/wiki/File:2006_Ojiya_balloon_festival_011.jpg

    Aeronaves carentes de elemento propulsor alguno, los aeróstatos utilizan el principio de Arquímedes para navegar. Por este motivo, en su movimiento, aprovechan las corrientes de aire. También se conocen por el nombre de globos por su forma esférica y por estar llenos de un gas más ligero que el aire. Generalmente, en su parte inferior llevan una barquilla capaz de transportar personas.

    El funcionamiento físico de los aeróstatos se basa en las ecuaciones de la mecánica de fluidos y, en concreto, de la aerodinámica. Si se designa por V el volumen del globo y por d a la densidad del aire, el empuje que experimenta el aeróstato es:

    E = V · d · g

    Por tanto, la fuerza que le hace ascender, que será la diferencia entre ese empuje y el peso del gas, llamando m a la masa de éste, se obtiene como:

    F = V · d · g – m · g

    Si se denota por d’ la densidad del gas, se cumplirá que:

    m = V · d’

    y:

    F = V · d · g – V · d’ (1)

    A medida que se produce el ascenso del aeróstato, tanto la densidad del gas que contiene como la del aire disminuyen. No obstante, al ser igual para ambos la presión y la temperatura, existe proporcionalidad en ese descenso, de manera que el cociente:

    es constante. Ello permite escribir (1) en la forma:

    F = V· g (d – d’) F = V · d’ · g · F = m · g ·

    La anterior expresión indica que la fuerza que provoca la ascensión es proporcional a la masa de gas que contiene el globo, permaneciendo constante mientras ésta no varíe.

    Cuando el globo despega, la tela de su cubierta no está tensa porque la presión de su gas interior no es muy grande. Después, a medida que asciende, la presión gaseosa, al disminuir la presión atmosférica, es cada vez mayor, con lo que la tela queda con máxima tirantez y con riesgo de romperse.

    Para evitar este peligro, el globo posee una boquilla o apéndice que expulsa gas, lo que disminuye el valor de la fuerza ascensional. Cuando se haya equilibrado dicha fuerza con el peso total del artilugio (globo más barquilla más pasajeros), el aeróstato habrá alcanzado su altura máxima.

    Los aeróstatos dotados de motor dieron lugar a los dirigibles, los cuales tuvieron una gran importancia, primero por sus usos bélicos y, más tarde, por su aplicación al transporte aéreo. En este sentido, destacan los trabajos del alemán Ferdinand von Zeppelin y de uno de los aparatos más conocidos salidos de su factoría, el Hindenburg.