Para que un avión (o un ave, pero no un insecto) vuele, lo mas necesario es que avance en el aire, que haya aire en movimiento que pase por encima y por debajo de las alas.
Para esto hay que empujar al avión, arrastrarlo, o dejarlo caer desde un acantilado: hacer que se mueva. Las aves saltan, corren, se dejan caer si son grandes: Éstas anidan en altas paredes desde donde pueden arrojarse hacia el suelo y remontar el vuelo. Los humanos empujamos los aviones mediante hélices o turbinas. Cuando el avión avanza, fuerza al aire a pasar por encima y por debajo de las alas La forma de las alas, curvada, y las alas redondeadas por delante, afiladas por detrás, es la responsable de la diferencia de presiones entre la parte baja y la parte alta del ala, que es lo que produce la sustentación, por unidad de área del ala.
La razon exacta de por qué la velocidad en toda la superficie superior del ala es menor que en la inferior aún no se conoce, tras 100 años de trabajos intensos de físicos experimentales, teóricos e ingenieros aeronáuticos. Tiene que ver con la forma en que la turbulencia se produce en borde de salida del ala, y la turbulencia es uno de los misterios de la física tras 150 años de estudio. Pero el hecho es que encima del ala hay mas velocidad del aire y debajo menos, dependiendo del ángulo de ataque del ala, es decir, el ángulo entre el ala y el viento, y las velocidad implica menos presion: El ala va succionada desde arriba y el avión, y la aves, se mantienen en vuelo.
La fuerza por unidad de superficie, hacia arriba, depende del ángulo de ataque, y del cuadrado de la velocidad relativa del avión contra el viento, aproximadamente la suma de la velocidad del viento, si el aire se está moviendo, más la velocidad propia del avión, ambas con respecto al suelo. La fuerza total es la fuerza por unidad de superficie multiplicada por el área de las alas.
Los aviones que se mueven a altas velocidades (y gastan mucha energía para ello) pueden tener alas relativamente pequeñas en superficie, pues la fuerza de sustentación, como crece con el cuadrado de la velocidad, aumenta mucho con ésta. Si a 100 km/h la fuerza es F, a 900 km/h la fuerza es 81 F, 81 veces mayor.
Si el avión se va a mover despacio, se precisan alas muy grandes.
El avión Solar 2 no va a quemar combustible para generar el avance, sino que va a utilizar la energía solar capturada por sus mismas alas. La superficie superior de las alas contiene 17000 celdas solares de un espesor de micras (milésimas de milímetros).Las ondas electromagnéticas del sol, en forma de luz, al caer sobre el silicio de las celdas, mueven sus electrones libres, como las ondas electromagnéticas de la televisión mueven los electrones libres en las antenas de las casas.
La energía de las ondas de luz es mucho mayor que la de las ondas de radio y de televisión, por unidad de superficie, y sirve para mover 4 motores eléctricos. Esta energía puede ser muy grande, pero su potencia, los watios, la energía por unidad de tiempo, no va a ser nunca superior a 800 watios por metro cuadrado de ala, que es la que en media llega del sol a la superficie de la Tierra etre los 40º de latitud sur, y 40º de latitud norte. Con las mejores celdas fotovoltaicas actuales, no llegara a 180 watios por metro cuadrado.
Si una parte de esa energía recibida por las alas del avión se debe almacenar para emergencias, o para vuelo nocturno, se pueden utilizar para impulsar las hélices solamente unos 100 watios por metro cuadrado de ala. El Solar 2 tiene una superficie alar de unos 500 metros cuadrados, y podría obtener 50 kw durante las horas de sol para moverse, y otros 40 kw para ser almacenados como energía eléctrica en baterías de último diseño.
El motor de un Prius desarrolla 72 kw, de manera que el Solar 2 tiene un 70% de la potencia de uno de los Prius que vemos por nuestras calles, pero obtenida toda ella mediante energía solar con celdas fotovoltaicas. En mi casa tengo instalada una potencia eléctrica de 13 kw, y lo más normal en las viviendas españolas es una potencia eléctrica entre 5 y 7 kw. El Solar 2 desarrolla, así, la potencia eléctrica de unas 7 viviendas estándar españolas.
Con esa potencia se puede mover a 90 km/h aquí abajo, donde hay bastante rozamiento del aire, y a 140 km/h a 8000 metros de altura: Como un Prius en el suelo. A estas velocidades y con las enormes alas de que dispone, la fuerza de sustentación es suficiente para mantener al avión en vuelo.
El avión Solar 2 es un prototipo de los aviones del futuro. Si alguien escribe: »No es nada comparado con los Airbus actuales», le tengo que responder dos cosas: Cuando los primeros Daimler salieron a las carreteras, los alemanes que los veían decían: »No tienen futuro: Los caballos los adelantan sin problemas».
La segunda, miren una foto del «Kitty Hawk» , y recuerden el avión en el que han realizado el último viaje.
Si hubiésemos rechazado la innovación porque los primeros modelos eran algo primitivo, estaríamos aún cazando a pedradas.
Aceptemos la innovación (como no se hace en las altas esferas españolas donde innovacion es equivalente a pecado).
O aceptemos volver a vivir, los que puedan hacerlo, de los conejos que cacen, si les alcanzan, lanzándoles piedras.
