¿Qué es un aerostato?

Comparte

Un aerostato es una aeronave provista de uno o más recipientes llenos de un gas más ligero (de menor densidad) que el aire, que puede elevarse o permanecer inmóvil en el mismo.

Los aerostatos incluyen los globos aerostáticos, los dirigibles y los Helikites. La palabra aerostato proviene del vocablo francés “aérostat“, y este del griego “aer“, aire, y “statos“, quieto. Existen aerostatos de aire caliente y aerostatos de gas.

Están compuestos por una bolsa, denominada vela, que contiene una masa de gas o aire caliente más ligera que el aire exterior. En la parte inferior de la bolsa se puede unir una estructura sólida denominada barquilla o se le puede atar cualquier tipo de cuerpo, como por ejemplo un sensor. Los aerostatos no dirigibles se dejan llevar por las corrientes del aire, aunque algunos pueden controlar su elevación.

Los globos aerostáticos son aerostatos no propulsados ni dirigibles, mientras que los dirigibles son propulsados y guiados. En caso de que un globo esté amarrado permanentemente, se denomina globo cautivo.

Los aerostatos incluyen globos sin motor y dirigibles con motor. Un globo puede volar libremente o estar amarrado.

La densidad media de la nave es menor que la densidad del aire atmosférico, debido a que su componente principal es una o más bolsas de gas, una piel liviana que contiene un gas de elevación (incluido el aire caliente y los gases que tienen una densidad menor que el aire) para proporcionar flotabilidad, a la que se adjuntan otros componentes como una góndola que contiene equipos o personas. Especialmente en los dirigibles, las bolsas de gas a menudo están protegidas por una envoltura exterior.

Los aerostatos se denominan así porque utilizan sustentación aerostática, que es una fuerza de flotación que no requiere movimiento a través de la masa de aire circundante. Esto contrasta con los aerodinos ​​que utilizan principalmente sustentación aerodinámica que requiere el movimiento de la superficie de un ala a través de la masa de aire circundante.

Históricamente, todos los aerostatos fueron llamaban globos. Los tipos propulsados ​​capaces de vuelo horizontal se denominaron globos dirigibles o simplemente dirigibles (del francés dirigible que significa orientable). Estos aerostatos propulsados ​​más tarde se llamaron dirigibles, y el término “globo” se reservó para los tipos sin propulsión, ya fueran atados o flotando libremente.

Más recientemente, la Oficina de Accountability del Gobierno de los Estados Unidos ha utilizado el término “aerostato” en un sentido diferente, para distinguir el globo estáticamente atado del dirigible que vuela libremente.

Tipos de aerostatos

Balloons o globo aerostático: Un globo es un aerostato sin motor que no tiene ningún medio de propulsión y debe estar atado a un cable largo o permitir que se mueva libremente con el viento. Aunque un globo libre viaja a la velocidad del viento, lo hace con el viento, por lo que para un pasajero el aire se siente tranquilo y sin viento. Para cambiar su altitud sobre el suelo, debe ajustar la cantidad de sustentación o descartar el peso de lastre. Los usos notables de los globos de vuelo libre incluyen globos meteorológicos y globos deportivos.

Un globo atado está sujeto por una o más líneas de amarre o ataduras. Tiene suficiente sustentación para mantener la línea tensa y su altitud se controla introduciendo o extrayendo la línea. Un globo atado siente el viento. Un globo redondo es inestable y se balancea con vientos fuertes, por lo que el globo cometa se desarrolló con una forma aerodinámica similar a un dirigible no rígido.

Tanto los globos tipo cometa como los dirigibles no rígidos a veces se denominan “dirigibles”. Los usos notables de globos atados incluyen globos de observación y globos de bombardeo y los usos notables de globos sin ataduras incluyen globos de espionaje y globos de fuego.

Dirigibles: Un dirigible es un aerostato propulsado que vuela libremente y se puede dirigir. Los dirigibles se dividen en tipos rígidos, semirrígidos y no rígidos, estos últimos a menudo conocidos como dirigibles.

Un dirigible rígido tiene un marco exterior o una piel que rodea las bolsas de gas de elevación en su interior. La envoltura exterior mantiene su forma incluso si las bolsas de gas están desinfladas. Los grandes dirigibles zepelín del siglo XX eran tipos rígidos.

Los del tipo semirígido tienen una bolsa de gas desinflable como uno no rígido pero con una estructura de soporte para ayudarla a mantener su forma mientras está en el aire. El primer dirigible práctico, el Santos-Dumont No. 6 era un semirígido.

Un dirigible no rígido se desinfla como un globo cuando pierde gas. Los dirigibles de Goodyear siguen siendo algo común en los Estados Unidos.

Algunos dirigibles obtienen una sustentación adicional aerodinámicamente a medida que viajan por el aire, utilizando la forma de su envoltura o mediante la adición de aletas o incluso alas pequeñas. Los tipos diseñados para explotar este efecto de elevación en un crucero normal se denominan dirigibles híbridos.

Aerostato

Gases de levante

Para proporcionar flotabilidad, cualquier gas de elevación debe ser menos denso que el aire circundante. Un globo de aire caliente está abierto en la parte inferior para permitir la entrada de aire caliente, mientras que el globo de gas se cierra para evitar que escape el gas de elevación (frío). Los gases de elevación comunes incluyen hidrógeno, gas de carbón y helio.

Aire caliente

Cuando se calienta, el aire se expande. Esto reduce su densidad y crea sustentación. Pequeños globos de aire caliente o linternas se han volado en China desde la antigüedad. El primer aerostato moderno para levantar personas, fabricado por los hermanos Montgolfier, fue un globo aerostático. Sin embargo, la mayoría de los primeros globos eran globos de gas. El interés por el deporte de los globos aerostáticos volvió a despertar en la segunda mitad del siglo XX e incluso se han volado algunos dirigibles aerostáticos.

Hidrógeno

El hidrógeno es el más ligero de todos los gases y un globo de hidrógeno tripulado se voló poco después de los hermanos Montgolfier. No es necesario quemar combustible, por lo que un globo de gas puede permanecer en el aire mucho más tiempo que un globo de aire caliente. También es más seguro si no hay llama a bordo, ya que los materiales utilizados para fabricar aerostatos son inflamables. El hidrógeno pronto se convirtió en el gas de elevación más común tanto para globos como, más tarde, para dirigibles. Pero el hidrógeno en sí es inflamable y, después de varios desastres importantes en la década de 1930, dejó de utilizarse.

Gas Coque (Coal Gas)

El gas de carbón está compuesto por una mezcla de metano y otros gases, y normalmente tiene aproximadamente la mitad del poder de elevación del hidrógeno. A finales del siglo XIX y principios del XX, las obras municipales de gas se hicieron comunes y proporcionaron una fuente barata de gas de extracción. Algunas obras lograron producir una mezcla especial para eventos de globo, incorporando una mayor proporción de hidrógeno y menos monóxido de carbono, para mejorar su poder de elevación.

Helio

El helio es el único gas de elevación que no es inflamable ni tóxico, y tiene casi tanto (alrededor del 92%) de poder de elevación como el hidrógeno. No se descubrió en cantidad hasta principios del siglo XX, y durante muchos años solo Estados Unidos tuvo la cantidad suficiente para usar en aeronaves. Casi todos los globos de gas y aeronaves ahora usan helio.

Gases de baja presión

Aunque actualmente no es práctico, puede ser posible construir una estructura rígida más liviana que el aire que, en lugar de inflarse con aire, esté al vacío con respecto al aire circundante. Esto permitiría que el objeto flotara sobre el suelo sin ningún tipo de calor o gas de elevación especial, pero los desafíos estructurales de construir una cámara de vacío rígida más liviana que el aire son bastante significativos. Aun así, puede ser posible mejorar el rendimiento de aeróstatos más convencionales intercambiando el peso del gas por el peso estructural, combinando las propiedades de elevación del gas con vacío y posiblemente calor para una elevación mejorada.


Comparte

Be the first to comment on "¿Qué es un aerostato?"

Leave a comment

Your email address will not be published.


*