Toda aeronave mais pesada que o ar, seja um planador ou um avião a jato, depende da aplicação da energia mecânica ao ar circundante, de forma a receber um impulso para cima, sustentando-a contra as forças de gravidade. Para que a nave se mantenha no alto, é necessária uma entrada contínua de energia, que proporcione o movimento para a frente, contra a resistência do ar. As hélices, jatos ou foguetes, acionados por motor, fornecem o impulso necessário não só à permanência no ar, como também à subida do aparelho ou decolagem.
Basicamente, um avião é composto de uma fuselagem em forma de charuto, para transportar a tripulação, a carga e os passageiros, um par de asas, localizado mais ou menos no meio da estrutura, e uma empenagem traseira, formada por um plano horizontal e um leme de direção vertical. Além disso, há um ou mais motores, montados praticamente em qualquer lugar do avião, desde o interior da fuselagem propriamente dita, até as pontas das asas.
Nesse tipo de avião, a sustentação se concentra geralmente nas asas; assim, o centro de sustentação destas corresponde, normalmente, ao centro de gravidade do avião.
O formato da asa do avião faz com que o ar que passa em cima dela se movimente mais depressa do que o ar que passa embaixo. Isso ocorre devido às diferentes curvaturas na parte superior e inferior da asa.
Acontece que quanto maior a velocidade do ar, menor sua pressão. Por isso a asa do avião sofre pressão do ar maior na parte inferior das asas e menor na parte superior, o que resulta numa força de sustentação.
A sustentação produzida pelas asas varia com a velocidade do avião. Quanto mais rápido ele voar, mais sustentação será produzida. Assim, o aparelho tem que ganhar uma velocidade considerável no solo antes de obter sustentação suficiente para decolar. Maiores velocidades implicam em maior resistência do ar (mais dificuldade para o avanço). Por isso os jatos e outros aviões de alta velocidade têm asas mais delgadas, que oferecem pouca resistência.
Quando em movimento quatro forças agem sobre o avião: A tração dos motores, o peso da gravidade, a sustentação provocada pelo movimento e o arrasto devido ao atrito com o ar e turbulências.
Um dispositivo conhecido como flap (B) foi desenvolvido para modificar uma seção da asa, a fim de que a sustentação possa ser alterada pelo piloto. Quando movimentados para baixo, os flaps aumentam a resistência ao avanço, diminuindo a velocidade do aparelho.
Durante o vôo, o avião tem que se mover de três maneiras básicas: num ângulo vertical - para cima e para baixo; num ângulo horizontal - de um lado para outro; e rolando ao redor de um eixo longitudinal. O movimento vertical é controlado pelas superfícies móveis, chamadas elevadores (C). Movendo-se esses elevadores para cima, o avião tem a sua frente levantada, em posição de subida. Baixando-se os elevadores, o efeito é exatamente o oposto.
Controla-se o movimento horizontal por meio de uma superfície móvel no estabilizador vertical, conhecido como leme (D). No caso de apenas o leme ser usado, o avião "derrapa" lateralmente, pois não há uma força contrária horizontal que evite o avião de continuar a virar. Movendo-se os ailerons (A), superfícies de controle nas extremidades das asas, o avião pode ser forçado a se inclinar ou rolar para o lado interno da curva, ao mesmo tempo que o leme o faz girar de tal maneira que ele se inclina na direção do centro da curva, como, por exemplo, numa bicicleta.
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