Avião

O avião é uma aeronave mais pesada que o ar. Uma aeronave é um avião quando possui asas fixas (mesmo que elas possuam partes móveis e/ou dobradiças).

Duas características comuns a todos os aviões são a necessidade de um fluxo constante de ar pelas asas para a sustentação da aeronave, e a necessidade de uma área plana e livre de obstáculos onde eles possam alcançar a velocidade necessária para decolar, ou diminuí-la, no caso de uma operação de pouso. A maioria dos aviões, porém, necessita de um aeroporto dispondo de uma boa infra-estrutura para receber adequada manutenção e reabastecimento, e para a deslocação de tripulantes, carga e passageiros, quando estes apresentam-se em número razoável. Enquanto a grande maioria dos aviões pousa e decola em terra, alguns são capazes de fazer o mesmo em corpos de águas calmas.

O avião é atualmente o meio de transporte civil e militar mais rápido do planeta. Aviões a jato comerciais podem alcançar até 875 km/h, e percorrer um quarto da esfera terrestre em questão de horas, e mesmo pequenos aviões monomotores são capazes de alcançar facilmente 175 km/h ou mais de velocidade de cruzeiro. Já aviões supersônicos, que operam atualmente apenas para fins militares, podem alcançar velocidades que superam em várias vezes a velocidade do som.

Componentes básicos

Seja um pequeno Cessna 140 ou um gigantesco Airbus A380, qualquer avião possui algumas características em comum:

Partes fixas

• A presença de asa(s): o que parece ser um par de asas é, na verdade, uma estrutura única rigidamente conectada com a fuselagem da aeronave. Os aviões podem ser monoplanos (uma asa), biplanos (duas asas) ou triplanos (três asas). A maioria dos aviões são monoplanos. A asa é também onde geralmente se armazena o combustível necessário para o empuxo da aeronave. Não se deve confundir a asa com o aerofólio.
• A presença de uma fuselagem (ou corpo principal): em aeronaves menores, o combustível necessário para o empuxo da aeronave é estocado na parte traseira do seu corpo principal.
• Um motor (propulsor) que serve para o empuxo da aeronave tanto no solo quanto no ar. Pode ser uma turbina ou um turbo-hélice. Os propulsores podem estar localizados sob ou sobre as asas e/ou na parte traseira ou frontal da fuselagem.

Partes móveis

• Os ailerons estão localizados na asa da aeronave. Atuam sempre ao mesmo tempo,mas em direcção inversa, para inclinar o avião em seu eixo longitudional, para que assim, o avião possa se girar em seu eixo longitudional.
• Leme: que se situa, na maioria dos aviões, na parte traseira da aeronave, também conhecida como cauda, é uma parte móvel da aeronave que serve, juntamente com os ailerons, para controlar a direção da aeronave.
• Os elevadores, também conhecido como estabilizador horinzontal, estão localizados em uma estrutura que parece um par de asas traseiras, mas que, na verdade, possui a função oposta à das asas. Esta estrutura, o aerofólio, serve como um contra-balanço da aeronave, dando equilíbrio à aeronave em vôo.
• Os profundores, localizados no aerofólio, permitem que o avião gire em seu eixo lateral, e assim, possa subir ou descer.
• Um trem de pouso ou trem de aterrissagem (trem de aterragem, em Portugal) que permite que o avião transite em solo.
• Os flaps, que mudam o perfil da asa do avião, ajudando na sustentabilidade e no controle da velocidade da aeronave no ar, ambas em operações de baixa velocidade - especialmente importantes nas operações de pouso e decolagem.

Sustentação

Um avião alça vôo devido a reações aerodinâmicas que acontecem quando ar passa em alta velocidade pela asa. Quando o ar passa pela asa, é forçado a passar ou por baixo ou por cima desta. O comprimento da asa é maior na parte superior e, segundo as leis da aerodinâmica, o fluxo de ar torna-se mais rápido, para compensar a maior distância a ser tomada. Isto diminui sensivelmente a pressão do ar sobre a asa; a diferença de pressão sob e sobre as asas cria a sustentação necessária para o vôo.

Também atuam na sustentação, em muito menor escala, as leis da inércia, formuladas por Isaac Newton: uma força atuando em uma dada direção e em um dado corpo tende a ser balanceado por outra força com mesma intensidade, e de direção oposta. Como as asas dos aviões tendem a fazer curva para baixo, é criado um fluxo de ar nesse sentido e, como conseqüência, o avião recebe um empuxo de mesma força no sentido oposto: para cima.

Os aviões necessitam de uma velocidade elevada para que a diferença entre a pressão do ar sob e sobre a asa seja suficiente para a sustentação da aeronave. Devido a essas altas velocidades, um avião precisa percorrer uma certa distância em solo, antes de alcançar a velocidade suficiente para a decolagem, o que justifica a necessidade de um terreno longo e plano para a atingir. Para aeronaves maiores e mais pesadas, maior terá de ser o comprimento da pista e a velocidade necessária para a decolagem, dado o maior esforço necessário.