¿Cómo se mantiene un avión en el aire?

Todo avión en vuelo está sometido a las mismas cuatro fuerzas. El peso lo atrae hacia el suelo. La sustentación, producida por las alas al moverse a través del aire, actúa hacia arriba y se opone al peso. El empuje de las hélices o los motores a reacción impulsa el avión hacia delante, y la resistencia, la oposición del aire, tira hacia atrás. Cuando el avión vuela en crucero a altura y velocidad constantes, estas fuerzas se anulan exactamente: la sustentación iguala al peso, el empuje iguala a la resistencia. No hay fuerza neta, así que, por la primera ley de Newton, el avión sigue haciendo lo que ya estaba haciendo, que es volar recto y nivelado. No lo sostiene nada exótico; simplemente está en equilibrio.

Ese equilibrio no es automático, y gran parte del trabajo del piloto, o del autopiloto, consiste en mantenerlo. La sustentación depende en gran medida de la velocidad del aire y del ángulo del ala respecto al flujo de aire. Si el avión frena, la sustentación cae por debajo del peso y comienza a descender; el piloto compensa levantando un poco el morro, aumentando el ángulo de ataque, o añadiendo potencia. A medida que se consume combustible durante un vuelo largo, el avión se vuelve más ligero, por lo que necesita algo menos de sustentación, y los aviones comerciales suelen ascender por etapas hacia un aire más tenue donde el ala produce exactamente la sustentación ahora necesaria a la misma velocidad. Los compensadores (trim) y los ajustes del estabilizador permiten a la tripulación mantener el equilibrio sin un esfuerzo constante sobre los mandos.

Entender el equilibrio también explica lo que ocurre cuando se altera. Si los motores se detienen, el empuje desaparece, pero la sustentación no: el avión cambia altitud por velocidad y planea, cubriendo normalmente unos 15 km de distancia por cada kilómetro de altura en el caso de un avión comercial moderno, por lo que los fallos de motor suelen ser sobrevivibles. Si el piloto levanta demasiado el morro a baja velocidad, el flujo de aire se separa del ala y la sustentación se desploma en una entrada en pérdida; la recuperación consiste en bajar el morro y recuperar velocidad para que el ala vuelva a funcionar. En un viraje, parte de la sustentación se inclina hacia un lado para cambiar de dirección, así que el ala debe producir más sustentación total que en vuelo nivelado, y el piloto lo siente como un aumento de la carga en g. En todos los casos, el avión permanece en el aire solo mientras las cuatro fuerzas puedan volver a equilibrarse.