Como voa um avião?

O voo começa com a asa. A sua secção transversal, o perfil aerodinâmico, é curva na parte superior e forma um pequeno ângulo com o ar que se aproxima. Enquanto o avião se move para a frente, a asa desvia o fluxo de ar para baixo e, ao mesmo tempo, o ar acelera sobre a superfície superior, o que reduz a sua pressão. A pressão mais alta por baixo e a pressão mais baixa por cima criam uma força resultante para cima: a sustentação. Quanto mais rápido se move a asa, mais sustentação gera, proporcionalmente ao quadrado da velocidade. É por isso que um avião precisa de acelerar numa pista antes de poder decolar, e é por isso que pode transportar mais carga quando voa rápido em ar denso e frio do que quando voa lento ou em ar rarefeito.

A asa só funciona se algo a mantiver em movimento, e essa é a tarefa dos motores. Uma hélice acelera uma larga coluna de ar para trás; um turbofan faz o mesmo com uma grande ventoinha e adiciona um jato de escape quente. Em ambos os casos, a reação ao volume de ar empurrado para trás impulsiona o avião para a frente. O impulso tem de superar o arrasto, que surge do atrito do ar sobre as superfícies, da pressão do ar deslocado e do custo da própria geração de sustentação. Quando o impulso excede o arrasto, o avião acelera; quando ambos se igualam, mantém uma velocidade constante.

Um avião controla-se moldando o fluxo de ar, em vez de se apoiar em algo sólido. Os ailerons articulados perto das pontas das asas movem-se em direções opostas para rolar o avião e inclinar numa curva. O leme de profundidade na cauda inclina o nariz para cima ou para baixo, alterando o ângulo de ataque da asa e, portanto, a sua sustentação. O leme de direção na cauda vertical guina o nariz para a esquerda ou direita e mantém as curvas coordenadas. Os flapes saem do bordo de fuga para gerar sustentação adicional a baixa velocidade na decolagem e aterragem, e os spoilers saem da ala para reduzir a sustentação e travar o avião no solo.

Um voo liga estes elementos. Na pista, os motores aceleram até à potência máxima e o avião acelera até que as asas o possam levantar, normalmente a 250-300 km/h num avião comercial. Durante a subida, o piloto mantém uma atitude ligeiramente elevada para que a sustentação exceda o peso. Em voo de cruzeiro, tudo se equilibra. Na aproximação, os flapes saem, a potência reduz-se e o avião desce ao longo de uma trajetória suave, tocando no solo à menor velocidade segura antes de os travões, spoilers e a reversão de impulso o levarem à paragem total.