Sabia…
Por que um avião voa?
Resposta direta
Um avião voa porque as asas desviam o ar para baixo e o ar empurra de volta com uma força para cima: a sustentação. A forma e o ângulo de ataque criam menor pressão em cima do que embaixo. Os motores fornecem o empuxo que faz o ar passar rápido o suficiente sobre a asa, até que sustentação e peso se equilibrem.

Quatro forças, um equilíbrio
Um avião em voo estável está sujeito a quatro forças: sustentação, peso, empuxo e arrasto. O peso o puxa para a Terra. O empuxo das hélices ou dos motores a jato o impulsiona para frente. O arrasto, a resistência do ar, atua em sentido contrário. A sustentação, gerada principalmente pelas asas, atua para cima e mantém o avião no ar. No voo nivelado e não acelerado, a sustentação equivale ao peso e o empuxo equivale ao arrasto, e toda a questão de por que um avião voa se reduz a como uma asa gera sustentação.
Como uma asa gera sustentação
Uma asa tem forma e inclinação tais que o ar que passa por ela é desviado para baixo. A terceira lei de Newton oferece a explicação mais simples: a asa empurra uma grande massa de ar para baixo, e o ar empurra a asa para cima com força igual. A visão da pressão diz a mesma coisa com outras palavras. O ar que passa sobre a superfície superior, curva e mais longa, e em torno da asa inclinada, acelera e sua pressão cai, enquanto o ar sob a asa é desacelerado e levemente comprimido. A diferença de pressão entre as duas superfícies, somada em toda a área da asa, resulta na sustentação. O princípio de Bernoulli e as leis de Newton não são explicações concorrentes, mas duas visões de um único fluxo; a ideia popular de que o ar sobre e sob a asa deve chegar ao bordo de fuga ao mesmo tempo está errada, e imagens de túnel de vento mostram que o fluxo de cima chega bem antes.
Duas variáveis são decisivas. A primeira é a velocidade de voo: a sustentação cresce com o quadrado da velocidade, por isso um avião comercial precisa de cerca de 250 a 300 km/h (135-160 kn) antes de poder decolar da pista, e por isso pode voar em cruzeiro com muito menos potência do que na decolagem. A segunda é o ângulo de ataque, o ângulo entre a corda da asa e o ar que se aproxima. Levantar o nariz aumenta o desvio do ar e a sustentação, até certo ponto. Além de um ângulo crítico, normalmente 15 a 20 graus numa asa convencional, o fluxo na superfície superior se separa e a sustentação entra em colapso: é o estol, e boa parte da formação básica de um piloto gira em torno de evitá-lo.
Por que a forma importa menos do que se pensa
Uma tábua plana inclinada gera sustentação, como mostra qualquer avião de papel, e uma asa simétrica também voa perfeitamente de cabeça para baixo, por isso aviões acrobáticos conseguem manter voo invertido. Perfis curvos são escolhidos porque geram sustentação com menos arrasto e entram em estol de forma mais suave, não porque sejam a única maneira de voar. Flapes e slats são estendidos em baixa velocidade para aumentar a curvatura e a área, por isso a asa de um avião comercial pousando parece tão diferente da mesma asa em cruzeiro. Os motores não levantam o avião; eles fornecem a velocidade de avanço que faz o ar fluir sobre a asa, e um planador, sem motor algum, voa trocando altitude exatamente por esse fluxo de ar.
Mais perguntas

Física do voo
Por que o piloto de um Corsair não pode aplicar toda a potência ao arremeter após uma aterragem falhada no porta-aviões?
Porque a baixa velocidade e com potência elevada o Corsair deixava cair a asa esquerda de repente e quase sem aviso, por efeito do torque da hélice. Se os… mais…

Física do voo
O que significava a frase «virar com intenção de girar» entre os pilotos de F-104?
Era uma piada dos pilotos canadianos de F-104: inclinar o avião «com intenção de virar» aludia à sua fraca curva a baixa velocidade. A sua capacidade de curva… mais…

Julian Herzog (Website) (CC BY), vía commons Física do voo
O que é a «proteção de envelope» estreada pelo A320?
É um conjunto de limites incorporados no software de comandos de voo: calcula o envelope de voo, adiciona-lhe uma margem de segurança e impede comandos do… mais…

Julian Herzog (Website) (CC BY), vía commons Física do voo
Para que serve o pacote SHARP do A320?
O SHARP (SHort AiRfield Package) melhora o desempenho de decolagem e aterragem em pistas curtas e foi concebido para aumentar a sustentação a baixa… mais…

Física do voo
Que defeito arruinou o caça totalmente metálico V-141 da Vought?
Não foi um único defeito: os testes mostraram que o V-141 continuava a voar mal, era propenso a entrar em parafuso e sofria ainda de flutter na cauda, por… mais…

Física do voo
Que túnel de vento a NACA usou para estudar o Corsair, e qual era o seu tamanho?
O túnel a escala real 30- by 60-Foot Tunnel do Langley Research Center, em Hampton, Virgínia. A NACA inaugurou a instalação em 27 de maio de 1931 e nela… mais…