Por que as asas são úteis para o voo?

Uma asa é uma superfície projetada para defletir o ar. Seu perfil, curvo na parte superior com o bordo de fuga inclinado para baixo, obriga o ar que passa por cima a mudar de direção e a escoar para baixo. Pela terceira lei de Newton, quando a asa empurra o ar para baixo, o ar empurra a asa para cima. Do ponto de vista da pressão, o ar acelera sobre a superfície superior e desacelera sob a inferior, de modo que a pressão sobre a asa é menor do que sob ela: essa diferença, integrada em toda a superfície, é a sustentação. Ambas as descrições são a mesma física, vistas de ângulos diferentes.

A sustentação aumenta com o quadrado da velocidade, com a área da asa e com o ângulo de ataque. Um avião comercial gera com suas asas uma força equivalente ao seu próprio peso, em troca de um arrasto que representa apenas uma fração disso: a razão de planeio de um jato comercial é de cerca de 17 para 1, e a de um planador supera 50 para 1. Isso significa que os motores só precisam fornecer um empuxo equivalente a uma pequena parte do peso. Um foguete, que não tem asas, precisa vencer todo o seu peso com empuxo direto e consome combustível a uma taxa muito maior.

Asas longas e estreitas, como as de um planador, geram sustentação com pouco arrasto induzido, mas são pesadas e difíceis de manobrar. Asas curtas e enflechadas, como as de um caça, comprometem a eficiência em baixa velocidade, mas permitem voar rápido. Os aviões comerciais buscam um equilíbrio com enflechamento moderado, alto alongamento e dispositivos de alta sustentação, flapes e slats, que aumentam a curvatura e a área quando é preciso decolar e aterrissar em baixa velocidade.