Um avião, ou aeroplano, 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.

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.

Tipos de aviões

Aviões turbo-hélices

Os aviões turbo-hélices fazem uso de motores de combustão, que por sua vez, fazem girar uma hélice, que cria o empuxo necessário para a movimentação da aeronave para frente. São relativamente silenciosos, mas possuem velocidades, capacidade de carga e alcance menores do que os similares a jato. Porém, são sensivelmente mais baratos e econômicos do que os aviões a jato, o que os torna a melhor opção para pessoas que desejem possuir um avião próprio ou para pequenas companhias de transporte de passageiros e/ou carga.

Aviões a jato

Aviões a jato fazem uso de turbinas para a criação da força necessária para a movimentação da aeronave para frente. Aviões a jato possuem muito mais força e criam um empuxo muito maior do que aviões que fazem uso de turbo-hélices. Como conseqüência, podem carregar muito mais peso e possuem maior velocidade do que turbo-hélices. Um porém é a grande quantidade de som criada por uma turbina; isto torna aviões a jato uma fonte de poluição sonora.

Grandes widebodies ("corpos largos"), como o Airbus A340 e o Boeing 777, podem carregar centenas de passageiros e várias toneladas de carga, podendo pecorrer uma distância de até 13 mil quilómetros - pouco mais que um quarto da circunferência terrestre.

Aviões a jato possuem altas velocidades de cruzeiro (700 a 900 km/h) e velocidades de decolagem e pouso (150 a 250 km/h).

Numa operação de aterrisagem, devido à alta velocidade, o avião a jato faz grande uso dos flaps para permitir uma aproximação em velocidade mais baixa (pois estes aumentam a superfície das asas e consequentemente a sustentação), e do reverso (a turbina gera um fluxo de ar para frente, e não para trás), com o intuito de diminuir a velocidade da aeronave após tocar o solo

Aviões super-sónicos

Aviões super-sónicos, como o Concorde e caças militares, fazem uso de turbinas especiais, que geram a maior potência necessária para o vôo mais rápido que a velocidade do som. Além disso, o desenho do avião super-sônico apresenta certas diferenças com o desenho em aviões sub-sônicos, tudo de modo a superar do modo mais fácil possível a barreira do som.

O vôo em velocidade super-sônica cria muito mais poluição sonora do que o vôo em velocidades sub-sónicas. Isto limita os vôos super-sónicos a áreas de baixíssima ou nenhuma densidade populacional. Quando passam em uma área de maior densidade populacional, os aviões super-sónicos são obrigados a voar em velocidade sub-sónica.

História

O sonho de voar remonta, para o Homem, desde a pré-história. Muitas lendas, crenças e mitos da antiguidade envolvem ou possuem fatos relacionados com o vôo, como a lenda grega de Ícaro. Leonardo da Vinci, entre outros inventores visionários, desenhou um avião, no século XV. Com o primeiro vôo feito pelo homem (François Pilatre de Rozier e François d'Arlandes) numa aeronave mais leve que o ar, um balão, o maior desafio tornou-se a criação de uma máquina mais pesada do que o ar, capaz de alçar vôo por meios próprios.

Anos de pesquisas por muitas pessoas ávidas do tão sonhado vôo produziram resultados fracos e lentos, mas contínuos. Em 28 de agosto de 1883, John J. Montgomery tornou-se a primeira pessoa a fazer um vôo controlado em uma máquinam mais pesada do que o ar, em um planador. Outros aviadores que fizeram vôos semelhantes naquela época foram Otto Lilienthal, Percy Pilcher e Octave Chanute.

No começo do século XX, o primeiro vôo numa máquina mais pesada do que o ar, capaz de gerar a potência e sustentação necessária por si mesmo, foi realizada. Porém, isto é um fato polêmico, em que um de dois aviadores são creditados: o brasileiro Alberto Santos Dumont ou os irmãos americanos Wilbur e Orville Wright

Os irmãos Wright são creditados como os responsáveis pelo primeiro vôo num avião, na maior parte do mundo, incluindo os Estados Unidos. O primeiro vôo dos irmãos foi realizado em 17 de dezembro de 1903, em Kitty Hawk. Críticos dos irmãos afirmam que este vôo não teve testemunhas credíveis (4 salva vidas e um garoto), dado o isolamento com que haviam sido feitos os testes. Outro fato mencionado é o uso de uma catapulta, para a decolagem da aeronave criada pelos irmãos, o Flyer. Porém, outros especialistas alegam que o importante em um avião é a capacidade de vôo, e que o uso da catapulta não é importante - alegando que caças militares em porta-aviões também fazem uso de catapultas, e mesmo assim, não deixam de ser aviões por causa disso. O que se ignora é o fato de que estes últimos se mantêm voando após catapultados, enquanto que o aparelho dos irmão Wright caiu após poucos segundos.

Vários especialistas dão a Alberto Santos Dumont o crédito de ter sido a primeira pessoa a realizar um vôo numa aeronave mais pesada do que o ar por meios próprios, dado que o Kitty Hawk dos irmãos Wright só deixou de necessitar definitivamente do uso da catapulta em 1908. O vôo de Santos Dumont foi realizado no 14-Bis, em Paris, França. O vôo não somente foi bem testemunhado por locais e pela imprensa, como foi verificado por vários aviadores e autoridades. Porém, Santos Dumont é creditado como a primeira pessoa a realizar um vôo em um avião apenas no Brasil, e, em menor escala, na França e em Portugal, sendo isto matéria de debate até hoje.

Guerras na Europa, em especial, a Primeira Guerra Mundial, serviram como palco de testes para o uso do avião como armamento. Primeiramente visto por generais e comandantes como um "brinquedo", o avião provou ser uma máquina de guerra capaz de causar sérios estragos nas linhas inimigas. Na primeira guerra, grandes ases surgiram, dos quais o maior foi o alemão Barão Vermelho. Do lado aliado, o ás com a maior quantidade de aeronaves abatidas foi René Fonck, da França.

Após a primeira guerra mundial, os aviões passaram por inúmeros avanços tecnológicos. Charles Lindbergh tornou-se a primeira pessoa a cruzar o Oceano Atlântico num vôo solo sem escalas, em 20 de maio de 1927. Os primeiros vôos comerciais foram realizados entre os Estados Unidos e o Canadá, em 1919. A turbina a jato estava em desenvolvimento na década de 1930, sendo que aviões a jato militares já estavam operando nos anos 40.

Os aviões desempenharam um papel fundamental na Segunda Guerra Mundial, tendo presença, seja majoritária ou minoritária, em todas as batalhas mais importantes e conhecidas da guerra, especialmente no Ataque a Pearl Harbor, nas batalhas do Pacífico e no Dia D. Também constituíam parte essencial de várias das novas estratégias militares da época, como a Blitzkrieg alemã ou os porta-aviões americanos e japoneses.

Em outubro de 1947, o americano Chuck Yeager, no seu Bell X-1, foi a primeira pessoa a ultrapassar a barreira do som. O recorde mundial de velocidade para um avião de asa fixa tripulada é de 7 297 km/h, Mach 6,1, da aeronave X-15.

Aviões, tanto militares quanto civis, continuaram a alimentar Berlim Ocidental com suprimentos, em 1948, quando o acesso a suprimentos via ferrovias e estradas à cidade, completamente cercada pela Alemanha Oriental, foi bloqueado, por ordem da União Soviética.

O primeiro jato comercial, o De Havilland Comet, foi introduzido em 1952, e o primeiro jato comercial de sucesso, o Boeing 707, ainda nos anos 50. O Boeing 707 iria desenvolver-se depois no Boeing 737, a linha de aviões de passageiros mais usada do mundo, no Boeing 727, outro avião de passageiros bastante usado, e no Boeing 747, o maior avião comercial do mundo até 2005, quando foi superado pelo Airbus A380.

Aviões produzidos desta maneira, porém, são uma minoria. Dada a sua delicadeza, aviões que são construídos por companhias construtoras de aviões com o objectivo de os comercializar em quantidade para outros clientes precisam passar por um processo minucioso e demorado de planejamento, por motivos de segurança impostos pelo órgão de aviação ou de transportes do país à companhia construtora. Isto pode durar até 4 anos, em pequenos turbo-hélices, a 12 anos, em aviões com o porte do A380. A Federal Aviation Administration, por exemplo, exige que a asa fixada à fuselagem consiga gerar 6 vezes mais força de sustentação em relação ao seu peso (força exercida pela força de gravidade na aeronave).

Neste processo, estabelecem-se em primeiro lugar os objetivos da aeronave. Uma vez completos, a empresa construtora usa um grande número de desenhos e equações, tudo calculado em teoria, estimando o comportamento da aeronave. Os computadores são atualmente muito utilizados por companhias construtoras de aviões como um meio de desenho e planejamento do avião. Pequenos protótipos, ou certas partes do avião são, então, testados em túneis de vento, para verificar a aerodinâmica da aeronave.

Quando o avião é aprovado neste processo, constrói-se um número limitado destes aviões, para a sua testagem como um todo no solo. Atenção especial é dada aos motores (ou turbinas) e às asas.

Depois de aprovado, pelo processo acima indicado, a companhia construtora é autorizada por um órgão competente de aviação ou transportes em geral a fazer um primeiro vôo. Quando o comportamento da aeronave não apresenta suspeitas de falhas, os vôos-teste continuam até que o avião tenha cumprido todos os requisitos necessários. Então, o órgão público competente de aviação ou transportes do país autoriza a companhia a produção em massa da aeronave.

Nos Estados Unidos, este órgão é a Federal Aviation Administration (FAA), e na União Européia, a Joint Aviation Authorities (JAA). Estes dois são as companhias de regulamentação de aeronaves mais importantes do mundo. No Canadá, o órgão público encarregado de regulamentar e autorizar a produção em massa de aeronaves é o Departamento de Transportes do Canadá.

No caso do comércio internacional de aviões, uma licença do órgão público de aviação ou transportes do país onde a aeronave está a ser comercializada também é necessária. Por exemplo, aeronaves da Airbus precisam ser certificadas pela FAA para serem vendidas nos Estados Unidos e vice-versa, aeronaves da Boeing precisam ser aprovadas pela JAA para serem comercializadas na União Européia.

Produção industrializada

São relativamente poucas as companhias que produzem aviões em larga escala. Porém, a produção de um avião por uma dada companhia é um processo que envolve outras dezenas, ou talvez centenas, de outras empresas e fábricas, que produzem partes determinadas aeronave. Por exemplo, uma empresa pode ser responsável pela produção do trem de pouso, enquanto outra é responsável pelo radar. A produção de tais peças não se limita a apenas algumas cidades de um dado país; no caso de grandes companhias de manufaturação de aeronaves, tais peças podem vir de diversas partes do mundo.

Uma vez fabricadas, as peças são enviadas para a fábrica principal da companhia aérea, onde está localizada a linha de produção. As diferentes peças juntam-se umas às outras, no final, produzindo a aeronave. No caso de grandes aviões, podem existir linhas de produção dedicadas especialmente à montagem de certas partes de grande porte da aeronave, como as asas e a fuselagem.

Quando pronto, um avião passa por uma rigorosa inspecção, em busca de falhas e defeitos, e sendo aprovada nesta inspecção, o avião é testado por um piloto, em um vôo-teste, de forma a assegurar que os controles da aeronave estão em ordem. Com este teste final, o avião está pronto para receber os "retoques finais" (configuração interna, pintura, etc), e pronto a ser enviado aos seus clientes.

Segurança

Estatísticas mostram que o risco de um acidente aéreo é muito pequeno. É mais provável sofrer um acidente indo até ao aeroporto de carro do que durante o vôo. Por que, entretando, tantas pessoas demonstram medo só de entrar num avião? Talvez isso se deva ao fato de, no caso de um acidente, o risco de mortalidade em acidentes aéreos ser extremamente alto, no caso deste dado acidente ocorrer em pleno vôo. Erros mínimos ou tempo adverso podem causar sérios acidentes, especialmente nos dois momentos críticos de um vôo, as operações de pouso e decolagem, dada a delicadeza de tais operações.

A maioria dos acidentes em aviões ocorre devido a falha humana, isto é, devido ao erro dos pilotos ou torre de controle. Em seguida, a falha mecânica é a maior causa de acidentes aéreos, que também pode envolver um componente humano (exemplo: negligência da companhia aérea em realizar a manutenção). Tempo adverso é a terceira maior causa de acidentes.