Avião ou aeroplano é uma aeronave de asa fixa que é impulsionada pelo empuxo de um motor a jato, hélice ou motor de foguete. Os aviões vêm em uma variedade de tamanhos, formatos e configurações de asas. O amplo espectro de usos dos aviões inclui recreação, transporte de mercadorias e pessoas, militar e experimental.
Em todo o mundo, a aviação comercial transporta mais de quatro bilhões de passageiros anualmente em companhias aéreas e transporta mais de 200 bilhões de toneladas-quilômetros de carga anualmente, o que representa menos de 1% do movimento de carga mundial. A maioria dos aviões é pilotada por um piloto a bordo da aeronave, mas alguns são projetados para serem controlados remotamente ou por computador, como os drones.
Os irmãos Wright inventaram e pilotaram o primeiro avião em 1903, reconhecido como "o primeiro voo sustentado e controlado com motor mais pesado que o ar".FAI News: 100 Years Ago, the Dream of Icarus Became Reality posted 17 de dezembro de 2003. Acessado em 5 de janeiro de 2007. Eles se basearam nas obras de George Cayley datadas de 1799, quando ele estabeleceu o conceito do avião moderno (e mais tarde construiu e voou modelos e planadores de transporte de passageiros de sucesso) e no trabalho do pioneiro alemão da aviação humana Otto Lilienthal, que, entre 1867 e 1896, também estudou voos mais pesados que o ar. As tentativas de voo de Lilienthal em 1891 são vistas como o início do voo humano.
Após seu uso limitado na Primeira Guerra Mundial, a tecnologia aeronáutica continuou a se desenvolver. Os aviões estiveram presentes em todas as principais batalhas da Segunda Guerra Mundial. O primeiro avião a jato foi o alemão Heinkel He 178 em 1939. O primeiro avião a jato comercial, o de Havilland Comet, foi lançado em 1952. O Boeing 707, o primeiro jato comercial de grande sucesso, esteve em serviço comercial por mais de 50 anos, de 1958 a 2013.
Etimologia A palavra deriva do francês aéroplane, que vem do grego ἀήρ (aēr), "ar"ἀήρ, Henry George Liddell, Robert Scott, A Greek-English Lexicon, on Perseus e também Latim planus, "nível","aeroplane", Merriam-Webster Online Dictionary. ou grego πλάνος (planos), "errante".πλάνος, Henry George Liddell, Robert Scott, A Greek-English Lexicon, on Perseusaeroplane, Oxford Dictionaries "Aéroplane" originalmente se referia apenas à asa, pois é um plano que se move no ar."aeroplane, Oxford English Dictionary online.
História
Antecedentes Muitas histórias da antiguidade envolvem voar, como a lenda grega de Ícaro e Dédalo, e a Vimana em antigos épicos indianos. Por volta de 400 a.C., na Grécia Antiga, Arquitas tinha a reputação de ter projetado e construído o primeiro dispositivo voador artificial e autopropelido, um modelo em forma de pássaro impulsionado por um jato do que provavelmente era vapor, que teria voado cerca de 200 metros de altura.Aulus Gellius, "Attic Nights", Book X, 12.9 at LacusCurtius Esta máquina pode ter sido suspensa durante o seu voo.
Algumas das primeiras tentativas registradas com planadores foram as do poeta andaluz e de língua árabe do século IX , Abas ibne Firnas, e do monge inglês do século XI, Eilmer de Malmesbury; ambos os experimentos feriram seus pilotos.White, Lynn. "Eilmer of Malmesbury, an Eleventh Century Aviator: A Case Study of Technological Innovation, Its Context and Tradition". Technology and Culture, Volume 2, Issue 2, 1961, pp. 97–111 (97–99 resp. 100–101). Leonardo da Vinci pesquisou o desenho das asas dos pássaros e projetou uma aeronave movida pelo homem em seu Códice sobre os Voos dos Pássaros (1502), observando pela primeira vez a distinção entre o centro de massa e o centro de pressão dos pássaros voadores. miniaturadaimagem| Le Bris e seu planador, Albatros II, fotografado por Nadar, 1868 miniaturadaimagem| Otto Lilienthal em pleno voo, Berlim, c. 1895
Em 1799, o inglês George Cayley apresentou o conceito do avião moderno como uma máquina voadora de asa fixa com sistemas separados de sustentação, propulsão e controle. Cayley estava construindo e pilotando modelos de aeronaves de asa fixa já em 1803 e construiu um planador para transporte de passageiros de sucesso em 1853."Cayley, Sir George: Encyclopædia Britannica 2007". Encyclopædia Britannica Online, 25 August 2007. Em 1856, o francês Jean-Marie Le Bris fez o primeiro voo motorizado, ao ter seu planador "L'Albatros artificiel" puxado por um cavalo na praia. Depois, o russo Alexander F. Mozhaisky também fez alguns designs inovadores. Em 1883, o estadunidense John J. Montgomery fez um vôo controlado em planador.The Journal of San Diego History, julho de 1968, Vol. 14, No. 3 Outros aviadores que realizaram voos semelhantes naquela época foram Otto Lilienthal, Percy Pilcher e Octave Chanute.
Sir Hiram Maxim construiu uma nave que pesava 3,5 toneladas, com 34 metros de envergadura e que era movida por dois motores a vapor de 360 cavalos (270 kW) acionando duas hélices. Em 1894, sua máquina foi testada com trilhos suspensos para evitar que subisse. O teste mostrou que ele tinha sustentação suficiente para decolar. A nave era incontrolável e presume-se que Maxim percebeu isso porque posteriormente abandonou o trabalho nela.Beril, Becker (1967). Dreams and Realities of the Conquest of the Skies. New York: Atheneum. pp. 124–125
Entre 1867 e 1896, o alemão pioneiro da aviação humana Otto Lilienthal desenvolveu voos mais pesados que o ar. Ele foi a primeira pessoa a fazer voos planados bem documentados, repetidos e bem-sucedidos. O trabalho de Lilienthal levou-o a desenvolver o conceito de asa moderna, suas tentativas de voo em 1891 são vistas como o início do voo humano, o "Lilienthal Normalsegelapparat" é considerado o primeiro avião em série a produção e seu trabalho inspiraram fortemente os irmãos Wright.Crouch 1989, pp. 226–228.
Na década de 1890, Lawrence Hargrave conduziu pesquisas sobre estruturas de asas e desenvolveu uma pipa que levantava o peso de um homem. Seus designs de pipa foram amplamente adotados. Embora ele também tenha desenvolvido um tipo de motor rotativo de aeronave, ele não criou nem pilotou uma aeronave motorizada de asa fixa.
Primeiros voos motorizados
miniaturadaimagem|Desenhos patenteados de Éole de Clément Ader
O francês Clément Ader construiu a sua primeira de três máquinas voadoras em 1886, a Éole. Era um projeto semelhante a um morcego, movido por uma máquina a vapor leve de sua própria invenção, com quatro cilindros desenvolvendo 20 cavalos (15 kW), acionando uma hélice de quatro pás (ver: Motor de combustão externa). O motor não pesava mais do que 4 quilogramas por kilowatt. As asas tinham envergadura de 14 metros. O peso total foi 300 quilogramas. Em 9 de outubro de 1890, Ader tentou pilotar o Éole. Os historiadores da aviação dão crédito a este esforço como uma decolagem motorizada e um salto descontrolado de aproximadamente 50 metros a uma altura de aproximadamente 200 milímetros. Não foi documentado que as duas máquinas subsequentes de Ader tenham alcançado voo. thumb|Wright Flyer dos estadunidenses Irmãos Wright em 1903
Os voos dos estadunidenses irmãos Wright em 1903 são reconhecidos pela Fédération Aéronautique Internationale (FAI), o órgão que estabelece padrões e mantém registros para a aeronáutica, como "o primeiro voo sustentado e controlado com motor mais pesado que o ar". miniaturadaimagem|14-bis de Santos Dumont entre 1906 e 1907
Em 1906, o brasileiro Alberto Santos-Dumont fez o que se dizia ser o primeiro voo de avião sem catapulta e estabeleceu o primeiro recorde mundial reconhecido pelo Aéro-Club de France ao voar 220 metros em menos de 22 segundos. Este voo também foi certificado pela FAI.Les vols du 14bis relatés au fil des éditions du journal l'illustration de 1906. The wording is: "cette prouesse est le premier vol au monde homologué par l'Aéro-Club de France et la toute jeune Fédération Aéronautique Internationale (FAI)."Santos-Dumont: Pionnier de l'aviation, dandy de la Belle Epoque.
Um dos primeiros projetos de aeronave que reuniu a configuração moderna do trator monoplano foi o projeto Blériot VIII de 1908. Ele tinha superfícies de cauda móveis controlando tanto a guinada quanto a inclinação, uma forma de controle de rotação fornecida pelo empenamento das asas ou por ailerons e controlada por seu piloto com um joystick e uma barra de leme. Foi um importante antecessor de sua aeronave posterior de travessia do Canal da Mancha por um Blériot XI no verão de 1909.
A Primeira Guerra Mundial serviu de teste para o uso do avião como arma. Os aviões demonstraram o seu potencial como plataformas móveis de observação e depois provaram ser máquinas de guerra capazes de causar baixas ao inimigo. A primeira vitória aérea conhecida com um caça sincronizado armado com metralhadora ocorreu em 1915, pelo alemão Kurt Wintgens da Luftstreitkräfte. Ases de lutadores apareceram; o maior (em número de vitórias em Combates Aéreos) foi Manfred von Richthofen, também conhecido como o Barão Vermelho.
Após a Primeira Guerra Mundial, a tecnologia aeronáutica continuou a se desenvolver. Alcock e Brown cruzaram o Atlântico sem escalas pela primeira vez em 1919. Os primeiros voos comerciais internacionais ocorreram entre os Estados Unidos e o Canadá em 1919.
Os aviões estiveram presentes em todas as grandes batalhas da Segunda Guerra Mundial. Eles foram um componente essencial das estratégias militares do período, como a Blitzkrieg alemã, a Batalha da Grã-Bretanha e as campanhas de porta-aviões estadunidenses e japoneses da Guerra do Pacífico.
Desenvolvimento de aviões a jato direita|miniaturadaimagem| O avião de transporte supersônico Concorde O primeiro avião a jato funcional foi o alemão Heinkel He 178, testado em 1939. Em 1943, o Messerschmitt Me 262, o primeiro caça a jato operacional, entrou em serviço na Luftwaffe alemã. O primeiro avião a jato comercial, o de Havilland Comet, foi lançado em 1952. O Boeing 707, o primeiro jato comercial de grande sucesso, esteve em serviço comercial por mais de 50 anos, de 1958 a 2010. O Boeing 747 foi o maior avião de passageiros do mundo desde 1970 até ser superado pelo Airbus A380 em 2005.
Os voos supersônicos de aviões comerciais, incluindo os do Concorde, foram limitados a voos sobre a água em velocidade supersônica por causa de seu estrondo sônico, que é proibido na maioria das áreas terrestres populosas. O alto custo de operação por passageiro-milha e um acidente mortal em 2000 induziram os operadores do Concorde a retirá-lo de serviço.
Sustentação
thumb|Boeing 747 da Air New Zealand levanta voo do Aeroporto Internacional de Christchurch, Nova Zelândia. thumb|Um Cessna 172, um avião monomotor.
Um avião alça voo devido às reações aerodinâmicas que acontecem quando ar passa em alta velocidade pela asa. Quando isto acontece, ele é forçado a passar por baixo e por cima desta ao mesmo tempo. O comprimento da asa é maior na parte superior graças a uma curvatura e, em razão disto, o ar em velocidade não possui pressão suficiente para retornar ao perfil desta curvatura, gerando uma zona de baixa pressão na parte superior posterior da asa. Estando a pressão na parte inferior bem maior, em razão desta face não possuir um perfil curvado, mas mais próximo de uma reta, a asa se vale da diferença de impacto gasoso do ar atmosférico (maior em baixo, menor em cima) para adquirir sustentação.