miniatura|Un avió de passatgers Boeing 737 és un exemple d'avió d'ala fixa Una aeronau d'ala fixa és una aeronau més pesada que l'aire, com ara un avió, que és capaç de volar utilitzant la sustentació aerodinàmica. Les aeronaus d'ala fixa es distingeixen de les aeronaus d'ala rotatòria (en què un rotor muntat en un eix giratori genera sustentació) i dels ornitòpters (en què les ales oscil·len per generar sustentació). Les ales d'una aeronau d'ala fixa no són necessàriament rígides; els estels, els ales deltaplanos, les aeronaus d'ala de fletxa variable i els avions que utilitzen la transformació de les ales es classifiquen com a ala fixa.
Els avions d'ala fixa, inclosos els planadors de vol lliure i els estels amarrats, poden utilitzar l'aire en moviment per guanyar altitud. Els avions d'ala fixa motoritzats (avions) que obtenen empenta cap endavant d'un motor inclouen parapents motoritzats, ales delta motoritzades i vehicles d'efecte sòl. La majoria dels avions d'ala fixa són operats per un pilot, però alguns no estan tripulats o controlats de forma remota o són completament autònoms (sense pilot remot).
Història Estels miniatura|Nens fent volar un estel a Baviera el 1828, per Johann Michael Voltz Els estels es van utilitzar fa aproximadament 2.800 anys a la Xina, on hi havia materials disponibles per a la construcció d'estels. És possible que els estels de fulla volaven abans en el que ara és Sulawesi, basant-se en la seva interpretació de les pintures rupestres de la propera illa de Muna. Almenys l'any 549 dC ja volaven estels de paper, i tal com es registra aquell any, un estel de paper s'utilitzava com a missatge per a una missió de rescat.Needham, Volume 4, Part 1, 127. Fonts xineses antigues i medievals informen que els estels s'utilitzaven per mesurar distàncies, provar el vent, aixecar homes, fer senyals i comunicar-se en operacions militars.
Marco Polo va portar històries d'estels a Europa cap al final del , i els mariners del Japó i Malàisia van portar estels als segles XVI i XVII. Tot i que inicialment es van considerar curiositats, als segles XVIII i XIX els estels es van utilitzar per a la investigació científica.
Planadors i dispositius motoritzats Al voltant de l'any 400 aC a Grècia, es diu que Arquitas va dissenyar i construir el primer dispositiu volador autopropulsat, amb forma d'ocell i propulsat per un raig del que probablement era vapor, i que es diu que va volar unes . És possible que aquesta màquina hagi estat suspesa durant el seu vol.
Un dels primers intents amb planadors va ser el del monjo Eilmer de Malmesbury del segle XI, que va fracassar. Un relat del segle XVII afirma que el poeta Abbas Ibn Firnas del segle IX va fer un intent similar, tot i que cap font anterior registra aquest esdeveniment. miniatura|Le Bris i el seu planador, Albatros II, fotografiats per Nadar, 1868 El 1799, Sir George Cayley va exposar el concepte de l'avió modern com una màquina d'ala fixa amb sistemes de sustentació, propulsió i control. Cayley ja construïa i pilotava models d'avions d'ala fixa el 1803, i va construir un planador de transport de passatgers amb èxit el 1853. El 1856, el francès Jean-Marie Le Bris va fer el primer vol motoritzat, amb el seu planador L'Albatros artificiel remolcat per un cavall per una platja. El 1884, l'estatunidenc John J. Montgomery va fer vols controlats en un planador com a part d'una sèrie de planadors que va construir entre 1883 i 1886. Altres aviadors que van fer vols similars en aquella època van ser Otto Lilienthal, Percy Pilcher i els protegits d'Octave Chanute. A la dècada de 1890, Lawrence Hargrave va dur a terme investigacions sobre estructures d'ales i va desenvolupar un estel de caixa que aixecava el pes d'un home. Els seus dissenys van ser àmpliament adoptats. També va desenvolupar un tipus de motor d'avió rotatiu, però no va crear un avió d'ala fixa motoritzat.
Vol amb motor Sir Hiram Maxim va construir una embarcació que pesava 3,5 tones, amb una envergadura de 34 metres impulsada per dos motors de vapor de 360 cavalls de potència (270 kW) que accionaven dues hèlixs. El 1894, la seva màquina va ser provada amb rails superiors per evitar que s'elevés. La prova va demostrar que tenia prou sustentació per enlairar-se. L'embarcació era incontrolable i Maxim va abandonar els treballs. miniatura|Wright Flyer III pilotat per Orville Wright sobre Huffman Prairie, 4 d'octubre de 1905 Els vols dels germans Wright el 1903 amb el seu Flyer I són reconeguts per la Fédération Aéronautique Internationale (FAI), l'organisme que estableix estàndards i manté registres per a l'aeronàutica, com "el primer vol sostingut i controlat amb una propulsió més pesada que l'aire". El 1905, el Wright Flyer III era capaç de fer un vol totalment controlable i estable durant períodes substancials.
El 1906, l'inventor brasiler Alberto Santos Dumont va dissenyar, construir i pilotar un avió que va establir el primer rècord mundial reconegut per l'Aéro-Club de France en volar entre els 14 i en menys de 22 segons. El vol va ser certificat per la FAI.
El disseny Bleriot VIII de 1908 va ser un dels primers dissenys d'avió que tenia la configuració moderna de tractor monoplà. Tenia superfícies de cua mòbils que controlaven tant la guinyada com el capçal, una forma de control de balanceig proporcionat per la deformació de l'ala o per alerons i controlat pel seu pilot amb un joystick i una barra de timó. Va ser un predecessor important del seu posterior avió Bleriot XI de creuament del Canal de l'estiu de 1909. miniatura| autopropulsat de Santos-Dumont en una postal antiga miniatura|L'hidroavió Curtiss NC-4 després de completar la primera travessia de l'Atlàntic el 1919, al costat d'un avió d'ala fixa més pesant que l'aire.
Aviació d'entreguerres; l'"Edat d'Or" L'anomenada Edat d'Or de l'Aviació va tenir lloc entre les dues Guerres Mundials, durant la qual es van actualitzar les interpretacions dels avenços anteriors. Les innovacions inclouen les fuselatges totalment metàl·lics de Hugo Junkers el 1915, que van conduir a avions multimotor de fins a més de 60 metres d'envergadura a principis de la dècada de 1930, l'adopció del motor radial majoritàriament refrigerat per aire com a central elèctrica pràctica per a avions juntament amb motors d'aviació V-12 refrigerats per líquid, i vols cada cop més llargs, com amb un Vickers Vimy el 1919, seguit mesos més tard pel vol transatlàntic NC-4 de la Marina dels Estats Units; que va culminar el maig de 1927 amb el vol transatlàntic en solitari de Charles Lindbergh a l'Spirit of St. Louis, esperonant intents de vol cada cop més llargs.
Postguerra L'octubre de 1947, el Bell X-1 va ser el primer avió a superar la velocitat del so, pilotat per Chuck Yeager.
El 1948–49, els avions van transportar subministraments durant el bloqueig de Berlín. Durant la Guerra Freda es van produir nous tipus d'avions, com el B-52.
El primer avió de reacció, el de Havilland Comet, es va introduir el 1952, seguit pel Tupolev Tu-104 soviètic el 1956. El Boeing 707, el primer jet comercial amb un gran èxit, va estar en servei comercial durant més de 50 anys, des del 1958 fins al 2010. El Boeing 747 va ser l'avió de passatgers més gran del món des del 1970 fins que va ser superat per l'Airbus A380 el 2005. L'avió amb més èxit és el Douglas DC-3 i la seva versió militar, el C-47, un avió de passatgers o de transport bimotor de mida mitjana que ha estat en servei des del 1936 i que encara s'utilitza a tot el món. Algunes de les centenars de versions van tenir altres finalitats, com l'AC-47, un avió de combat de l'època de la Guerra del Vietnam, que encara s'utilitza a la Força Aèria Colombiana.
Tipus Avió/avió miniatura|Avions aparcats a terra a l'Afganistan Un avió (escrit "aeroplane" en anglès britànic i abreujat com a "plane") és una aeronau d'ala fixa propulsada per l'empenta d'un motor de reacció o hèlix. Els avions vénen en moltes mides, formes i configuracions d'ales. Els seus usos inclouen l'oci, el transport de mercaderies i persones, l'exèrcit i la recerca.
Planador miniatura|Un planador (avió) que s'enlaira amb un cabrestant Un planador és una aeronau més pesada que l'aire que no necessita motor per volar lliurement. Un veler és un planador d'ala fixa dissenyat per enlairar-se, és a dir, guanyar alçada utilitzant corrents d'aire ascendents i volar durant llargs períodes.
Els planadors s'utilitzen principalment per a l'esbarjo, però també s'han utilitzat per a finalitats com la investigació aerodinàmica, la guerra i la recuperació de naus espacials.
Estel miniatura|Un estel en vol Un estel és una aeronau amarrada que es manté enlairada pel vent que bufa sobre la seva ala o ales. L'alta pressió sota l'ala desvia el flux d'aire cap avall. Aquesta desviació genera una resistència horitzontal en la direcció del vent. El vector de força resultant dels components de sustentació i resistència s'oposa a la tensió de la corda.
Els estels es volen principalment amb finalitats recreatives, però tenen molts altres usos. Els primers pioners com els germans Wright i J.W. Dunne de vegades feien volar un avió com un estel per confirmar les seves característiques de vol, abans d'afegir-hi un motor i controls de vol.
Característiques miniatura|L' IAI Heron és un vehicle aeri no tripulat (UAV) amb una configuració de doble braç.
Estructura aèria L'element estructural d'un avió d'ala fixa és la fuselaje. Varia segons el tipus, la finalitat i la tecnologia de l'avió. Les primeres fuselajes estaven fetes de fusta amb superfícies alars de tela. Quan els motors van estar disponibles per al vol propulsat, els seus suports eren de metall. A mesura que augmentaven les velocitats, el metall es va fer més comú fins que, al final de la Segona Guerra Mundial, els avions totalment de metall (i vidre) eren comuns. En els temps moderns, els materials compostos es van fer més comuns.
Ales Les ales d'un avió d'ala fixa són plans estàtics que s'estenen a banda i banda de l'aeronau. Quan l'aeronau viatja cap endavant, l'aire flueix sobre les ales que tenen una forma per crear sustentació.
Fuselatge El fuselatge sol ser llarg i prim, generalment amb extrems afilats o arrodonits per fer que la seva forma sigui aerodinàmicament suau. La majoria dels avions d'ala fixa tenen un sol fuselatge. D'altres poden tenir diversos fuselatges, o el fuselatge pot estar equipat amb braços a banda i banda de la cua per permetre que s'utilitzi l'extrem posterior del fuselatge.
Instrumentació de la cabina miniatura|Els sis instruments bàsics de vol.Fila superior (d'esquerra a dreta): indicador de velocitat, indicador d'actitud, altímetre.Fila inferior (d'esquerra a dreta): coordinador de gir, indicador de rumb, indicador de velocitat vertical. En els avions d'ala fixa tripulats, els instruments proporcionen informació als pilots, incloent-hi informació sobre el vol, els motors, la navegació, les comunicacions i altres sistemes de l'aeronau que puguin estar instal·lats.
Els sis instruments bàsics, de vegades anomenats el six pack, són:
L'indicador de velocitat aerodinàmica (ASI) mostra la velocitat a la qual es mou l'avió per l'aire. L'indicador d'actitud (IA), de vegades anomenat horitzó artificial, indica l'orientació exacta de l'aeronau al voltant dels seus eixos de tangament i balanceig. L'altímetre indica l'altitud o altura de l'avió sobre el nivell mitjà del mar (AMSL). L'indicador de velocitat vertical (VSI), o variòmetre, mostra la velocitat a la qual l'avió puja o baixa. L'indicador de rumb (HI), de vegades anomenat giroscopi direccional (DG), mostra l'orientació de la brúixola magnètica del fuselatge. La direcció es veu afectada per les condicions del vent i la declinació magnètica. El coordinador de viratge (TC), o indicador de viratge i inclinació, ajuda el pilot a controlar l'avió en una actitud coordinada mentre gira.
Referències
Categoria:Aeronàutica