thumb|right|250px|Avion lung-curier de mare capacitate Boeing 777-200LR thumb|250px|right|Airbus A330 sau un Airbus A310 thumb|Dâra lăsată pe cer de un avion cu reacție cu două motoare Avionul este o aerodină prevăzută cu o suprafață portantă fixă ce asigură sustentația datorită vitezei de deplasare. Viteza de deplasare poate fi asigurată fie de acțiunea unor grupuri motopropulsoare, fie de acțiunea unei componente a greutății (în cazul zborului de coborâre sau al zborului fără motor).
Istoric thumb|Forțele care acționează asupra unui avion în zbor Apărute la începutul secolului XX, primele avioane cereau mult curaj și îndemânare pentru a le pilota. În acea vreme, ele nu erau nici rapide, nici încăpătoare. Primul zbor controlat, propulsat, cu un aparat mai greu decât aerul l-au făcut Frații Wright pe 17 decembrie 1903, primul zbor efectiv autopropulsat a fost făcut de Traian Vuia la data de 18 martie 1906Antoniu, p. 73, iar primul zbor oficial autopropulsat a fost făcut de Alberto Santos-Dumont la data de 12 noiembrie 1906. Henri Coandă este inventatorul aparatului de zbor fără elice, acesta fiind propulsat de un motor cu reacție.Antoniu, pp. 21-23 Louis Blériot a fost primul pilot care a traversat Canalul Mânecii, în 1909. Charles Lindbergh a realizat prima traversare a Atlanticului, singur și fără escală, în 1927. În 1933, Wiley Post a fost primul pilot de avion care a făcut singur înconjurul lumii. A parcurs 25 000 km în 7 zile, 18 ore și 49 minute."Wiley H. Post." First Flight Society. . Accesat, 28 mai 2016.Meunier, Claude. "WILEY POST." Solo flights around the world, 15 octombrie 2007 . Accesat, 28 mai 2016.
Primul din lume care a folosit denumirea de „avion”, numindu-și astfel aparatul construit de el, a fost francezul Clement Ader (1841-1925). El a folosit acest nume în proiectul pentru brevetul 205155 pe care l-a obținut la 19 septembrie 1890.
Aerodinamica avionului Asupra unei aeronave aflate în zbor acționează patru forțe care trebuie să se afle în echilibru. O forță în general poate fi interpretată ca o tragere sau o împingere asupra unui obiect într-o anumită direcție.
Greutatea Greutatea este o forță orientată întotdeauna spre centrul Pământului. Ea este direct proporțională cu masa avionului și depinde de încărcarea sa. Deși este distribuită asupra întregului aparat, ne putem imagina că ea este colectată și acționează asupra unui singur punct, numit centrul de greutate. În zbor, deși aeronava se rotește în jurul centrului de greutate, orientarea greutății rămâne tot spre centrul pământului. În timpul zborului greutatea scade constant datorită consumării combustibilului din rezervoare. Distribuția greutății și centrul de greutate se pot și ele schimba, de aceea pilotul trebuie să ajusteze constant comenzile pentru a ține avionul în echilibru.
Tracțiunea Tracțiunea este asigurată de sistemul de propulsie. Valoarea tracțiunii depinde de mai mulți factori asociați sistemului de propulsie: tipul motorului, numărul de motoare, comanda motorului, viteza și înălțimea de zbor. În figura alăturată, cele două motoare ale avionului sunt dispuse sub aripi și orientate paralel cu fuzelajul, deci tracțiunea va acționa pe linia central longitudinală a fuzelajului. La unele avioane (de exemplu Hawker-Siddeley Harrier/Harrier) direcția tracțiunii poate varia în funcție de evoluția pe care o execută. De exemplu la decolare ea este orientată la un anumit unghi față de axa longitudinală a avionului, pentru a "ajuta" avionul să decoleze. Însă, la avioanele turboreactoare, deși gazele de ardere sunt evacuate în sens opus sensului de zbor, acest lucru face ca avionul să fie "împins" înainte, pe principiul acțiune–reacțiune descris de Newton: oricare forță de acțiune are o forță pereche, egală și de sens contrar, numită reacțiune.
Rezistența la înaintare Rezistența la înaintare (la mișcare) este forța aerodinamică care se opune oricărui corp ce se deplasează într-un fluid. Mărimea acestei forțe este influențată de mai mulți factori: forma aeronavei, densitatea și compoziția aerului, viteza. Direcția acestei forțe este întotdeauna opusă direcției de zbor și se poate considera că ea „se concentrează” într-un singur punct, numit centru de presiune.
Portanța Portanța este forța care ține avionul în aer și trebuie înțeleasă în raport cu celelalte trei. Ea poate fi generată de orice parte a aeronavei, dar la un avion obișnuit portanța este datorată în special aripii și în particular formei specifice în secțiune a aripii. Portanța este o forță aerodinamică datorată "trecerii" unui obiect printr-un fluid. Ea acționează asupra centrului de presiune și este definită ca fiind perpendiculară pe direcția de curgere a fluidului.
Teoriile despre generarea forței portante au devenit surse de controverse și subiect de discuții aprinse. Deși explicația exactă și completă este destul de dificil de înțeles fără aparatul matematic adecvat, acest articol încearcă să expună principiile ei.
thumb|Curgerea în jurul unui profil aerodinamic Schimbarea direcției sau vitezei unei curgeri de fluid generează o forță. Mai exact, portanța apare atunci când curgerea unui fluid este "întoarsă" de către un obiect solid. Când curgerea este deviată într-o anumită direcție, portanța apare în direcția opusă, în concordanță cu principiul acțiunii și reacțiunii al lui Newton. Dat fiind că aerul este un fluid, moleculele sunt libere în mișcare și orice suprafață solidă poate devia curgerea. Pentru o secțiune de aripă – numită profil aerodinamic – ambele sale suprafețe, de sus – extrados și respectiv de jos – intrados contribuie la întoarcerea curgerii. Luând în considerare doar una dintre suprafețe, ajungem la o teorie incorectă a portanței, de aceea ele se abordează împreună.
Când două obiecte solide interacționează într-un proces mecanic, forțele sunt transmise sau aplicate într-un „punct de contact”. Dar când un corp solid interacționează cu un fluid, lucrurile sunt mult mai greu de descris, datorită faptului că fluidul își schimbă forma. Pentru un solid care este imersat într-un fluid, punctul de contact este orice punct de pe suprafața solidului. Deci avem de a face cu o forță distribuită, adică cu o presiune.
Valoarea unei forței care acționează asupra unei suprafețe este egală cu presiunea înmulțită cu aria suprafeței respective. Presiunea este o mărime scalară legată de distribuția presiunii din fluid. O forță este o unitate vectorială, care are valoare și direcție, trebuie deci determinată direcția forței. Presiunea acționează perpendicular sau normal pe suprafața unui corp solid, deci direcția forței pe o suprafață foarte mică a obiectului este normală la suprafață. Direcția normală se schimbă de-a lungul profilului deoarece acesta are o suprafață curbată. Pentru a obține forța mecanică netă, peste întregul profil trebuie adunate contribuțiile componentelor tuturor suprafețelor mici ale obiectului. Este important de știut faptul că dacă presiunea pe o suprafață închisă este constantă, atunci nu există nicio forță rezultantă, deoarece suma tuturor forțelor mici pe direcțiile normale dă valoarea zero. (Pentru fiecare mică suprafață, există o altă mică suprafață a cărei normală este orientată în exact direcția opusă normalei primei suprafețe.)
thumb|Câmpul de presiuni în jurul unui profil aerodinamic Pe un corp aflat într-un fluid în mișcare, viteza va avea valori diferite în puncte diferite de-a lungul suprafeței închise a corpului. Presiunea locală (dată de acele suprafețe forte mici de care vorbeam) fiind în relație directă cu viteza locală, rezultă de asemenea că ea va varia de-a lungul suprafeței închise. Însumând toate presiunile locale normale și înmulțind apoi cu suprafața exterioară totală a corpului va rezulta o forță. Componenta acestei forțe perpendiculară pe direcția de curgere a fluidului este numită forța portantă, iar componenta de-a lungul direcției de curgere se numește rezistența la înaintare. În realitate există o singură forță, cauzată de variația presiunii în jurul suprafeței corpului sau - vorbind de profile aerodinamice - este cauzată de diferența dintre presiunile de pe intradosul și respectiv extradosul profilului. Forța aerodinamică acționează într-un punct determinat de distribuția presiunilor, punct numit centrul de presiune.
Portanța este o forță mecanică, generată de interacțiunea și contactul dintre un solid și un fluid. Nu este generată de un câmp de forțe precum greutatea, care este generată de câmpul gravitațional, unde un corp poate interacționa asupra altui corp fără a fi în contact fizic propriu-zis. Pentru a avea portanță, corpul solid trebuie să fie în contact direct cu fluidul. Deci, dacă nu există fluid, nu există nici mișcare.
Pe de altă parte, portanța este generată de diferența de viteză dintre corpul solid și fluid. Trebuie să existe o mișcare între obiect și fluid. Deci dacă nu există mișcare, nu se poate vorbi de portanță. Nu are importantă dacă fluidul este în mișcare și corpul e static, sau dacă corpul se mișcă în fluid.
Factorii care influențează portanța sunt forma și dimensiunea obiectului, viteza și direcția sa principală de mișcare față de fluid, densitatea fluidului, compresibilitatea și viscozitatea sa.
Părțile componente ale avionului și manevrarea sa Forma exterioară a avionului, dimensiunile, motorizarea, organizarea structurală a componentelor sale îi influențează direct performanțele. Avionul este un aparat complex, alcătuit în mod normal din patru subsisteme:
structura de rezistență sistemul de propulsie echipamentele de bord și aparatele de comandă a zborului instalațiile și mecanizarea aeronavei
În general, un avion este alcătuit din următoarele părți principale: aripa cu dispozitivele sale de sustentație, fuzelajul, ampenajele orizontal și vertical cu părțile lor mobile, trenul de aterizare și sistemul de propulsie. Părțile mobile ale avionului sunt: eleroanele, profundorul, direcția, flapsurile, voleții, frâna aerodinamică și compensatoarele.
thumb|Structura unui avion civil Aparatura de bord este alcătuită din: sisteme pentru controlul zborului, sisteme pentru controlul funcționării motoarelor, sisteme de navigație aeriană, aparatură radio/radiolocație.
La avioanele militare se adaugă armamentul de bord, instalațiile de bombardament și dirijare a rachetelor, blindajul de protecție, acroșajele și aparatura adecvată misiunilor de luptă.
Acționarea comenzilor avionului se realizează prin intermediul instalațiilor hidraulice și pneumatice. Esențiale pentru zborul avionului sunt și instalațiile de alimentare cu combustibil și ulei, instalațiile electrice, de antigivraj (dezghețare), sanitară, de izolație termică și fonică, climatizare și comenzile agregatelor aeronavei, echipamentul de dirijare.
Comanda sistemului de propulsie și a comenzilor părților sale mobile asigură manevrarea aeronavei.
Comanda tracțiunii se realizează prin maneta de gaze care acționează sistemul de propulsie. Comenzile părților mobile sunt asigurate prin manșă, palonier, flapsuri, frâne etc. De exemplu, acționarea manșei înainte și înapoi comandă bracarea profundoarelor în sus și în jos, fapt care duce la o mișcare a avionului în sus sau în jos. Mișcarea manșei spre stânga sau dreapta comandă eleroanele de pe aripi, ducând la o mișcare de ruliu (rotație) în jurul axei longitudinale. Călcarea pedalelor palonierului spre stânga sau dreapta acționează direcția avionului în lateral. Ceea ce trebuie reținut este că manevrarea aeronavei se face prin acționarea combinată a diferitelor comenzi.
Structura avionului Aripa În zborul aerodinamic, bazat pe forța portantă, cea mai importantă parte a avionului este aripa.