Selon le principe d'Archimède, tout corps plongé dans un fluide (liquide ou gaz) subit une poussée verticale, de bas en haut, égale au poids du volume de fluide déplacé. Un corps, libre de se déplacer dans l'atmosphère, et d'une densité inférieure à celle de l'air, décolle.
Quand l'air frappe les ailes de l'avion, il change de direction : il est dévié vers le bas. L'aile exerce une force et pousse l'air vers le bas. En réaction, l'air exerce une force dans le sens opposé et pousse l'aile vers le haut : ça la fait monter. C'est aussi grâce à ça que l'avion s'élève et peut rester en l'air.
Les petits avions tournent dans les virages grâce aux palonniers (les pédales) qui contrôlent la roue avant (ou la roue arrière sur certains avions comme la Piper PA-18) . Les palonniers sont les pédales qui contrôlent aussi la gouverne de direction, située sur la queue de l'appareil.
Il y en a quatres principales: le poids, l'action de la gravité sur l'avion, et la portance qui s'y oppose et permet à l'avion de voler. On a ensuite l'accélération due à la poussée des moteurs ainsi que la traînée qui s'y oppose et ralentit l'avion.
L'air passe sur ses ailes bombées et quand la vitesse est suffisante, l'accélération les fait monter comme si elles étaient aspirées vers le haut. En même temps, le dessous de chaque aile étant plat, l'air qui arrive par en-dessous “pousse” l'appareil.
Alors, que se passe-t-il pendant cette phase ? Anthony Brickhouse : Généralement au décollage et à l'atterrissage, l'avion vole bas, et lentement. Et quand des problèmes surviennent, les pilotes ont peu de temps pour réagir.
Tant que l'avion a de la vitesse, l'air s'écoule au dessus et en dessous de son aile et il est capable de voler. Si les moteurs ne fonctionnent pas, on ne peut pas maintenir sa vitesse en gardant son altitude et on se met donc en descente.
Un avion est plus lourd que l'air et pourtant il vole. L'une des raisons est que l'avion s'appuie sur l'air. Ses ailes ne sont pas parallèles au sol, elles sont conçues pour être légèrement inclinées vers le haut. Ainsi, elles dévient l'air vers le bas, ce qui crée une poussée vers le haut.
Les recourbures au bout d'ailes, communément appelé « Winglets », permettent de réduire la trainée induite et par conséquent réduire la consommation de carburant. Comment ? L'écoulement de l'air au-dessus et en-dessous de l'aile crée des tourbillons en bout d'aile créant ainsi des frottements supplémentaires .
Les avions, à l'atterrissage et au décollage, se placent toujours face au vent. Cette règle permet de réduire au minimum leur vitesse lorsqu'ils se posent et assure leur portance au moment de prendre leur envol.
La première loi de Newton sur le mouvement nous apprend qu'un objet au repos restera au repos et qu'un objet en mouvement (vitesse constante) restera en mouvement à moins d'être soumis à une force extérieure. S'il n'y a pas de force extérieure nette, l'objet maintiendra une vitesse constante.
Dans le jargon aéronautique le nez désigne la partie avant du fuselage d'un aéronef.
Poussée + Portance > Poids + Traînée
De plus, alors que la vélocité de l'avion augmente, la force de portance augmente. Ceci crée le déséquilibre de la force qui fait décoller l'avion du sol. Les avions montent généralement jusqu'à ce qu'ils atteignent l'altitude et la vitesse.
En vol à trajectoire verticale constante (vol horizontal par exemple), le décrochage d'un avion survient lorsque la vitesse passe en dessous de sa vitesse minimale (dite vitesse de décrochage), d'où le nom de « perte de vitesse » qui lui était donné aux débuts de l'aviation.
En vol normal, l'écoulement de l'air est laminaire sur les deux faces de l'aile, intrados et extrados. Les filets d'air collent au profil de celle-ci, et cela génère de la portance. Le coefficient de portance CZ (et donc la portance) de l'aile augmente lorsque l'angle d'incidence augmente.
Les ailes d'un avion de transport en deux sections sont fixées à la structure du fuselage par une section centrale. Les points d'attache entre les longerons de l'aile et la section centrale du fuselage sont souvent en alliage de titane ou d'acier pour les avions de grande taille.
Les turboréacteurs sont utilisés sur tous les avions civils moyen et gros porteurs, car ils sont les seuls à pouvoir atteindre des vitesses transsoniques (entre mach 0,8 et mach 1) de manière économique.
L'avion s'élance sur la piste pour atteindre les 200 à 250 km/h. C'est la vitesse de décollage dite V1. Au-delà de cette vitesse, un pilote est obligé de décoller quoi qu'il arrive car il ne serait plus possible d'arrêter l'avion dans les limites de sécurité prévues.
Parce que c'est l'altitude qui correspond au meilleur compromis entre vitesse et consommation de carburant. A cette hauteur, la densité de l'air est 4 fois plus faible qu'au niveau de la mer. Conséquences : la résistance à l'air diminue d'autant, ce qui autorise l'avion à doubler sa vitesse (environ 1 000 km/h).
Des raisons techniques et financières
En effet, lors du vol, l'avion est réchauffé par la lumière extérieure du soleil. De ce fait, le blanc reste la couleur qui reflète le mieux la lumière, l'avion se réchauffe donc moins fortement. Une peinture noire provoque exactement l'inverse.
Plus on monte en altitude, moins l'air en effet oppose de résistance à l'avion et plus les moteurs sont efficaces. L'avion consomme moins de carburant et pourra voler plus vite.
Que ça soit pour rouler au sol ou voler, un avion utilise la même source de poussée : ses moteurs. Certes, le régime des moteurs au sol est très faible mais c'est bien lui qui permet d'avancer, et non une quelconque motorisation située dans les roues, d'où la problématique de la marche arrière.
La portance devient égale au poids, la poussée devient égale à la traînée et donc en vol en palier, l'avion ne gagne ni ne perd de l'altitude, c'est pour ça que les avions ne tombent pas du ciel.
Galan. Une fois posé sur l'eau, "l'avion flotte normalement le temps que les passagers soient secourus" mais "il n'est pas fait pour être totalement étanche, l'eau finit par entrer, il peut aussi y avoir des ouvertures dans le fuselage à l'impact", observe par ailleurs M.