Habiendo cubierto la física básica del vuelo y las formas en que un avión las utiliza para volar, el siguiente paso obvio es considerar la navegación. ¿Cómo gira un avión en el aire? ¿Cómo se eleva a una mayor altitud o se sumerge de nuevo hacia el suelo?
En primer lugar, consideremos el ángulo de ataque, el ángulo que un ala (o perfil aerodinámico) presenta al aire que se aproxima. Cuanto mayor sea el ángulo de ataque, mayor será la sustentación. Cuanto menor sea el ángulo, menor será la sustentación. Curiosamente, para un avión es más fácil ascender que viajar a una altitud fija. Un ala típica tiene que presentar un ángulo de ataque negativo (inclinado hacia delante) para conseguir una sustentación nula. Esta posición del ala también genera más resistencia, lo que requiere un mayor empuje.
Animación
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En general, las alas de la mayoría de los aviones están diseñadas para proporcionar una cantidad adecuada de sustentación (junto con una resistencia mínima) mientras el avión está operando en su modo de crucero. Sin embargo, cuando estos aviones despegan o aterrizan, su velocidad puede reducirse a menos de 200 millas por hora (322 kilómetros por hora). Este cambio drástico en las condiciones de trabajo del ala significa que una forma de perfil diferente probablemente serviría mejor al avión. Las formas de los perfiles aéreos varían según el avión, pero los pilotos alteran aún más la forma del perfil aéreo en tiempo real mediante los flaps y los slats.
Durante el despegue y el aterrizaje, los flaps (en la parte posterior del ala) se extienden hacia abajo desde el borde de salida de las alas. Esto altera efectivamente la forma del ala, permitiéndole desviar más aire y, por tanto, crear más sustentación. La alteración también aumenta la resistencia, lo que ayuda a que el avión aterrice más despacio (pero requiere más empuje durante el despegue).
Los slats realizan la misma función que los flaps (es decir, alteran temporalmente la forma del ala para aumentar la sustentación), pero están fijados a la parte delantera del ala en lugar de la trasera. Los pilotos también los despliegan en el despegue y el aterrizaje.
Sin embargo, los pilotos tienen que hacer algo más que guiar el avión en el despegue y el aterrizaje. Tienen que dirigirlo por los cielos, y los perfiles aerodinámicos y sus alerones también pueden ayudar a ello.