Matematicamente

Sommario: Il primo aeroplano, costruito in Inghilterra dai fratelli Wright nel 1903, riuscì a volare per qualche decina di metri (più che altro si trattava di un lungo balzo). Fu in Francia che un ingegnere progettò e costruì il primo modello di aereo capace di alzarsi in volo, senza bisogno di essere catapultato. Gli studi si intensificarono soprattutto nel campo bellico e così nacquero, tra le due guerre mondiali, macchine volanti sempre più sofisticate in grado anche di bombardare. Alla fine del primo conflitto fu scoperta la doppia ala e l'aereo cominciò ad essere pensato come possibile mezzo di trasporto. Prima della seconda guerra mondiale la tecnologia aeronautica subì un forte sviluppo, gli aerei migliorarono la dinamica e le prestazioni in generale, capaci di raggiungere elevate altitudini, maggiori velocità (fino a 500 km/h) e avere una grande maneggevolezza. Verso la fine degli anni '40 una scoperta rivoluzionò il mondo del volo: il motore a getto. Esso funziona nel seguente modo: l'aria, aspirata frontalmente, entra in un compressore in grado di portarla alla pressione desiderata; a maggiori pressioni arriva nella camera di combustione dove, reagendo con il carburante che viene spruzzato da appositi "iniettori', aumentano di nuovo pressione e temperatura; la miscela ottenuta entra in una turbina, dove verrà espansa, producendo la dilatazione degli ugelli che hanno il compito di espellerla, generando la spinta necessaria. I turbo fan, particolari tipi di motori a getto, usano due flussi di aria separati, permettendo il minimo consumo e migliori prestazioni, grazie alla presenza del flusso freddo (il combustibile è miscelato al flusso caldo avendo meno fatica e maggiore spinta). La spinta è direttamente proporzionale alla velocità del getto. Nei turbo fan è stato possibile introdurre il postbruciatore: nella turbina, che espande il flusso per far muovere il compressore, il flusso ha bassa pressione e alta temperatura; iniettando carburante, queste aumentano e così si incrementa la spinta. Grazie al postbruciatore, che permette di effettuare decolli in minor spazio, si raggiungono velocità anche tre volte superiori a quella del suono. In un aereo agiscono contemporaneamente quattro forze, a due a due opposte: spinta e attrito, peso e portanza. Il decollo è possibile, oltre ad una forte spinta (con velocità intorno ai 300 km/h), grazie a delle particolari strutture, gli ipersostentatori; questi, aumentano la superficie alare esposta al flusso d'aria, modificando l'angolo di attacco che questa ha con l'aria, con un conseguente aumento di portanza. In un aereo, in particolare nell'eseguire manovre acrobatiche, si può avere un improvviso calo della portanza, lo "'stallo'': quando l'incidenza delle ali con l'aria è troppo alta, il flusso si separa dal corpo in volo senza riuscire più a sostenerlo. Se in una fase di stallo si tenta di addrizzare l'aereo tramite l'uso degli alettoni, si rischia di entrare in vite. Durante l'atterraggio, invece, serve una bassa spinta ma un'alta portanza, incrementata sempre mediante l'uso degli ipersostentatori che, aumentando questa volta di molto la superficie alare esposta al flusso, aumenteranno anche la resistenza; così l'aereo atterrerà prima con la parte posteriore (a causa del peso), poi, con quella anteriore. Infine per arrestare del tutto la spinta si attiva il "'reverse'', ovvero si inverte il senso di rotazione delle eliche all'interno dei motori.