Aviones de ala fija

Las cometas se usaban hace aproximadamente 2800 años en China, donde se disponía de materiales para su construcción. Es posible que las cometas de hojas se volaran antes en lo que hoy es Sulawesi , según su interpretación de las pinturas rupestres en la cercana isla de Muna . ^{[ 1 ]} Al menos en el año 549 d. C. ya volaban cometas de papel, como se registra ese año, cuando se usó una cometa de papel como mensaje para una misión de rescate. ^{[ 2 ]} Fuentes chinas antiguas y medievales informan que las cometas se usaban para medir distancias, probar el viento, elevar hombres, enviar señales y comunicarse en operaciones militares. ^{[ 2 ]}

Las historias sobre cometas llegaron a Europa gracias a Marco Polo a finales del siglo XIII, y los marineros de Japón y Malasia las trajeron consigo en los siglos XVI y XVII. ^{[ 3 ]} Aunque inicialmente se las consideraba curiosidades, en los siglos XVIII y XIX las cometas se utilizaban para la investigación científica. ^{[ 3 ]}

Hacia el año 400 a. C. en Grecia , se atribuye a Arquitas el diseño y la construcción del primer dispositivo volador autopropulsado, con forma de pájaro y propulsado por un chorro de lo que probablemente era vapor, que se dice que voló unos 200 m (660 pies) . ^{[ 4 ] [ 5 ]} Es posible que esta máquina estuviera suspendida durante su vuelo. ^{[ 6 ] [ 7 ]}  

Uno de los primeros intentos con planeadores fue realizado por el monje Eilmer de Malmesbury en el siglo XI , el cual fracasó. Un relato del siglo XVII afirma que el poeta Abbas Ibn Firnas, del siglo IX , realizó un intento similar, aunque ninguna fuente anterior registra este evento. ^{[ 8 ]}

En 1799, Sir George Cayley estableció el concepto del avión moderno como una máquina de ala fija con sistemas de sustentación, propulsión y control. ^{[ 9 ] [ 10 ]} Cayley construía y volaba modelos de aeronaves de ala fija ya en 1803, y construyó un planeador exitoso para el transporte de pasajeros en 1853. ^{[ 11 ]} En 1856, el francés Jean-Marie Le Bris realizó el primer vuelo motorizado, haciendo que su planeador L'Albatros artificiel fuera remolcado por un caballo a lo largo de una playa. ^{[ 12 ]} En 1884, el estadounidense John J. Montgomery realizó vuelos controlados en un planeador como parte de una serie de planeadores que construyó entre 1883 y 1886. ^{[ 13 ]} Otros aviadores que realizaron vuelos similares en ese momento fueron Otto Lilienthal , Percy Pilcher y los protegidos de Octave Chanute .

En la década de 1890, Lawrence Hargrave investigó estructuras de alas y desarrolló una cometa de caja capaz de levantar el peso de un hombre. Sus diseños fueron ampliamente adoptados. También desarrolló un tipo de motor rotativo para aeronaves, pero no creó un avión de ala fija motorizado. ^{[ 14 ]}

Sir Hiram Maxim construyó una aeronave que pesaba 3,5 toneladas, con una envergadura de 34 metros (110 pies) impulsada por dos máquinas de vapor de 270 kW (360 caballos de fuerza) que accionaban dos hélices. En 1894, su máquina fue probada con rieles superiores para evitar que se elevara. La prueba demostró que tenía suficiente sustentación para despegar. La aeronave era incontrolable y Maxim abandonó el proyecto. ^{[ 15 ]}

Los vuelos de los hermanos Wright en 1903 con su Flyer I son reconocidos por la Fédération Aéronautique Internationale (FAI), el organismo que establece los estándares y mantiene los récords en aeronáutica , como "el primer vuelo sostenido y controlado de una aeronave más pesada que el aire". ^{[ 16 ]} Para 1905, el Wright Flyer III era capaz de realizar vuelos estables y totalmente controlables durante períodos considerables.

En 1906, el inventor brasileño Alberto Santos Dumont diseñó, construyó y pilotó una aeronave que estableció el primer récord mundial reconocido por el Aéro-Club de France al volar los 14 bis 220 metros (720 pies) en menos de 22 segundos. ^{[ 17 ]} El vuelo fue certificado por la FAI. ^{[ 18 ]} 

El diseño del Blériot VIII de 1908 fue un diseño de aeronave temprana que presentaba la configuración moderna de tractor monoplano . Tenía superficies de cola móviles que controlaban tanto la guiñada como el cabeceo, una forma de control de alabeo proporcionada por la torsión de las alas o por los alerones y controlada por su piloto con una palanca de mando y una barra de timón. Fue un importante precursor de su posterior Blériot XI , el avión que cruzó el Canal de la Mancha en el verano de 1909. ^{[ 19 ]}

La Primera Guerra Mundial impulsó el uso de aeronaves como armas y plataformas de observación. La primera victoria aérea conocida con un avión de combate armado con ametralladoras sincronizadas ocurrió en 1915, pilotado por el teniente Kurt Wintgens de la Luftstreitkräfte alemana . Surgieron ases de la aviación ; el mayor (por número de victorias aéreas) fue Manfred von Richthofen . ^{[ 20 ]}

Alcock y Brown cruzaron el Atlántico sin escalas por primera vez en 1919. Los primeros vuelos comerciales viajaron entre Estados Unidos y Canadá en 1919. ^{[ 21 ]}

La denominada Edad de Oro de la Aviación tuvo lugar entre las dos Guerras Mundiales, durante la cual se actualizaron las interpretaciones de los avances anteriores. Entre las innovaciones se incluyen los fuselajes totalmente metálicos de Hugo Junkers en 1915, que dieron lugar a aeronaves multimotor con una envergadura de más de 60 metros a principios de la década de 1930; la adopción del motor radial, mayoritariamente refrigerado por aire , como planta motriz práctica para aeronaves, junto con los motores de aviación V-12 refrigerados por líquido; y vuelos cada vez más largos, como el del Vickers Vimy en 1919 , seguido meses después por el vuelo transatlántico del NC-4 de la Armada de los Estados Unidos ; culminando en mayo de 1927 con el vuelo transatlántico en solitario de Charles Lindbergh en el Spirit of St. Louis, que impulsó intentos de vuelo cada vez más largos.

Los aviones tuvieron presencia en las principales batallas de la Segunda Guerra Mundial. Fueron un componente esencial de estrategias militares, como la Blitzkrieg alemana o las campañas de portaaviones estadounidenses y japonesas en el Pacífico.

Se desarrollaron y utilizaron planeadores militares en varias campañas, pero su uso se vio limitado por la alta tasa de bajas. El planeador Focke-Achgelis Fa 330 Bachstelze (Cola de Lavandera) de 1942 destacó por su uso por parte de los submarinos alemanes .

Antes y durante la guerra, diseñadores británicos y alemanes trabajaron en motores a reacción . El primer avión a reacción en volar, en 1939, fue el Heinkel He 178 alemán . En 1943, el primer caza a reacción operativo, el Messerschmitt Me 262 , entró en servicio con la Luftwaffe alemana . Más adelante en la guerra, el Gloster Meteor británico entró en servicio, pero nunca entró en combate; las velocidades máximas del aire para esa época llegaban a los 1130 km/h (700 mph) , con el vuelo récord no oficial de principios de julio de 1944 del prototipo de caza cohete alemán Me 163B V18 . ^{[ 22 ]}  

En octubre de 1947, el Bell X-1 fue el primer avión en superar la velocidad del sonido, pilotado por Chuck Yeager . ^{[ 23 ]}

Entre 1948 y 1949, los aviones transportaron suministros durante el bloqueo de Berlín . Durante la Guerra Fría se produjeron nuevos tipos de aeronaves, como el B-52 .

El primer avión de pasajeros a reacción , el de Havilland Comet , se presentó en 1952, seguido por el soviético Tupolev Tu-104 en 1956. El Boeing 707 , el primer avión comercial a reacción de gran éxito, estuvo en servicio comercial durante más de 50 años, desde 1958 hasta 2010. El Boeing 747 fue el avión de pasajeros más grande del mundo desde 1970 hasta que fue superado por el Airbus A380 en 2005. El avión más exitoso es el Douglas DC-3 y su versión militar, el C-47 , ^{[ 24 ]} un avión de pasajeros o transporte bimotor de tamaño mediano que ha estado en servicio desde 1936 y todavía se utiliza en todo el mundo. Algunas de las cientos de versiones encontraron otros usos, como el AC-47 , un avión de ataque de la era de la Guerra de Vietnam , que todavía se utiliza en la Fuerza Aérea Colombiana . ^{[ 25 ]}

Un avión (escrito aeroplane en inglés británico y abreviado plane) es una aeronave de ala fija propulsada por el empuje de un motor a reacción o una hélice . Los aviones existen en muchos tamaños, formas y configuraciones de alas. Sus usos incluyen recreación , transporte de mercancías y personas, uso militar e investigación.

Un planeador es una aeronave más pesada que el aire cuyo vuelo libre no requiere motor. Un velero es un planeador de ala fija diseñado para planear, es decir, ganar altura aprovechando las corrientes ascendentes de aire, y para volar durante largos periodos.

Los planeadores se utilizan principalmente con fines recreativos, pero también se les ha dado uso para propósitos como la investigación aerodinámica , la guerra y la recuperación de naves espaciales.

Los motoplaneadores están equipados con un sistema de propulsión limitado para el despegue o para prolongar la duración del vuelo.

Al igual que ocurre con los aviones, los planeadores se presentan en diversas formas, con alas, eficiencia aerodinámica, posición del piloto y controles variados.

Los planeadores de gran tamaño suelen elevarse mediante un avión remolcador o un cabrestante . Los planeadores militares se han utilizado en combate para transportar tropas y equipo, mientras que los planeadores especializados se han empleado en investigaciones atmosféricas y aerodinámicas . Las aeronaves propulsadas por cohetes y las naves espaciales han realizado aterrizajes sin motor similares a los de un planeador.

Los planeadores y veleros utilizados en el deporte del vuelo sin motor poseen una alta eficiencia aerodinámica. La relación sustentación-resistencia  máxima es de 70:1, aunque lo habitual es de 50:1. Tras el despegue, se puede ganar mayor altitud aprovechando hábilmente las corrientes de aire ascendentes. Se han logrado vuelos de miles de kilómetros a velocidades medias superiores a 200 km/h.

Un ejemplo a pequeña escala de planeador es el avión de papel. Una hoja de papel común se puede doblar fácilmente para darle una forma aerodinámica; su baja masa en relación con su superficie reduce la sustentación necesaria para volar, lo que le permite planear cierta distancia.

Los planeadores y veleros comparten muchos elementos de diseño y principios aerodinámicos con las aeronaves motorizadas. Por ejemplo, el Horten H.IV era un planeador de ala volante sin cola , y el transbordador espacial, con su ala delta, planeaba durante su fase de descenso. Muchos planeadores adoptan superficies de control e instrumentos similares a los de los aviones.

Tipos

La principal aplicación de los modernos planeadores es el deporte y la recreación.

Planeador

Los planeadores se desarrollaron en la década de 1920 con fines recreativos. A medida que los pilotos comprendieron cómo aprovechar las corrientes de aire ascendentes, se desarrollaron planeadores con una alta relación sustentación-resistencia . Esto permitía que la aeronave planeara hasta la siguiente fuente de sustentación , aumentando así su alcance. Esto dio origen al popular deporte del vuelo sin motor .

Los primeros planeadores se construían principalmente de madera y metal, materiales que posteriormente fueron reemplazados por compuestos que incorporaban fibras de vidrio, carbono o aramida . Para minimizar la resistencia aerodinámica , estos planeadores cuentan con un fuselaje aerodinámico y alas largas y estrechas con una elevada relación de aspecto . Existen planeadores monoplaza y biplaza.

Inicialmente, el entrenamiento se realizaba mediante vuelos cortos en planeadores primarios , que carecen de cabina y cuentan con instrumentos mínimos. ^{[ 31 ]} Desde poco después de la Segunda Guerra Mundial, el entrenamiento se realiza en planeadores biplaza de doble mando, pero los biplazas de alto rendimiento pueden realizar vuelos largos. Originalmente se utilizaban patines para el aterrizaje, posteriormente reemplazados por ruedas, a menudo retráctiles. Los planeadores conocidos como motoplaneadores están diseñados para el vuelo sin motor, pero pueden equiparse con motores de pistón , rotatorios , a reacción o eléctricos . ^{[ 32 ]} La FAI clasifica los planeadores para las competiciones en clases de competición principalmente en función de la envergadura y los flaps.

La FAI ha definido una clase de planeadores ultraligeros, que incluye algunos conocidos como microplaneadores y otros como sillas de ruedas aéreas, según su peso. Son lo suficientemente ligeros como para transportarlos fácilmente y, en algunos países, se pueden volar sin licencia. Los planeadores ultraligeros tienen un rendimiento similar al de los alas delta , pero ofrecen mayor seguridad en caso de accidente, ya que el piloto puede sujetarse a un asiento vertical dentro de una estructura deformable. El aterrizaje suele realizarse sobre una o dos ruedas, lo que los distingue de los alas delta. La mayoría son construidos por diseñadores y aficionados.

planeadores militares

Durante la Segunda Guerra Mundial, se utilizaron planeadores militares para transportar tropas ( infantería de planeadores ) y equipo pesado a las zonas de combate. Los planeadores eran remolcados en el aire y durante la mayor parte del trayecto hasta su objetivo por aviones de transporte, como el C-47 Dakota , o por bombarderos que habían sido relegados a funciones secundarias, como el Short Stirling . La ventaja sobre los paracaidistas radicaba en que se podía aterrizar equipo pesado y que las tropas se reunían rápidamente en lugar de dispersarse sobre una zona de lanzamiento . Los planeadores se consideraban desechables, construidos con materiales económicos como la madera, aunque algunos se reutilizaron. Para la época de la Guerra de Corea , los aviones de transporte se habían vuelto más grandes y eficientes, de modo que incluso los tanques ligeros podían ser lanzados en paracaídas, lo que dejó obsoletos a los planeadores.

Planeadores de investigación

Incluso después del desarrollo de aeronaves motorizadas, los planeadores continuaron utilizándose para la investigación aeronáutica . El ala flexible Paresev Rogallo de la NASA se desarrolló para investigar métodos alternativos de recuperación de naves espaciales. Si bien esta aplicación se abandonó, su difusión inspiró a aficionados a adaptar el perfil aerodinámico del ala flexible para planeadores.

La investigación inicial sobre muchos tipos de aeronaves de ala fija, incluidas las alas volantes y los cuerpos sustentadores, también se llevó a cabo utilizando prototipos sin motor.

Ala delta

Un ala delta es una aeronave planeadora en la que el piloto va suspendido de un arnés sujeto a la estructura del ala y ejerce el control desplazando su peso corporal en oposición a una barra de control. Los alas delta suelen estar fabricadas con una estructura de aleación de aluminio o de tela compuesta . Los pilotos pueden planear durante horas, ganar miles de metros de altitud aprovechando las corrientes térmicas ascendentes, realizar acrobacias aéreas y planear a campo traviesa durante cientos de kilómetros.

Parapente

Un parapente es un planeador ligero, de vuelo libre y despegue a pie, sin cuerpo rígido. ^{[ 33 ]} El piloto está suspendido en un arnés debajo de un ala hueca de tela cuya forma viene determinada por sus líneas de suspensión. El aire que entra por las aberturas en la parte delantera del ala y las fuerzas aerodinámicas del aire que fluye sobre ella impulsan la aeronave. El parapente es, en la mayoría de los casos, una actividad recreativa.

Una cometa es una aeronave atada que se mantiene en el aire gracias al viento que sopla sobre sus alas. ^{[ 34 ]} La alta presión debajo del ala desvía el flujo de aire hacia abajo. Esta desviación genera resistencia horizontal en la dirección del viento. El vector de fuerza resultante de las componentes de fuerza de sustentación y resistencia es contrarrestado por la tensión de la cuerda .

Las cometas se utilizan principalmente con fines recreativos, pero tienen muchos otros usos. Pioneros como los hermanos Wright y JW Dunne a veces volaban una aeronave como si fuera una cometa para confirmar sus características de vuelo, antes de añadirle un motor y controles de vuelo.

Aplicaciones

Militar

Las cometas se han utilizado para señalización, para el lanzamiento de municiones y para la observación , elevando a un observador por encima del campo de batalla y mediante la fotografía aérea con cometas .

Ciencia y meteorología

Las cometas se han utilizado con fines científicos, como en el famoso experimento de Benjamin Franklin que demostró que el rayo es electricidad . Fueron precursoras de las aeronaves tradicionales y desempeñaron un papel fundamental en el desarrollo de los primeros aviones. Alexander Graham Bell experimentó con grandes cometas capaces de elevar personas , al igual que los hermanos Wright y Lawrence Hargrave . Históricamente, las cometas desempeñaron un papel importante en el izado de instrumentos científicos para medir las condiciones atmosféricas y realizar pronósticos meteorológicos .

Antenas de radio y balizas luminosas

Las cometas pueden utilizarse para transportar antenas de radio. Este método se empleó en la estación receptora de la primera transmisión transatlántica de Marconi . Los globos cautivos pueden resultar más convenientes para este tipo de experimentos, ya que las antenas transportadas por cometas requieren viento fuerte, que no siempre está disponible con equipos pesados ​​y un conductor de tierra.

Las cometas pueden utilizarse para transportar fuentes de luz, como barras luminosas o luces a pilas.

Tracción de cometas

Las cometas se pueden usar para arrastrar personas y vehículos a favor del viento. Las cometas de tipo foil eficientes, como las cometas de potencia, también se pueden usar para navegar contra el viento siguiendo los mismos principios que otras embarcaciones de vela, siempre que las fuerzas laterales en tierra o en el agua se redirijan como con las quillas, las orzas, las ruedas y las cuchillas de hielo de las embarcaciones de vela tradicionales. En las últimas dos décadas, los deportes de vela con cometa se han popularizado, como el kite buggying , el kite landboarding , el kite boating y el kite surf. El snow kiting también es popular.

La navegación con cometas abre varias posibilidades que no están disponibles en la navegación tradicional:

• La velocidad del viento es mayor a mayor altitud.
• Las cometas pueden ser maniobradas dinámicamente, lo que aumenta drásticamente la fuerza disponible.
• No se necesitan estructuras mecánicas para soportar fuerzas de flexión; los vehículos/cascos pueden ser ligeros o incluso eliminarse.

Generación de energía

Los proyectos de investigación y desarrollo estudian las cometas para aprovechar las corrientes de viento de gran altitud para la generación de electricidad. ^{[ 35 ]}

Usos culturales

Los festivales de cometas son una forma popular de entretenimiento en todo el mundo. Incluyen eventos locales, festivales tradicionales y grandes festivales internacionales.

Diseños

• Cometa de las Bermudas
• Cometa arqueada , por ejemplo Rokkaku
• Cometa celular o de caja
• Chapi-chapi
• cometa delta
• cometa de foil , parafoil o cometa de arco
• Cometa malaya véase también wau bulan
• Cometa tetraédrica

El elemento estructural de un avión de ala fija es el fuselaje. Este varía según el tipo, el propósito y la tecnología de la aeronave. Los primeros fuselajes eran de madera con superficies alares de tela. Cuando se desarrollaron los motores para el vuelo motorizado, sus soportes se fabricaron de metal. Con el aumento de la velocidad, el metal se hizo más común hasta que, al final de la Segunda Guerra Mundial, los aviones totalmente metálicos (y de vidrio) eran habituales. En la actualidad, los materiales compuestos se han vuelto más comunes.

Los elementos estructurales típicos incluyen:

• Una o más alas, en su mayoría horizontales, a menudo con sección transversal aerodinámica . El ala desvía el aire hacia abajo a medida que la aeronave avanza, generando sustentación para mantenerla en vuelo. El ala también proporciona estabilidad lateral para detener la aeronave nivelada en vuelo estable. Otras funciones son almacenar el combustible y alojar los motores.
• El fuselaje , generalmente un cuerpo largo y delgado, suele tener los extremos afilados o redondeados para que su forma sea aerodinámicamente aerodinámica. El fuselaje une las demás partes de la estructura del avión y contiene la carga útil y los sistemas de vuelo.
• Un estabilizador vertical o aleta es una superficie rígida montada en la parte trasera del avión y que generalmente sobresale por encima de este. La aleta estabiliza el giro del avión (a la izquierda o a la derecha) y sirve de soporte para el timón , que controla su rotación sobre ese eje.
• Un estabilizador horizontal , generalmente montado en la cola cerca del estabilizador vertical. El estabilizador horizontal se utiliza para estabilizar el cabeceo del avión (inclinación hacia arriba o hacia abajo) y aloja los elevadores que proporcionan el control de cabeceo.
• El tren de aterrizaje es un conjunto de ruedas, patines o flotadores que sostienen el avión cuando no está en vuelo. En los hidroaviones, la parte inferior del fuselaje o los flotadores (pontones) lo sostienen mientras está en el agua. En algunos aviones, el tren de aterrizaje se retrae durante el vuelo para reducir la resistencia aerodinámica.

El An-225 Mriya , que era el avión más grande del mundo, podía transportar una carga útil de 250 toneladas y tenía dos estabilizadores verticales.

Las alas de un avión de ala fija son planos estáticos que se extienden a ambos lados de la aeronave. Cuando el avión avanza, el aire fluye sobre las alas, cuya forma está diseñada para generar sustentación.

Estructura

Las cometas, algunos planeadores y aviones ligeros tienen superficies alares flexibles que se extienden sobre una estructura y se rigidizan gracias a las fuerzas de sustentación que ejerce el flujo de aire sobre ellas. Los aviones más grandes tienen superficies alares rígidas.

Ya sean flexibles o rígidas, la mayoría de las alas cuentan con una estructura robusta que les da forma y transfiere la sustentación desde la superficie del ala al resto de la aeronave. Los principales elementos estructurales son uno o más largueros que van desde la raíz hasta la punta, y costillas que van desde el borde de ataque (delantero) hasta el borde de salida (trasero).

Los primeros motores de avión tenían poca potencia y el bajo peso era fundamental. Además, los primeros perfiles aerodinámicos eran delgados y no podían soportar una estructura robusta. Hasta la década de 1930, la mayoría de las alas eran tan frágiles que se les añadían puntales y cables de refuerzo externos. Con el aumento de la potencia de los motores, las alas pudieron fabricarse lo suficientemente pesadas y resistentes como para que el refuerzo resultara innecesario. Este tipo de ala sin refuerzo se denomina ala en voladizo .

Configuración

El número y la forma de las alas varían mucho. Algunos diseños integran el ala con el fuselaje, mientras que lo más común es que las alas izquierda y derecha estén separadas por el fuselaje.

En ocasiones se han utilizado más alas, como en el triplano de tres alas de la Primera Guerra Mundial. Los cuadriplanos de cuatro alas y otros diseños multiplano han tenido poco éxito.

La mayoría de los aviones son monoplanos , con una o dos alas paralelas. Los biplanos y triplanos apilan un ala sobre la otra. Las alas en tándem se disponen una detrás de la otra, posiblemente unidas en las puntas. Cuando la potencia de los motores aumentó durante las décadas de 1920 y 1930 y ya no se requería refuerzo, el monoplano sin refuerzo o en voladizo se convirtió en la forma más común.

La planta se refiere a la forma que adquiere el ala al ser vista desde arriba o desde abajo. Para lograr una alta eficiencia aerodinámica, las alas deben ser rectas, con una gran envergadura y una cuerda corta ( relación de aspecto elevada ). Para ser estructuralmente eficientes y, por lo tanto, ligeras, la envergadura debe ser lo más pequeña posible, pero debe ofrecer suficiente superficie para generar sustentación.

Para viajar a velocidades transónicas , las alas de geometría variable cambian de orientación, inclinándose hacia atrás para reducir la resistencia generada por las ondas de choque supersónicas. El ala de geometría variable se transforma entre una configuración recta eficiente para el despegue y el aterrizaje , y una configuración en flecha de baja resistencia para el vuelo a alta velocidad. Se han probado otras formas de ala de geometría variable, pero ninguna ha superado la fase de investigación. El ala en flecha es un ala recta inclinada hacia atrás o hacia adelante.

El ala delta tiene forma triangular y cumple diversas funciones. Como ala Rogallo flexible , permite una forma estable bajo fuerzas aerodinámicas y se utiliza frecuentemente en cometas y otras aeronaves ultraligeras. Es capaz de alcanzar velocidades supersónicas, combinando alta resistencia con baja resistencia aerodinámica.

Las alas suelen ser huecas y también funcionan como depósitos de combustible. Están equipadas con flaps , que permiten aumentar o disminuir la resistencia o la sustentación del ala durante el despegue y el aterrizaje, y que, actuando en sentido contrario, permiten cambiar de dirección.

El fuselaje suele ser largo y delgado, generalmente con extremos cónicos o redondeados para lograr una forma aerodinámicamente suave. La mayoría de los aviones de ala fija tienen un solo fuselaje. Otros pueden tener varios fuselajes, o bien, el fuselaje puede estar equipado con brazos a ambos lados de la cola para aprovechar la parte trasera del fuselaje.

El fuselaje suele albergar a la tripulación , los pasajeros, la carga y, a veces, el combustible y los motores. Los planeadores generalmente no llevan combustible ni motores, aunque algunas variantes, como los motoplaneadores y los planeadores cohete, los incorporan para uso temporal u opcional.

Los pilotos de aeronaves comerciales tripuladas de ala fija las controlan desde la cabina , ubicada dentro del fuselaje, generalmente en la parte delantera o superior, equipada con controles, ventanas e instrumentos, y separada de los pasajeros por una puerta de seguridad. En aeronaves pequeñas, los pasajeros suelen sentarse detrás del piloto o pilotos en la cabina. En ocasiones, un pasajero puede sentarse al lado o delante del piloto. Las aeronaves de pasajeros más grandes cuentan con una cabina de pasajeros independiente o, en ocasiones, con varias cabinas separadas físicamente de la cabina de mando.

Los aviones suelen tener dos o más pilotos: uno al mando (el "piloto") y uno o más "copilotos". En los aviones más grandes, normalmente también hay un navegante en la cabina. Algunos aviones militares o especializados pueden tener otros miembros de la tripulación en la cabina.

El perfil aerodinámico clásico del ala es inestable en vuelo. Los aviones de ala flexible suelen depender de un cable de anclaje o del peso del piloto que cuelga debajo para mantener la actitud correcta. Algunos tipos de vuelo libre utilizan un perfil aerodinámico adaptado que proporciona estabilidad, u otros mecanismos, como la estabilización artificial electrónica.

Para lograr equilibrio, estabilidad y control, la mayoría de los aviones de ala fija cuentan con un empenaje compuesto por una aleta y un timón de dirección que actúan horizontalmente, y un plano de cola y un elevador que actúan verticalmente. Esta configuración es tan común que se conoce como la disposición convencional. En ocasiones, se colocan dos o más aletas espaciadas a lo largo del plano de cola.

Algunos tipos tienen un plano delantero horizontal tipo " canard " delante del ala principal, en lugar de detrás de ella. ^{[ 36 ] : 86 [ 37 ] [ 38 ]} Este plano delantero puede contribuir al trimado, la estabilidad o el control de la aeronave, o a varios de estos.

En las aeronaves tripuladas de ala fija, los instrumentos proporcionan información a los pilotos, incluyendo datos sobre el vuelo , los motores , la navegación , las comunicaciones y otros sistemas de la aeronave que puedan estar instalados.

Los seis instrumentos básicos, a veces denominados el paquete de seis, son: ^{[ 39 ]}

• El indicador de velocidad aerodinámica (ASI, por sus siglas en inglés) muestra la velocidad a la que el avión se desplaza por el aire.
• El indicador de actitud (IA), a veces llamado horizonte artificial, indica la orientación exacta de la aeronave con respecto a sus ejes de cabeceo y alabeo .
• El altímetro indica la altitud o altura del avión sobre el nivel medio del mar (AMSL).
• El indicador de velocidad vertical (VSI), o variómetro, muestra la velocidad a la que el avión está ascendiendo o descendiendo .
• El indicador de rumbo (HI), a veces llamado giroscopio direccional (DG), muestra la orientación de la brújula magnética del fuselaje. La dirección se ve afectada por las condiciones del viento y la declinación magnética .
• El coordinador de viraje (TC), o indicador de viraje y alabeo, ayuda al piloto a controlar el avión con una actitud coordinada durante el viraje.

Otros instrumentos de la cabina incluyen:

• Una radio bidireccional , para permitir la comunicación con otros aviones y con el control de tráfico aéreo .
• Un indicador de situación horizontal (HSI, por sus siglas en inglés) muestra la posición y el movimiento del avión visto desde arriba con respecto al suelo, incluyendo el rumbo/dirección y otra información.
• Instrumentos que muestran el estado de los motores del avión ( velocidad de funcionamiento , empuje , temperatura y otras variables).
• Sistemas de visualización combinados, como pantallas de vuelo principales o ayudas a la navegación .
• Pantallas de información, como las pantallas del radar meteorológico a bordo .
• Un radiogoniómetro (RDF, por sus siglas en inglés) para indicar la dirección a una o más radiobalizas, que pueden utilizarse para determinar la posición del avión.
• Un sistema de navegación por satélite (satnav) para proporcionar una posición precisa.

Algunos o todos estos instrumentos pueden aparecer en la pantalla de un ordenador y manejarse mediante toques, al estilo de un teléfono.

• En 1903, cuando los hermanos Wright usaron la palabra "aeroplane" (un término del inglés británico que también puede significar avión en inglés americano ), se referían al ala, no a la aeronave completa. Véase el texto de su patente. Patente 821.393 : Patente de los hermanos Wright para la "Máquina Voladora".

• Blatner, David. El libro de volar: Todo lo que siempre te has preguntado sobre volar en avión . ISBN 0-8027-7691-4