L’aviateur automatique, également appelé pilote automatique, ou autohelmsman, dispositif permettant de diriger un avion ou toute autre voiture sans intervention humaine permanente. Les tout premiers pilotes automatiques ne pouvaient faire plus que maintenir un avion en vol rectiligne et en palier en gérant les mouvements de tangage, de lacet et de roulis ; et ils sont généralement encore utilisés pour faciliter la tâche de l’aviateur en croisière. Les pilotes automatiques contemporains peuvent néanmoins effectuer des manœuvres ou des programmes de vol complexes, amener les avions sur des trajectoires d’approche et d’atterrissage, ou rendre possible le contrôle d’avions intrinsèquement volatils (comme certains avions supersoniques) et de ceux capables de décoller et d’obtenir un vol vertical. Les pilotes automatisés sont également utilisés pour diriger des navires de surface, des sous-marins, des torpilles, des missiles, des fusées et des engins spatiaux. Les pilotes d’aéronefs automatisés se composent de quatre éléments importants : (1) une source de commandes de pilotage (comme un programme d’assistance numérique ou un récepteur stéréo), (2) des capteurs de mouvement et de position (comme des gyroscopes, des accéléromètres, des altimètres et des indicateurs de vitesse), (3) un ordinateur pour comparer les paramètres spécifiques du système d’assistance avec la position et le mouvement réels de l’avion, et (4) des servomoteurs qui actionnent les moteurs et les surfaces de commande de l’appareil pour modifier son vol en ligne lorsque des corrections ou des modifications sont nécessaires. Les pilotes automatiques pour les aéronefs pilotés sont conçus comme des systèmes à sécurité intégrée, c’est-à-dire qu’aucune défaillance de l’aviateur automatique ne peut être autorisée pour éviter l’utilisation efficace de la commande manuelle. Les accélérations extrêmes sont évitées par l’aviateur automatique grâce à ses nombreuses boucles de commentaires. La stratégie et l’obtention automatiques utilisent des faisceaux de micro-ondes qui sont ciblés à partir de votre piste et obtenus à bord de l’avion par des récepteurs appropriés. Utilisés à bord des vaisseaux spatiaux, les systèmes automatisés de stabilisation et de contrôle de l’esprit compensent les petites perturbations provoquées par les micrométéorites, la pression de radiation du Soleil et les irrégularités mineures des zones gravitationnelles des corps planétaires proches. Au lieu des surfaces de contrôle aérodynamiques utilisées par les véhicules dans l’atmosphère terrestre, les pilotes automatisés des vaisseaux spatiaux contrôlent l’orientation au moyen de jets de contrôle de réponse, d’électro-aimants peu nombreux par rapport aux zones magnétiques planétaires ou de gyroscopes. Un avion en vol direct non accéléré subit 4 forces. (Ces forces sont la sustentation, une force qui agit vers le haut ; la traînée, une pression retardatrice due à la résistance à la sustentation et au frottement de l’avion qui se déplace dans l’atmosphère ; le poids du corps, l’effet vers le bas de la gravité sur l’avion ; et la poussée, la force qui agit vers l’avant fournie par le programme de propulsion (ou, dans le cas d’un avion non motorisé, en utilisant les forces gravitationnelles pour convertir l’altitude en vitesse). La traction et le poids sont des éléments intégrés à tout objet, tel qu’un avion. La portance et la poussée sont des éléments créés artificiellement et conçus pour permettre à un avion de se déplacer. Pour comprendre la portance, il faut d’abord comprendre le profil aérodynamique, qui est en fait une structure conçue pour obtenir une réponse sur sa surface de l’air qu’elle déplace. Les premiers profils aérodynamiques n’avaient généralement guère plus qu’une surface supérieure plutôt incurvée et une surface inférieure plane. Au fil des ans, les profils aérodynamiques ont été adaptés pour répondre à l’évolution des besoins. À partir des années 1920, les profils aérodynamiques présentaient généralement une surface supérieure incurvée, la plus grande élévation étant obtenue dans le premier tiers de la corde (largeur). Avec le temps, les surfaces supérieures et inférieures ont été plus ou moins courbées, et la zone la plus épaisse du profil s’est progressivement déplacée vers l’arrière. Avec l’augmentation de la vitesse, il est devenu nécessaire d’assurer un passage très fluide de l’atmosphère sur la surface, ce qui a été obtenu avec le profil à flux laminaire, pilote d’avion dans lequel la cambrure était à nouveau plus en arrière que ce que la pratique moderne détermine. Les avions supersoniques ont nécessité des changements encore plus extrêmes dans la conception des profils, certains abandonnant la rondeur précédemment associée à une aile et adoptant une forme à double arête.