Un aviateur automatique, également connu sous le nom de pilote automatique, ou autohelmsman, dispositif permettant de gérer un avion ou une autre voiture sans avoir recours à une intervention humaine constante. Les premiers pilotes automatiques pouvaient au maximum maintenir un avion en vol rectiligne et en degré en contrôlant les mouvements de tangage, de lacet et de roulis ; et ils sont généralement encore utilisés pour soulager le pilote tout au long du programme de croisière. Les pilotes d’avion automatiques modernes peuvent néanmoins exécuter des manœuvres ou des plans de vol complexes, amener les avions dans des voies de stratégie et d’obtention, ou rendre possible le contrôle d’avions naturellement instables (comme certains avions supersoniques) ainsi que de ceux capables de décoller et d’obtenir un vol rectiligne. Les pilotes d’avion automatiques peuvent également être utilisés pour diriger des navires de surface, des sous-marins, des torpilles, des missiles, des fusées et des engins spatiaux. Les pilotes d’aéronefs automatiques se composent de 4 éléments importants : (1) une source de commandes de direction (comme un système de guidage numérique ou peut-être un récepteur radio), (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 spécifiés dans le système d’assistance avec la position et le mouvement réels de l’avion, et (4) des servomoteurs qui actionnent les moteurs de l’appareil et gèrent les zones pour modifier son vol lorsque des modifications sont nécessaires. Les pilotes automatiques d’avions pilotés sont conçus comme des systèmes de sécurité à court terme, c’est-à-dire qu’aucune défaillance de l’aviateur automatique ne peut être autorisée pour éviter le travail efficace de la commande manuelle. Les accélérations excessives sont empêchées par l’aviateur automatique grâce à ses nombreuses boucles de rétroaction. L’approche et l’atterrissage automatisés utilisent des faisceaux de micro-ondes qui sont dirigés depuis la piste et captés à bord de l’avion par des récepteurs appropriés. Utilisés à bord des vaisseaux spatiaux, les systèmes automatisés de stabilisation et de gestion de l’esprit compensent les perturbations mineures causées par les micrométéorites, la pression des rayons du soleil et les irrégularités mineures des zones gravitationnelles des corps planétaires proches. Au lieu des surfaces aérodynamiques utilisées par les automobiles dans l’environnement terrestre, les pilotes automatiques des vaisseaux spatiaux gèrent l’orientation au moyen de jets de réaction, d’électro-aimants qui se couplent aux champs magnétiques planétaires ou de gyroscopes. Un avion en vol de ligne non accéléré, en ligne droite et en palier, est soumis à 4 causes. (En vol de ligne en virage, en piqué ou en montée, pilote d’avion des forces supplémentaires entrent en jeu). Ces forces sont l’élévation, une pression agissant vers le haut ; la traction, une force de ralentissement du potentiel pour faire face à l’élévation et également au frottement de l’avion se déplaçant dans l’air ; le poids, l’effet descendant que la gravité a sur l’avion ; et la poussée, la force agissant vers l’avant fournie par le système de propulsion (ou, lorsqu’il s’agit d’un avion non motorisé, en utilisant les forces gravitationnelles pour traduire l’altitude en vitesse). La traction et le poids sont des éléments inhérents à tout objet, y compris un aéronef. La portance et la poussée sont des éléments développés artificiellement et créés pour permettre à un avion de voler. Pour connaître la portance, il faut d’abord savoir ce qu’est un profil aérodynamique, c’est-à-dire un cadre conçu pour obtenir une réaction de l’atmosphère à sa surface, grâce à laquelle il se déplace. Les premiers profils n’avaient généralement rien de plus qu’une surface supérieure légèrement incurvée et une surface inférieure plate. Au fil des ans, les profils aérodynamiques ont déjà été adaptés pour répondre à l’évolution des besoins. À partir des années 1920, les profils aérodynamiques avaient généralement une surface supérieure incurvée, l’élévation la plus importante étant atteinte dans le premier tiers de la corde (largeur). Au fil du 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 apparu clairement que le passage de l’air sur la surface devait être vraiment régulier, ce qui a été réalisé par le profil à flux laminaire, dans lequel la cambrure était plus en arrière que ce que la pratique contemporaine avait déterminé. Les avions supersoniques ont nécessité des modifications beaucoup plus extrêmes dans la conception des profils, certains perdant la rondeur autrefois liée à l’aile et prenant une forme à deux bords.