Tra le caratteristiche che deve avere un a/m figurano: la stabilità, la manovrabilità e la controllabilità.
- La stabilità è l'attitudine di un velivolo a mantenersi in volo dritto e livellato.
- La manovrabilità è l’adattabilità di un velivolo ad essere diretto lungo una traiettoria di volo desiderata.
- La controllabilità è la qualità della risposta del velivolo ai comandi imposti dal pilota.
Le prestazioni di un a/m saranno tanto migliori quanto più elevata è la sua stabilità, in modo da avere una buona risposta ai movimenti imposti dai comandi di volo.
L'a/m è aerodinamicamente stabile, cioè esso mantiene la condizione di volo uniforme, rettilineo, orizzontale (assetto normale) e vi si riporta automaticamente quando una causa esterna altera tale equilibrio.Se ad esempio, una raffica di vento provoca un movimento indesiderato del velivolo, questo ritorna nella primitiva posizione d’equilibrio di volo senza che il pilota debba intervenire sui comandi di volo. La stabilità dell'a/m è relativa ai suoi tre assi: beccheggio, rollio e imbardata.La stabilità aerodinamica si raggiunge con oscillazioni sugli assi d’ampiezza decrescente, fino all'equilibrio.
Stabilità longitudinale
E' la tendenza a ritornare in equilibrio stabile longitudinale, in seguito a movimenti di rotazione sull'asse di beccheggio.La stabilità longitudinale si ottiene disponendo il centro di pressione (punto d’applicazione della portanza) dietro il centro di gravità (punto d’applicazione del peso del velivolo o baricentro).
In tal modo si ha una coppia di forze che generano un momento a picchiare, a cui si contrappone un momento a cabrare generato dallo stabilizzatore orizzontale di coda.
Lo stabilizzatore, disposto con incidenza negativa rispetto a quella dell’ala, rende la coda deportante. Di conseguenza, quest’ultima, si abbassa e la prua si alza, in modo da raggiungere così l'equilibrio longitudinale.Se durante il volo l'equilibrio viene alterato (ad esempio a causa di una raffica di vento che porti l'a/m a cabrare), l'incidenza dello stabilizzaltore aumenta, facendolo diventare portante.
Ciò causa il sollevamento della coda ed il conseguente ritorno all'equilibrio orizzontale del velivolo.Viceversa se l'equilibrio viene alterato a picchiare, lo stabi1izzatore perde portanza, quindi la coda si abbassa ed il velivolo ritorna in equilibrio orizzontale.
E' la tendenza a ritornare in equilibrio stabile laterale in seguito ad una rotazione intorno all'asse di rollio. La stabilità laterale è dovuta principalmente all'ala; infatti, durante un movimento di rollio una semiala si abbassa, acquistando una velocità verticale di discesa, e l'altra si alza, acquistando una velocità verticale di salita. Ciò da luogo ad una nuova velocità (risultante tra la velocità orizzontale e quella verticale) e ad un nuovo angolo di incidenza che risulta maggiore di quello originario nella semiala che si abbassa. Conseguentemente in quest' ultima si ha un aumento di portanza e quindi la
tendenza a risa1ire. Per la semiala che sale accade l'inverso, cioè la sua incidenza e quindi la sua portanza diminuiscono, e di conseguenza la semiala stessa tende a ridiscendere.
Occorre considerare inoltre che la stabilità laterale è strettamente collegata a quella direzionale e che in particolare una derapata tende a generare una rollata ed un’imbardata, qualunque sia la causa che ha provocato la derapata iniziale.
Stabilità direzionale (o di rotta)
E' la tendenza del velivolo a ritornare in equilibrio stabile di rotta, in seguito a movimenti di rotazione intorno all'asse verticale.
La stabilità direzionale è garantita principalmente dallo stabilizzatore verticale o "deriva". Quando, infatti, l'aeromobile ruota intorno all'asse verticale, ad esempio a sinistra, la deriva si sposta ed assume un certo angolo d’incidenza rispetto alla direzione della velocità, in conseguenza del quale è soggetto ad una forza aerodinamica. Ciò da origine ad un momento rispetto al baricentro, il quale riporta la deriva a sinistra e quindi il muso dell'a/m a destra, nella sua posizione primitiva Anche in questo caso si verifica come conseguenza un fenomeno di grande importanza. Infatti, all'inizio del movimento di rotazione intorno all'asse verticale, la semiala che avanza aumenta la sua velocità e di conseguenza la sua portanza. L'aeroplano quindi effettua un movimento di ro11io, alzando l'ala dalla parte esterna della virata.Anche le ali a freccia contribuiscono a migliorare la stabilità direzionale dell'aeromobile, in quanto la semiala che avanza si presenta al vento relativo con un'ampiezza maggiore rispetto all'altra. Ciò comporta un aumento di resistenza, e l'azione frenante che ne deriva contrasta la rotazione dell'aeroplano.
Manovrabilità
E' stato precedentemente affermato che un velivolo stabile torna alla posizione iniziale al cessare della causa pertubatrice che da questa lo aveva allontanato. E' sottinteso, tuttavia, che un a/m deve poter evoluire, su comando del pilota, pur risultando stabile in ogni momento. Per questo esso è munito di apposite superfici di governo dette "comandi di volo", le quali sono in grado di produrre i movimenti del velivolo attorno ai tre assi principali. Si deve osservare che il ritorno in assetto normale di volo avviene lentamente, in quanto un eccesso di stabilità renderebbe "duro"il governo dell'a/m; ovvero, il velivolo sarebbe poco "manovrabile'.
Per manovrabilità si intende l'azione effettuata dal pilota con i comandi di volo, per far eseguire all'a/m qualsiasi traiettoria di volo desiderata. L'aeroplano ha buona manovrabilità quando risponde facilmente e rapidamente ai movimenti delle superfici di governo.
In aerei particolarmente veloci e grandi, il movimento delle superfici di governo non può essere ottenuto mediamente comandi diretti, perchè gli sforzi richiesti al pilota per la manovra sarebbero eccessivi, se non addirittura irrealizzabili.Il movimento delle superfici di governo viene allora ottenuto mediante servocomandi, di tipo prevalentemente idraulico, atti a contenere lo sforzo del pilota e a rendere meno faticoso il pilotaggio dello a/m. Al posto o in aiuto dei servocomandi vengono pure usate le "servoalette" aerodinamiche, che riducono lo sforzo richiesto da parte del pilota per lo spostamento di una superficie di governo.