Las aeronaves que se mueven a través del aire desarrollan sustentación, o una fuerza hacia arriba que supera el peso, mediante el movimiento del aire sobre las alas. Una forma en que se mueve un avión es cuando el morro o la parte delantera del avión se mueve hacia arriba o hacia abajo, lo que a menudo se denomina cabeceo. El momento de lanzamiento es una medida del movimiento hacia arriba y hacia abajo para diferentes ángulos de aire a través de las alas, conocido como ángulo de ataque.
La mayoría de los aviones de ala fija tienen dos o cuatro alas aproximadamente a la mitad del fuselaje, que es el cuerpo principal del avión. Las alas tienen alerones móviles que mueven las alas hacia arriba o hacia abajo, lo que se conoce como balanceo del avión. Hay un estabilizador horizontal con un panel elevador móvil en la cola o en la parte trasera del fuselaje para controlar el cabeceo hacia arriba o hacia abajo. El estabilizador horizontal a menudo se ve como un ala más pequeña a cada lado de la cola en una posición plana u horizontal.
Un estabilizador vertical con un panel de timón móvil se coloca verticalmente hacia arriba desde el estabilizador horizontal para mover el morro hacia adelante y hacia atrás, que es el control de guiñada. Todas las superficies móviles están conectadas a una rueda o palanca de control del piloto y a los pedales del timón controlados por los pies del piloto. El piloto puede ladearse o rodar, girar a la izquierda y a la derecha y guiñar o mover el morro hacia adelante y hacia atrás con los controles.
Si la aeronave se mueve hacia arriba o hacia abajo debido al movimiento en el ascensor, la potencia del motor o la turbulencia climática, el ángulo de ataque cambia para que el aire fluya tanto a través de las alas como del estabilizador horizontal. El estabilizador horizontal está diseñado como un ala invertida y crea un momento de cabeceo hacia arriba para forzar el morro hacia abajo. Otras partes de la aeronave están tratando de empujar el morro hacia arriba debido a las fuerzas aerodinámicas, que son efectos del aire que se mueve a través de las diferentes superficies.
Las fuerzas creadas por el estabilizador horizontal a menudo se denominan par, que es una medida de la fuerza multiplicada por la distancia desde un punto de rotación. El punto de rotación de la aeronave es normalmente el centro de gravedad, que es un punto imaginario donde el avión podría elevarse y estar en perfecto equilibrio. El peso del pasajero, el equipaje y el combustible cambiarán el centro de gravedad o CG, y los pilotos realizan cálculos para determinar que su aeronave vuela dentro de un rango aceptable de CG.
El momento de cabeceo creado por el estabilizador horizontal se produce desde un ala mucho más pequeña que las alas principales. Esto es posible gracias al cálculo del par. Para una cantidad de fuerza deseada, el ala puede ser más pequeña porque está más lejos del centro de gravedad. Casi todos los aviones tienen una cola larga con estabilizadores horizontales y verticales en el extremo más alejado por esta razón.
Cuando el ángulo de ataque se vuelve demasiado grande, el aire ya no fluirá suavemente por la parte superior e inferior del ala. Se producen turbulencias, el aire ya no fluye a lo largo del ala y el ala no genera sustentación. Esto se conoce como pérdida aerodinámica y el avión ya no puede mantener un vuelo nivelado. La gama CG está cuidadosamente diseñada y probada por los fabricantes para que el morro de un avión se caiga cuando se produzca una pérdida. Esto permite que el avión gane velocidad y restaure el flujo de aire a través de las alas y la cola, y es causado por el momento de cabeceo diseñado del avión.
Si un piloto agrega por error demasiado peso hacia la parte trasera antes del vuelo, es posible que la aeronave no se recupere de una pérdida. El estabilizador horizontal no puede desarrollar suficiente empuje para superar el exceso de peso y bajar el morro. Esto se conoce como condición de CG en popa o trasero, y es muy peligrosa si no lo corrige el piloto.
El momento de cabeceo también puede cambiar debido a los efectos aerodinámicos que se producen cerca del suelo, lo que se denomina efecto suelo. El efecto de suelo es causado por cambios en la forma en que el aire se mueve por encima y por debajo de las alas, y afecta el momento de elevación y cabeceo. Esto puede hacer que el morro se incline hacia abajo justo antes de aterrizar y contribuir a accidentes si el piloto no lo comprende.