エアバスA320
A320-200の登場時に72トンであった最大離陸重量は、その後段階的に引き上げられ、73.5トンや77トン、78トンといった仕様が設定された。離陸重量の増加分は燃料搭載量の増加にあてられ、それに伴い標準航続距離が延長された。エンジンも改良が加えられ、燃費や環境性能の向上が進められた。計算流体力学の技術を用いて空力面の改良も加えられ、翼と胴体をつなぐフェアリングやエンジン・パイロンの形状などが変更された。飛行システムも改良され、継続降下進入 (CDA) 方式や広域航法に対応する機能が追加され、より効率的な運航の実現が図られている。客室についても頭上の手荷物収容スペースが改良され容積効率が改善されたほか、内装の更新により室内空間が拡大された。客室の照明・空調を管理したりメッセージ放送を行ったりする客室乗務員向けの業務システムも導入された。
代替飛行場から離れた経路を飛行可能となるETOPS要件の適用範囲も順次拡大され、2004年3月に欧州航空安全機関(以下、EASA)から、2006年5月には米国連邦航空局(以下、FAA)からA319、A320、A321に対して180分のETOPSが認められた。
主翼はテーパーがついた後退翼で、翼面積は122.6平方メートルである。25パーセント翼弦での後退角は25度、アスペクト比 は約9.5と、後退角が浅く翼幅の大きい翼である。翼厚比は10.8パーセントでA310と近い値であるが、断面形状はかなり異なりA320の翼は後半部が比較的厚い。主翼構造は、胴体と一体化している中央翼構造および左右の片持ち翼構造から構成される。左右の主翼は箱型応力外皮構造(ボックス構造)であり、前桁、後桁、リブ(小骨)、ストリンガ(縦通材)、そして上下の外板らで構成される。中央翼構造はトラスで補強されたボックス構造で、翼にかかる揚力などを胴体に伝える働きを担う。
主翼には高揚力装置として前縁にスラット、後縁にファウラー・フラップを備える。スラットは片翼あたり6枚で、ほぼ全幅にわたり配置されている。
A320の操縦システムは、操縦不能になるのは10時間に1回以内、操縦性の低下は10時間に1回以内という目標で設計された。システムは信頼性を高めるため、複数のコンピュータにより冗長化が図られており、さらに単純な多重化ではなく異種冗長の考え方が取り入れられている。異種冗長とは同一の欠陥あるいは故障によりシステム全体が機能喪失することを防ぐための考え方である。具体的には、多重化に際してメーカー、プロセッサ、そしてプログラミング言語が異なるコンピュータを組み合わせたり、コンピュータ内部の命令部と監視部を完全に独立させたりといった方策がとられている。電源の分離や信号線の分離配置といった対策もとられている。
油圧系統は、独立した3つの系統で構成される。油圧ポンプにより加圧された油圧は操縦系統や降着装置、ブレーキ、そしてエンジンの逆推力装置に供給される。全ての操縦翼面は油圧により駆動される。各翼面には複数のアクチュエータが備わり冗長化されている。降着装置の出し入れ、ブレーキ、ステアリングも油圧駆動である。
A320の電源は、左右のエンジンおよびAPUに備わる発電機から供給される。駐機中には、地上設備の外部電源を利用することも可能である。電源系にはバッテリーが備わっているほか、緊急時には胴体からラムエア・タービンを展開して発電および油圧の加圧を行うことができる。さらに、機体の全電源が喪失した場合に備えて、水平尾翼と垂直尾翼のトリム操作には機械式の操縦系も備えているほか、降着装置も非常用にケーブル式の脚下げ機構を有する。機械式の操縦系統が残っているのは、全電源が喪失する確率が10時間(約11万年)に1回以内ということを検証することが現実的に困難だったためとも言われる。
続いて2006年11月には、A318についてもEASAより180分のETOPSが認められた。
その後もさらなる燃費低減を進め、2009年11月にはウイング・チップ・フェンスに替えて新しい翼端装置を採用することが発表された。この翼端装置は、主翼端が上方に折り曲げられて大型のフィン状をしており「シャークレット」と名付けられた。エアバスは、飛行距離が2,000海里(3,704キロメートル)程度の場合に、シャークレットを装備することで燃料消費を3.5パーセント低減できるとした。
2010年から2011年にかけてシャークレットの開発や試作が進められた。そしてA320の初号機にシャークレットが装着され、2011年11月30日に飛行試験を開始した。シャークレット装備仕様は、2012年11月30日にEASAから最初の型式証明を取得し、翌月21日にエアアジアに初納入された。シャークレットはA318を除くA320ファミリー機に設定され、2014年の納入機からシャークレットが標準仕様となった。
米国の航空機メーカーに対抗するため、欧州の航空機メーカーは1970年12月に企業連合「エアバス・インダストリー」(以下、エアバス)を設立し、世界初の双通路(ワイドボディ)双発ジェット旅客機となるA300を開発した。A300は1972年10月に初飛行し、1974年5月に路線就航を開始した。続けて1980年代前半にかけてエアバスは、A300の発展型となるA310やA300-600を開発した。A310やA300-600は、いわゆるグラスコックピットを採用するとともにシステムにコンピュータを導入して自動化することで、操縦士2人のみで運航可能なワイドボディ機の先駆けとなった。こうしてエアバスは一定の成功を収めたものの、既に米国のボーイングやマクドネル・ダグラスは、単通路機(ナローボディ機)からワイドボディの長距離機まで圧倒的な製品群を展開していた。これまで双発ワイドボディ機という独自路線で他社との競合を避けてきたエアバスだが、旅客機メーカーとしての確固たる地位を確立するためには、米国メーカーが独占する市場に参入して積極的にシェアを獲得する必要があった。
一方そのころ、単通路機市場では150席級の新型旅客機が求められつつあった。727や737-200、DC-9、BAC 1-11、シュド・カラベルといった中近距離用の中小型機を更新する時期に差し掛かりつつあった。それに加えて航空旅客需要が順調に伸びており、150席級の旅客機は今後20年で3,000機の需要があると見込まれた。各国の航空機メーカーはこの市場を狙って熱心に新型機の研究を行った。
システムを上手に使いこなすことが、A320をうまく飛ばす要諦とも言われる。また、エアバスとボーイングは、相手の優れた機能を互いに取り入れてシステムの改善を重ねている。
A320のシステムにおいて、各種入力を受けて操縦翼面を制御するプログラムは「飛行制御則」と呼ばれる。飛行制御則は3種類用意されており、それぞれノーマル(通常)、オルタネート(代替)、ダイレクト(直接)と名付けられている。通常はノーマル制御則で運航され、システムの障害の程度に応じてオルタネート制御則やダイレクト制御則へ切り替わる。ノーマル制御則では飛行段階に応じたモードがあり、地上モードから飛行モード、着陸モードと順に切り替わり、最後に地上モードに戻る。
ノーマル制御則では保護機能によって機体姿勢や荷重、飛行速度などが許容範囲を超えることがないよう機体が制御される。例えば機体が失速状態に近づくと、自動的にエンジンを最大推力とし、迎え角がそれ以上大きくならないよう操縦翼面が制御される。また、ノーマル制御則にはパイロットの操縦を補助する機能があり、例えばトリムはシステムにより自動調整される。システムに2つの障害が発生した場合は、オルタネート制御則に切り替わる。オルタネート制御則では、操縦特性はノーマル制御則と変わらないが、一部の保護機能が働かなくなるほか、乗員は操縦機能が喪失しないよう対処する必要がある。システムに3つ以上の障害が発生した場合は、ダイレクト制御則に切り替わり、トリム調整も乗員が行う必要がある。
主操縦翼面(昇降舵・補助翼・方向舵)を制御するコンピュータは計7台あり、その他にも二次操縦翼面(高揚力装置等)を制御したり自動操縦の処理を行ったりする各種コンピュータを加えてシステム全体が構成される。コンピュータの異常を検出するための相互監視機能も備える。