Parlons de la forme du boomerang la plus connue, celle en forme de cintre.
Les deux pales sont profilées comme des ailes d’avions : le dessus des pales appelé extrados est bombé, avec un bord épais (le bord d’attaque) et un bord plus mince (le bord de fuite). Le dessous des deux pales, appelé intrados reste plat.
Eh bien, grâce à ce profil, un avion en vol ou un boomerang en rotation, est aspiré par rapport à sa face bombée, c’est ce que l’on appelle la portance. Aussitôt que votre boomerang en rotation quitte votre main, tout de suite, cette rotation se combine avec un mouvement de translation. Il se crée alors un subtil équilibre, la «stabilité gyroscopique», que l’on pourrait définir ainsi : tout objet qui tourne autour de son axe a la faculté de maintenir son axe de rotation dans une direction donnée. Comme la toupie, le boomerang maintient son axe et son équilibre, grâce à son mouvement de rotation.
D’autres jouets mettent en œuvre le principe de la stabilité gyroscopique : le yo-yo, le diabolo, le freesbee. De même, lorsque l’on réalise des ricochets sur l’eau avec un caillou, il faut obligatoirement imprimer à la pierre une rotation importante, pour qu’elle puisse garder un angle d’attaque constant, dans une direction donnée.
Donc, il faut toujours lancer son boomerang avec un maximum de rotation, car sans rotation, point de retour ! Sa trajectoire va légèrement s’incurver, grâce à la portance qui aspire la face bombée des pales. Ensuite, à cause de l’attraction terrestre, il va avoir tendance à se diriger vers le sol, et c’est là qu’intervient la «précession gyroscopique». À chaque rotation, le boomerang va se redresser, pour retrouver son équilibre de départ, et ainsi relever sa trajectoire, puis continuer son vol. Puis, à chaque révolution, la portance de la pale, avançant dans le sens de rotation, se trouve augmentée grâce à la vitesse de translation. Il se produit tour à tour un mouvement de bascule et de redressement, et le retour s’amorce, grâce à la précession gyroscopique. Ensuite, le boomerang ayant perdu toute son énergie et sa rotation, se couche et se pose, plus ou moins près de son point de départ.
Voici rapidement résumée la justification du retour.