飛行空氣動力學(xué)介紹作用于飛機(jī)上的力的相互關(guān)系和由相關(guān)力產(chǎn)生的效應(yīng)。
作用于飛機(jī)的力
至少在某些方面，飛行中飛行員做的多好取決于計(jì)劃和對動力使用的協(xié)調(diào)以及為改變推力，阻力，升力和重力的飛行控制能力。飛行員必須控制的是這些力之間的平衡。對這些力和控制他們的方法的理解越好，飛行員執(zhí)行時(shí)的技能就更好。
下面定義和平直飛行(未加速的飛行)相關(guān)的力。
推力是由發(fā)動機(jī)或者螺旋槳產(chǎn)生的向前力量。它和阻力相反。作為一個(gè)通用規(guī)則，縱軸上的力是成對作用的。然而在后面的解釋中也不總是這樣的情況。
阻力是向后的阻力，由機(jī)翼和機(jī)身以及其他突出的部分對氣流的破壞而產(chǎn)生。阻力和推力相反，和氣流相對機(jī)身的方向并行。
重力由機(jī)身自己的負(fù)荷，乘客，燃油，以及貨物或者行禮組成。由于地球引力導(dǎo)致重量向下壓飛機(jī)。和升力相反，它垂直向下地作用于飛機(jī)的重心位置。
升力和向下的重力相反，它由作用于機(jī)翼的氣流動力學(xué)效果產(chǎn)生。它垂直向上的作用于機(jī)翼的升力中心。
在穩(wěn)定的飛行中，這些相反作用的力的總和等于零。在穩(wěn)定直飛中沒有不平衡的力(牛頓第三定律)。無論水平飛行還是爬升或者下降這都是對的。也不等于說四個(gè)力總是相等的。這僅僅是說成對的反作用力大小相等，因此各自抵消對方的效果。這點(diǎn)經(jīng)常被忽視，而導(dǎo)致四個(gè)力之間的關(guān)系經(jīng)常被錯(cuò)誤的解釋或闡明。例如，考慮下一頁的圖3－1。在上一幅圖中的推力，阻力，升力和重力四個(gè)力矢量大小相等。象下一幅圖顯示的通常解釋說明(不保證推力和阻力就不等于重力和升力)推力等于阻力，升力等于重力。必須理解這個(gè)基本正確的表述，否則可能誤解。一定要明白在直線的，水平的，非加速飛行狀態(tài)中，相反作用的升力和重力是相等的，但是它們也大于相反作用的推力和阻力。簡而言之，非加速的飛行狀態(tài)下是推力和阻力大小 相等，而不是說推力和阻力的大小和升力重力相等，基本上重力比推力更大。必須強(qiáng)調(diào)的是，這是在穩(wěn)定飛行中的力平衡關(guān)系。總結(jié)如下：
* 向上力的總和等于向下力的總和
* 向前力的總和等于向后力的總和

對舊的“推力等于阻力，升力等于重力”公式的提煉考慮了這樣的事實(shí)，在爬升中，推力的一部分方向向上，表現(xiàn)為升力，重力的一部分方向向后，表現(xiàn)為阻力。在滑翔中，重力矢量的一部分方向向前，因此表現(xiàn)為推力。換句話說，在飛機(jī)航跡不水平的任何時(shí)刻，升力，重力，推力和阻力每一個(gè)都會分解為兩個(gè)分力。如圖3－2

對前面概念的討論在航空學(xué)課本或者手冊中經(jīng)常被忽略。原因不是因?yàn)樗麄儾恢匾�，而是因�(yàn)橛捎诤雎赃@個(gè)討論，談到作用于飛行中飛機(jī)的航空動力學(xué)作用力的主要思想就可以用最基本的要素來表達(dá)，而不用考慮航空動力學(xué)者的專業(yè)性。就事實(shí)而言，僅僅考慮水平飛行和穩(wěn)定狀態(tài)中的正常爬升和下降，機(jī)翼升力確實(shí)是重要的向上的力而重力是重要的向下的力的表述仍然是正確的。
經(jīng)常的，在解釋作用于飛機(jī)的力時(shí)遇到的大量困難在很大程度上是語言和其含義的問題。例如，飛行員長期認(rèn)為在飛機(jī)爬上是因?yàn)樯�力大于重力。如果他僅僅根據(jù)機(jī)翼升力考慮的話這是不對的。然而，如果考慮所有向上力的合力導(dǎo)致升力大于重力，那么這就是對的。但是當(dāng)提到“升力推力和重力阻力”時(shí)，為這些力確立的前面的定義就不再有效，使問題變的復(fù)雜。語言表述的如此不嚴(yán)密為大量的爭論提供了借口，這些爭論集中于基本原理的精練。
盡管已經(jīng)定義了作用于飛機(jī)上的力，飛行員如何使用他們來進(jìn)行受控的飛行就需要對他們進(jìn)行深入詳細(xì)的討論。
推力
飛機(jī)開始移動前，必須施加推力。飛機(jī)持續(xù)移動，速度增加，直到推力和阻力相等。為了維持恒定的空速，就像升力和重力必須保持相等以維持穩(wěn)定的飛行高度一樣，推力和阻力必須保持相等。假設(shè)在平直飛行中，引擎功率降低，推力就會下降，飛機(jī)速度就減慢。只要推力小于阻力，飛機(jī)就會一直減速，知道它的空速不足以支持飛行。