เนื้อหา
เครื่องบินที่มนุษย์สร้างขึ้นบินได้ตามหลักการทางฟิสิกส์เช่นเดียวกับนก: มันจะต้องเอาชนะแรงโน้มถ่วงเพื่อให้เกิดการยกและการบิน ปีกเครื่องบินทำงานเพื่อสร้างลิฟท์และพวกมันก็ทำสิ่งนี้ได้โดยการโค้งของอากาศรอบ ๆ หากไม่มีปีกเครื่องบินก็เป็นเพียงรถยนต์
กองกำลังเครื่องบิน
อากาศยาน - และนก - สามารถบินได้เพราะพวกมันถ่วงดุลกองกำลังทั้งสี่: ยก, น้ำหนัก, ลากและแทง เครื่องบินบินขึ้นไปในอากาศเมื่อแรงยกซึ่งแรงผลักขึ้นไปบนพื้นผิวด้านล่างของปีกนั้นมีน้ำหนักเกินน้ำหนักเครื่องบินเนื่องจากแรงโน้มถ่วง ลิฟต์ถูกสร้างขึ้นโดยการไหลเวียนของอากาศรอบ ๆ เครื่องบินโดยเฉพาะรอบ ๆ ปีก การลากคือแรงต้านของอากาศต่อการเคลื่อนที่ของระนาบ แรงนี้เพิ่มขึ้นด้วยความเร็วของเครื่องบินที่เพิ่มขึ้น แต่จะลดลงหากเครื่องบินมีรูปร่างที่ราบเรียบหรืออากาศพลศาสตร์ เครื่องยนต์และระบบขับเคลื่อนของเครื่องบินทั้งเจ็ทหรือใบพัดสร้างแรงผลักดันที่จะเอาชนะแรงลาก
นิวตันและเบอร์นูลี
นักวิทยาศาสตร์ชาวยุโรปสองคนอธิบายหลักการของเครื่องบิน นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ Isaac Newton (1642–1727) ระบุกฎการเคลื่อนที่สามข้อที่ใช้กับวัตถุที่เคลื่อนไหวทั้งหมด สิ่งแรกคือวัตถุยังคงนิ่งสงบหรือเคลื่อนไหวแบบสม่ำเสมอเว้นแต่วัตถุจะถูกบังคับให้เปลี่ยนโดยแรงภายนอก สถานะที่สองระบุว่าแรงที่พุ่งเข้าหาวัตถุทำให้มันเร่งความเร็วในทิศทางของแรงนั้น รัฐที่สามกล่าวว่าสำหรับทุก ๆ กำลังจะมีแรงเท่ากันและตรงกันข้าม นักคณิตศาสตร์ชาวสวิส Daniel Bernoulli (1700–1782) เป็นผู้บุกเบิกในการพัฒนาคำอธิบายทางคณิตศาสตร์สำหรับพลศาสตร์ของไหลกลไกของของเหลวและก๊าซที่ไหล การค้นพบครั้งสำคัญของเขาซึ่งรู้จักกันในชื่อหลักการเบอร์นูลี่ระบุว่าเมื่อความเร็วของการไหลของอากาศเพิ่มขึ้นความดันจะลดลง
มุมของการโจมตี
ปีกเครื่องบินได้รับการออกแบบให้เอียงเล็กน้อยจากแนวนอนหรือที่เรียกว่าเส้นทางการบิน มุมเอียงนี้เรียกว่ามุมของการโจมตีและเป็นตัวแปรที่สำคัญที่สุดในการสร้างแรงยก เครื่องบินเริ่มเคลื่อนที่เมื่อนักบินใช้แรงขับจากเครื่องยนต์เพื่อให้เครื่องบินเคลื่อนที่ไปข้างหน้าบนพื้น นักบินหมุนเครื่องบินขึ้นโดยยกจมูกขึ้นเพื่อเพิ่มมุมของการโจมตีและทำให้เครื่องบินขึ้น อย่างไรก็ตามการโจมตีที่มีขนาดใหญ่เกินไปจะทำให้เครื่องบินไม่ได้
Flow Curvature
ลิฟท์เกิดจากการโค้งของอากาศรอบปีกเครื่องบิน เมื่ออากาศไหลกระทบกับขอบนำของปีกมันจะแยกออกเป็นสองส่วนบางส่วนไหลไปตามพื้นผิวด้านบนและบางส่วนไหลไปตามพื้นผิวด้านล่าง รูปร่างของปีกมีความไม่สมดุลเล็กน้อยโดยมีพื้นที่ผิวด้านบนที่ใหญ่กว่า กระแสลมเกาะติดกับพื้นผิวด้านบนในขณะที่มันเคลื่อนไปมาระหว่างขอบปีกชั้นนำและส่วนท้ายของปีกทำให้โค้งและลดแรงดันตามหลักการของเบอร์นูลี เมื่อเครื่องบินรวบรวมความเร็วลิฟต์จะเพิ่มขึ้นตามกฎการเคลื่อนที่ข้อที่สองของนิวตัน ในทางกลับกันนี้จะเพิ่มความโค้งของอากาศบนพื้นผิวด้านบนบังคับให้อากาศมากขึ้นจากขอบปีกที่ต่อท้าย ในขณะที่เครื่องบินเคลื่อนที่ผ่านอากาศปีกด้านล่างที่หันหน้าไปทางอากาศไหลที่มุมของการจู่โจมยังเบี่ยงเบนการไหลของอากาศลง การไหลของอากาศลงนี้สร้างปฏิกิริยาที่เท่าเทียมกันและตรงกันข้ามในการไหลขึ้นของอากาศแรงดันสูง (กฎข้อที่สามของนิวตัน) เพิ่มลิฟท์และทำให้เครื่องบินอยู่ในอากาศ