Die Flugzeugaerodynamik betrachtet die Wechselwirkungen zwischen Luft und einer Flugmaschine, die für die Erzeugung und Aufrechterhaltung des Fluges verantwortlich sind. Faktoren wie Druck, Geschwindigkeit und Gewicht sind wichtig für das Verständnis der aerodynamischen Prinzipien im Allgemeinen und der Flugzeugaerodynamik im Besonderen. Die Auftriebsbedingungen, die durch das Zusammenspiel von Tragfläche und Umgebungsluft eines Flugzeugs entstehen, sind von entscheidender Bedeutung. Widerstand und Schub – oder Widerstand und Vorwärtsbewegung – beinhalten die anderen Hauptkonzepte der Flugzeugaerodynamik.
Aerodynamik betrifft im Allgemeinen, wie bestimmte Kräfte die Art und Weise beeinflussen, wie sich Objekte durch die Luft bewegen. Als solche kann die Aerodynamik alles beeinflussen, von einem Spielzeug wie einem Drachen oder einem Ball bis hin zu einer großen Transportmaschine wie einem Flugzeug. Ein sich bewegendes Objekt beeinflusst die gasförmige Luft, aus der die Erdatmosphäre besteht. Diese Luft wiederum beeinflusst das Objekt.
Das Verständnis der Luftzusammensetzung kann mehr Licht auf die Aerodynamik von Flugzeugen werfen. Luft wird als physischer Körper angesehen, weil sie Gewicht und Masse hat. Im Gegensatz zu Festkörpern sind Moleküle in der Luft jedoch lose miteinander verbunden. Ein Luftkörper kann daher leicht Form und Richtung ändern, wenn Druck auf ihn ausgeübt wird. Mit zunehmender Höhe sinkt der Druck, der durch die Gravitationskräfte auf die Luft ausgeübt wird, was zu einem Gewichtsverlust führt, je höher die Luft aufsteigt. Sowohl eine Zunahme der Feuchtigkeit als auch eine Zunahme der Temperatur können sich auch auf das Gewicht oder die Dichte auswirken.
Das Gewicht der Luft erzeugt Druck auf Gegenstände, die sich durch sie hindurch bewegen. Dieser Druck wird gemessen und wirkt auf verschiedene Flugzeuginstrumente, einschließlich des Manometers und des Fahrtmessers. Druckänderungen können die Leistung eines Flugzeugs aufgrund von Luftmangel im Triebwerk verringern, den Wirkungsgrad eines Propellers verringern und die Grundlage der Flugzeugaerodynamik beeinträchtigen: den Auftrieb.
Ein Faktor, der die Höhe des Drucks beeinflussen kann, ist die Geschwindigkeit. Nach einer populären Erklärung, die als Bernoulli-Prinzip bekannt ist, würde eine Beschleunigungsgeschwindigkeit einen umgekehrten Effekt auf den Druck haben. Dies ist die Wirkung eines Flugzeugflügels auf den Luftdruck, wenn er sich in Bewegung befindet. Der niedrige Druck erzeugt einen Magnus-Effekt, der aus einer nach oben bewegenden Kraft oder Auftrieb besteht.
Das Design des Flügels – oder Tragflügels – trägt dazu bei, die Druckbedingungen zu schaffen, die erforderlich sind, um einen Auftrieb zu erzeugen. Bei den meisten Flugzeugen ist der obere Teil des Flügels stärker gekrümmt, ebenso wie das vordere Ende. Dies führt zu einem Unterschied in der Oberflächengeschwindigkeit, da sich die Moleküle in den gekrümmten Bereichen immer weiter und schneller bewegen müssen, was einen folglich geringeren Druck auf die Flügeloberseite ermöglicht. Die Luft unter dem Flügel kann dann eine Aufwärtsbewegung aushalten.
Einige Wissenschaftler glauben jedoch, dass das Bernoulli-Prinzip die Flugfähigkeiten von Flugzeugen oder anderen Maschinen mit nicht-traditionellen Flügelstrukturen nicht erklärt. Vielmehr kann die grundlegende Aerodynamik von Flugzeugen mit einfachen Anwendungen der Physiktheorien von Isaac Newton erklärt werden. Allgemein ausgedrückt bewirkt die Antriebsquelle oder der Motor des Flugzeugs, dass der Flügel mit einer hohen Geschwindigkeit oder Geschwindigkeit gegen die Luft drückt. Dadurch werden enorme Luftmengen unter den Flügel gedrückt. Die Abwärtsbewegung der Luft erzeugt somit eine Auftriebswirkung um den Flügel herum.
Flugzeuge erzeugen einen Schub, der es ihnen ermöglicht, sich über Propeller und Düsentriebwerke vorwärts zu bewegen. Die ehemalige Stromquelle funktioniert wie ein riesiger Ventilator, der für Schub gegen die Luft drückt. Strahltriebwerke verwenden Treibstoff und andere Energiequellen, um Schub zu erzeugen und aufrechtzuerhalten. Um fliegen zu können, müssen Flugzeuge den natürlichen Widerstand überwinden, dem sie bei der Bewegung durch die Luft ausgesetzt sind, auch Widerstand genannt.