Aerodynamik
Die Aerodynamik sorgt dafür, dass das Flugzeug überhaupt fliegt. Bestimmt wird sie durch die äußere Form, das Gewicht und die Schwerpunktlage eines Flugzeuges. Das Wichtigste dabei ist aber, dass der Flügel schräg gegen die anströmende Luft gestellt wird. Dieser schräge Winkel gegenüber dem Fahrtwind heisst Anstellwinkel.
Das funktioniert wie bei einem Luftdrachen. Wenn man ihn waagerecht hält, fällt er zu Boden, wenn man ihn aber schräg gegen den Wind hält, steigt er nach oben. Wenn der Fahrtwind ab einer bestimmten Geschwindigkeit um die Tragflächen strömt, wird die Luft am Tragflügel durch den Anstellwinkel nach unten abgelenkt, d.h. hinter dem Tragflügel wird eine Abwärtsbeschleunigung erzeugt. Nach dem dritten Newton´schen Gesetz „actio = reaktio“, tritt dann eine Gegenkraft am Tragflügel auf, der Auftrieb, der das Flugzeug trägt. Die dafür notwendige Geschwindigkeit ist vom jeweiligen Flugzeugtyp abhängig.
Viele Menschen glauben, ein Flugzeug würde während des Fluges mit den Tragflächen auf der Luft liegen. Das ist jedoch nicht ganz richtig, denn der gesamte Auftrieb setzt sich aus dem Unterdruck an der Flächenoberseite und einem Überdruck an der Flächenunterseite zusammen. Dabei macht der Unterdruck an der Flächenoberseite rund zwei Drittel des gesamten Auftriebs aus. Das Flugzeug “saugt” sich also gewissermaßen in die Luft. Nur ein Drittel des Auftriebs besteht aus dem Überdruck an der Flächenunterseite, der das Flugzeug nach oben drückt.
Bei normaler Fluggeschwindigkeit reicht diese Druckdifferenz aus, um das ganze Flugzeug zu tragen. Wenn der Schwerpunkt innerhalb der zulässigen Grenzen liegt, kann man alle Steuer loslassen und das Flugzeug wird sich von selbst in einen leicht nach unten geneigten, stabilen Geradeausflug begeben – genauso wie ein guter Papierflieger.
Wichtig ist auch, dass die Zuladung im Cockpit stimmt, damit sich der Schwerpunkt nicht verändert. Ist ein Pilot zu leicht, wird das Flugzeug während des Fluges schwanzlastig. Würde der Pilot dann den Steuerknüppel loslassen, käme es schon bald aufgrund zu geringer Geschwindigkeit zum Strömungsabriss, weil das Flugzeug die Nase nach oben zieht. Damit das nicht passiert, müssen leichte Piloten Bleigewichte in das Cockpit einbauen. Ist der Pilot dagegen zu schwer, wird das Flugzeug kopflastig. Dann würde das Flugzeug beim Loslassen des Steuerknüppels die Nase nach unten drücken und bis an die kritische Grenze beschleunigen. Auch dagegen kann man etwas tun, nämlich Ausgleichsgewichte oder Wasserbalast im Bereich des Leitwerks einbauen. Das ist allerdings nicht bei allen Flugzeugen möglich. Die minimalen und maximalen Werte stehen im Beladeplan, der in jedem Flugzeug angebracht ist.
Die Gleitzahl gibt an, wie weit ein Flugzeug aus einer bestimmten Höhe ohne Antrieb und ohne Aufwind kommt. 1:30 bedeutet zum Beispiel, dass das Flugzeug im Gleitflug aus einem Meter Höhe genau dreißig Meter zurücklegen kann. Moderne Segelflugzeuge haben heute eine Gleitzahl von über 1:50.