Aerodinamica avionului ia în considerare interacțiunile dintre aer și o mașină de zbor care sunt responsabile pentru crearea și susținerea zborului. Factori precum presiunea, viteza și greutatea sunt importanți în înțelegerea principiilor aerodinamice în general și a aerodinamicii avioanelor în special. Condițiile de sustentație create de interacțiunea dintre aripa unui avion și aerul din jur sunt vitale. Tragerea și împingerea – sau rezistența și mișcarea înainte – implică celelalte concepte principale ale aerodinamicii avioanelor.
Aerodinamica în general se referă la modul în care anumite forțe afectează modul în care obiectele se mișcă prin aer. Ca atare, aerodinamica poate afecta orice, de la o jucărie, cum ar fi un zmeu sau o minge, până la o mașină de transport majoră precum un avion. Un obiect în mișcare va afecta aerul gazos care cuprinde atmosfera pământului. Acest aer, la rândul său, va afecta obiectul.
Înțelegerea compoziției aerului poate arunca mai multă lumină asupra aerodinamicii avioanelor. Aerul este considerat un corp fizic deoarece are greutate și masă. Spre deosebire de corpurile solide, totuși, moleculele găsite în aer sunt slab legate. Prin urmare, un corp de aer poate schimba cu ușurință forma și direcția atunci când se exercită presiune asupra acestuia. Pe măsură ce altitudinea crește, presiunea exercitată asupra aerului de către forțele gravitaționale scade, ceea ce duce la o pierdere în greutate cu cât aerul se ridică mai mult. Atât creșterea umidității, cât și creșterea temperaturii pot afecta, de asemenea, greutatea sau densitatea.
Greutatea aerului creează presiune asupra obiectelor care se deplasează prin el. Această presiune este măsurată și acționează asupra diferitelor instrumente ale avionului, inclusiv manometrul și indicatorul de viteză. Schimbările de presiune pot reduce puterea unui avion din cauza lipsei de aer în motor, pot reduce eficiența unei elice și pot afecta baza aerodinamicii avionului: portanța.
Un factor care poate influența cantitatea de presiune este viteza. Conform unei explicații populare cunoscută sub numele de Principiul lui Bernoulli, accelerarea vitezei ar avea un efect invers asupra presiunii. Acesta este efectul pe care o aripă de avion îl are asupra presiunii aerului atunci când este în mișcare. Presiunea scăzută creează un efect Magnus, care constă într-o forță de mișcare ascendentă sau ridicare.
Designul aripii – sau al profilului aerodinamic – ajută la crearea condițiilor de presiune necesare pentru a crea o portanță. În majoritatea avioanelor, partea superioară a aripii este mai curbată, la fel ca partea din față. Acest lucru duce la o diferență în viteza de suprafață, deoarece moleculele trebuie să se deplaseze mai departe și mai repede în zonele curbate, facilitând o presiune mai mică în partea de sus a aripii. Aerul de sub aripă poate susține apoi o mișcare în sus.
Unii savanți, totuși, cred că Principiul lui Bernoulli nu reușește să explice capacitățile de zbor pentru avioane sau alte mașini cu structuri ale aripilor netradiționale. Mai degrabă, aerodinamica de bază a avionului poate fi explicată cu aplicații simple ale teoriilor fizicii lui Isaac Newton. În general, sursa de energie a avionului, sau motorul, face ca aripa să se împingă împotriva aerului cu o viteză sau viteză mare. Acest lucru forțează cantități masive de aer sub aripă. Acțiunea de mișcare în jos a aerului creează astfel o acțiune de ridicare în jurul aripii.
Avioanele creează o forță care le permite să avanseze prin elice și motoare cu reacție. Fosta sursă de alimentare funcționează ca un ventilator uriaș care împinge aerul pentru împingere. Motoarele cu reacție folosesc combustibil și alte surse de energie pentru a crea și susține forța. Pentru a zbura, aeronavele trebuie să depășească rezistența naturală cu care se confruntă atunci când se deplasează prin aer, cunoscută și sub numele de rezistență.