Η αεροδυναμική των αεροπλάνων εξετάζει τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ αέρα και μηχανή πτήσης που είναι υπεύθυνες για τη δημιουργία και τη διατήρηση της πτήσης. Παράγοντες όπως η πίεση, η ταχύτητα και το βάρος είναι σημαντικοί για την κατανόηση των αεροδυναμικών αρχών γενικά και της αεροδυναμικής του αεροπλάνου ειδικότερα. Οι συνθήκες ανύψωσης που δημιουργούνται από την αλληλεπίδραση της πτέρυγας ενός αεροπλάνου και του περιβάλλοντος αέρα είναι ζωτικής σημασίας. Σύρσιμο και ώθηση – ή αντίσταση και κίνηση προς τα εμπρός – συνεπάγονται τις άλλες βασικές έννοιες της αεροδυναμικής του αεροπλάνου.
Η αεροδυναμική γενικά αφορά τον τρόπο με τον οποίο ορισμένες δυνάμεις επηρεάζουν τον τρόπο που τα αντικείμενα κινούνται στον αέρα. Ως εκ τούτου, η αεροδυναμική μπορεί να επηρεάσει οτιδήποτε, από ένα παιχνίδι όπως ένας χαρταετός ή μια μπάλα έως μια μεγάλη μηχανή μεταφοράς όπως ένα αεροπλάνο. Ένα αντικείμενο σε κίνηση θα επηρεάσει τον αέριο αέρα που περιλαμβάνει την ατμόσφαιρα της γης. Αυτός ο αέρας, με τη σειρά του, θα επηρεάσει το αντικείμενο.
Η κατανόηση της σύνθεσης του αέρα μπορεί να ρίξει περισσότερο φως στην αεροδυναμική του αεροπλάνου. Ο αέρας θεωρείται φυσικό σώμα επειδή έχει βάρος και μάζα. Σε αντίθεση με τα στερεά σώματα, ωστόσο, τα μόρια που βρίσκονται στον αέρα είναι χαλαρά συνδεδεμένα. Επομένως, ένα σώμα αέρα μπορεί εύκολα να αλλάξει σχήμα και κατεύθυνση όταν ασκείται πίεση πάνω του. Καθώς το υψόμετρο αυξάνεται, η πίεση που ασκείται στον αέρα από τις βαρυτικές δυνάμεις μειώνεται, οδηγώντας σε απώλεια βάρους όσο υψηλότερα ανεβαίνει ο αέρας. Τόσο η αύξηση της υγρασίας όσο και η αύξηση της θερμοκρασίας μπορούν επίσης να επηρεάσουν το βάρος ή την πυκνότητα.
Το βάρος του αέρα δημιουργεί πίεση σε αντικείμενα που κινούνται μέσα από αυτόν. Αυτή η πίεση μετριέται και δρα σε διάφορα όργανα αεροπλάνου, συμπεριλαμβανομένου του μετρητή πίεσης και του δείκτη ταχύτητας του αέρα. Οι αλλαγές στην πίεση μπορούν να μειώσουν την ισχύ ενός αεροπλάνου λόγω έλλειψης αέρα στον κινητήρα, να μειώσουν την απόδοση μιας προπέλας και να επηρεάσουν τη βάση της αεροδυναμικής του αεροπλάνου: την ανύψωση.
Ένας παράγοντας που μπορεί να επηρεάσει την ποσότητα της πίεσης είναι η ταχύτητα. Σύμφωνα με μια δημοφιλή εξήγηση γνωστή ως Αρχή του Bernoulli, η επιτάχυνση της ταχύτητας θα είχε αντίστροφη επίδραση στην πίεση. Αυτή είναι η επίδραση που έχει ένα φτερό αεροπλάνου στην πίεση του αέρα όταν είναι σε κίνηση. Η χαμηλή πίεση δημιουργεί ένα Magnus Effect, το οποίο αποτελείται από μια προς τα πάνω κινούμενη δύναμη, ή ανύψωση.
Ο σχεδιασμός της πτέρυγας – ή της αεροτομής – βοηθά στη δημιουργία των απαιτούμενων συνθηκών πίεσης για τη δημιουργία ανύψωσης. Στα περισσότερα αεροπλάνα, το επάνω μέρος του φτερού είναι πιο καμπυλωμένο, όπως και το μπροστινό άκρο. Αυτό οδηγεί σε διαφορά στην επιφανειακή ταχύτητα επειδή τα μόρια πρέπει να κινούνται μακρύτερα και πιο γρήγορα στις καμπύλες περιοχές, διευκολύνοντας μια συνακόλουθη χαμηλότερη πίεση στην κορυφή του φτερού. Ο αέρας κάτω από το φτερό μπορεί στη συνέχεια να διατηρήσει μια ανοδική κίνηση.
Ωστόσο, ορισμένοι μελετητές πιστεύουν ότι η αρχή του Bernoulli δεν εξηγεί τις δυνατότητες πτήσης για αεροπλάνα ή άλλα μηχανήματα με μη παραδοσιακές δομές φτερών. Μάλλον, η βασική αεροδυναμική του αεροπλάνου μπορεί να εξηγηθεί με απλές εφαρμογές των θεωριών της φυσικής του Ισαάκ Νεύτωνα. Σε γενικές γραμμές, η πηγή ενέργειας ή ο κινητήρας του αεροπλάνου προκαλεί το φτερό να σπρώχνει στον αέρα με μεγάλη ταχύτητα ή ταχύτητα. Αυτό αναγκάζει τεράστιες ποσότητες αέρα κάτω από το φτερό. Η προς τα κάτω κίνηση του αέρα δημιουργεί έτσι μια δράση ανύψωσης γύρω από το φτερό.
Τα αεροπλάνα δημιουργούν μια ώθηση που τους επιτρέπει να κινούνται προς τα εμπρός μέσω ελίκων και κινητήρων αεριωθουμένων. Η πρώην πηγή ενέργειας λειτουργεί σαν ένας γιγάντιος ανεμιστήρας που πιέζει τον αέρα για ώθηση. Οι κινητήρες τζετ χρησιμοποιούν καύσιμα και άλλες πηγές ενέργειας για τη δημιουργία και τη διατήρηση της ώθησης. Για να πετάξουν, τα αεροσκάφη πρέπει να ξεπεράσουν τη φυσική αντίσταση που αντιμετωπίζουν όταν κινούνται στον αέρα, γνωστή και ως οπισθέλκουσα.