الدفع يقاوم السحب.

السحب هو ثمن الحركة في الهواء. يقسّمه مهندسو الطائرات إلى نوعين.

1. السحب الطفيلي. ينتج هذا السحب عن الشكل والسطح: سحب الضغط الناتج عن إزاحة جسم الطائرة والإطارات والدعامات للهواء، واحتكاك السطح الناتج عن احتكاك الهواء بالسطح. ويتصرف مثل القوة الرافعة: D_p = ½ρV²S × C_D0. ويزداد مع مربع السرعة.

2. السحب المستحث. هذا هو ثمن توليد القوة الرافعة. يدفع الجناح ذو الامتداد المحدود الهواء إلى أسفل، ويلتف الهواء حول أطراف الجناحين مكوِّنًا دوامات أطراف الجناحين. وتظهر هذه الطاقة المهدرة على شكل قوة إلى الخلف: D_i = ½ρV²S × C_L² / (π e AR). هنا تمثل AR نسبة الاستطالة (مربع الامتداد مقسومًا على مساحة الجناح؛ للأجنحة الطويلة والرفيعة AR مرتفعة)، وتمثل e عامل كفاءة أقل من 1.

وبجمعهما، يكون معامل السحب الكلي هو C_D = C_D0 + C_L² / (π e AR).

أرقام الطائرة اللعبة. تحتوي الطائرة اللعبة على C_D0 = 0.03 و e = 0.8 و AR = 7.5 (قيم تعليمية). في الطيران المستوي L = W، لذلك فإن C_L = 2W / (ρV²S) ويصبح أصغر كلما زادت السرعة. وهذا يعني أن المقاومة المستحثة تنخفض مع السرعة (إذ تتناسب مع 1/V²)، بينما تزداد المقاومة الطفيلية مع السرعة (V²). وتعطي الطائرة اللعبة القيم التالية:

• 25 m/s: مقاومة طفيلية قدرها 184 N، ومقاومة مستحثة قدرها 834 N، والمجموع نحو 1,020 N. تهيمن المقاومة المستحثة على الطيران البطيء.
• 36.5 m/s: مقاومة طفيلية قدرها 392 N، ومقاومة مستحثة قدرها 391 N، والمجموع نحو 783 N. هذه هي أقل مقاومة هواء.
• 50 m/s: مقاومة طفيلية قدرها 735 N، ومقاومة مستحثة قدرها 208 N، والمجموع نحو 943 N.
• 80 m/s: مقاومة طفيلية قدرها 1,882 N، ومقاومة مستحثة قدرها 81 N، والمجموع نحو 1,963 N. تهيمن المقاومة الطفيلية على الطيران السريع.

ارسم المقاومة الكلية مقابل السرعة، وستحصل على منحنى على شكل U. عند قاع حرف U تكون المقاومة المستحثة والمقاومة الطفيلية متساويتين. هذه هي سرعة أفضل نسبة L/D: فعند 36.5 m/s تكون للطائرة نسبة L/D = 9,810 / 783 ≈ 12.5. بالنسبة إلى طائرة نفاثة، تقترب هذه السرعة من السرعة التي تمنحها أطول مدى، رغم أن السرعات الأفضل بدقة تعتمد أيضًا على المحرك. يطير طيار الطائرة الشراعية بالقرب منها لقطع أكبر مسافة ممكنة مقابل كل متر من الارتفاع المفقود (العالم 6).

ما وظيفة المحرك؟ في الطيران المستقر، يجب أن يساوي الدفعُ مقاومةَ الهواء، لذلك يحدّد منحنى المقاومة مقدار الدفع. عند أفضل نسبة L/D، تحتاج الطائرة اللعبة إلى نحو 785 N فقط من الدفع لحمل وزن قدره 9,810 N. إذا طرت بسرعة أبطأ أو أسرع، فستزداد الحاجة إلى الدفع مرة أخرى.

كيف نقلل مقاومة الهواء؟ تقلل الأشكال الانسيابية وعجلات الهبوط القابلة للسحب المقاومة الطفيلية. ويقلل الجناح الأطول والأضيق (ذو النسبة الباعية الأعلى) المقاومة المستحثة، لأن D_i يتناسب عكسيًا مع AR. لهذا تمتلك الطائرات الشراعية أجنحة طويلة جدًا، ولدى طائرات الركاب أطراف أجنحة صغيرة (العالم 7). تأتي المحركات في عائلتين رئيسيتين: المراوح (تسرّع كمية كبيرة من الهواء قليلًا) والمحركات النفاثة (تسرّع كمية أصغر كثيرًا). يشرح العالم 4 كيف يولّد المحرك النفاث الدفع.