推力は抗力と拮抗する。

抗力は、空気中を進むために支払う代償です。航空機の技術者は、抗力を2種類に分けます。

1. 寄生抗力。 これは形状と表面によって生じます。胴体、タイヤ、支柱が空気を押しのけることで生じる圧力抗力と、空気が表面に沿ってこすれることで生じる表面摩擦です。揚力と同じように、次の式で表されます：D_p = ½ρV²S × C_D0。これは速さの2乗に比例して大きくなります。

2. 誘導抗力。 これは揚力を生み出すための代償です。スパンが有限の翼は空気を下向きに押し、空気は翼端の周りを回り込んで、渦を巻く翼端渦になります。その失われたエネルギーが、後ろ向きの力として現れます：D_i = ½ρV²S × C_L² / (π e AR)。ここで AR はアスペクト比（スパン²を翼面積で割ったもの。細長い翼ほど AR が大きい）で、e は1未満の効率係数です。

これらを合わせると、全抗力係数は C_D = C_D0 + C_L² / (π e AR) になります。

簡単な数値。 この簡単な飛行機では、C_D0 = 0.03、e = 0.8、AR = 7.5（学習用の値）です。水平飛行では L = W なので、C_L = 2W / (ρV²S) となり、速さが上がるほど小さくなります。つまり、誘導抗力は速さとともに小さくなり（1/V² に比例）、有害抗力は速さとともに大きくなります（V² に比例）。この簡単な飛行機では、次のようになります。

• 25 m/s：有害抗力 184 N、誘導抗力 834 N、合計約 1,020 N。遅い飛行では誘導抗力が主になります。
• 36.5 m/s：有害抗力 392 N、誘導抗力 391 N、合計約 783 N。これが最小抗力になる速さです。
• 50 m/s：有害抗力 735 N、誘導抗力 208 N、合計約 943 N。
• 80 m/s：有害抗力 1,882 N、誘導抗力 81 N、合計約 1,963 N。速い飛行では有害抗力が主になります。

全抗力を速さに対してグラフにすると、U字型の曲線になります。U字の底では、誘導抗力と有害抗力が等しくなります。これが最もよい L/D になる速さです。36.5 m/s では、飛行機の L/D = 9,810 / 783 ≈ 12.5 です。ジェット機では、この速さは航続距離が最長になる速さに近いですが、実際に最適な速さはエンジンにも左右されます。グライダーのパイロットは、高さを1メートル失うごとに最も遠くまで進めるよう、この速さの近くで飛びます（World 6）。

エンジンは何のためにあるか。 定常飛行では推力と抗力が等しくなければならないため、推力は抗力曲線によって決まります。L/Dが最大になるとき、模型飛行機が9,810 Nの重さを支えるのに必要な推力は約785 Nだけです。もっと遅く飛んでも、もっと速く飛んでも、必要な推力は再び増えます。

抗力を減らす方法。 滑らかな形や着陸装置の格納によって、有害抗力を減らせます。より長く、より細い翼（アスペクト比が大きい翼）は、誘導抗力を減らします。これは、D_iがARに反比例するためです。グライダーの翼がとても長く、旅客機にウィングレットが付いているのはそのためです（World 7）。エンジンは大きく2種類に分けられます。プロペラ（大量の空気を少しだけ加速するもの）と、ジェット（少量の空気をはるかに速く加速するもの）です。ジェットがどのように推力を生み出すかは、World 4で説明します。