Na avion koji leti u vertikalnoj ravni, bez bočnih uticaja, deluju tri sile kada se posmatra kao materijalna tačka: zemljina teža, potisak motora i reakcija vazduha. Reakcija vazduha se dalje, radi pogodnosti, deli na komponentu u pravcu leta, otpor (
![](https://static.elitesecurity.org/tex/d4c43ecb282b11a512116a28051fc722.png)
), i normalno na pravac leta, uzgon (
![](https://static.elitesecurity.org/tex/e9b323e5fbe8461188ed7cf8f7549324.png)
). Za klasične avione, uzgon i otpor se mogu predstaviti ovako:
![](https://static.elitesecurity.org/tex/15d0b832172a446ec3913eebb343a4b9.png)
gde je
![](https://static.elitesecurity.org/tex/e18c45b20e35449bd91ab91e88d1df5a.png)
gustina vazduga,
![](https://static.elitesecurity.org/tex/53b2be3a484c7209871a328d44df5152.png)
brzina leta,
![](https://static.elitesecurity.org/tex/757b59e3665d5032b3ab0455cae366c9.png)
neka
dogovorena referentna površina (površina krila uz neka uprošćenja), a
![](https://static.elitesecurity.org/tex/9772addd8d5fd864996d1e404b3848c9.png)
i
![](https://static.elitesecurity.org/tex/4a01fc2ac81769138cdb90309cd69e66.png)
bezdimenzioni koeficijenti uzgona i otpora, koji, ugrubo, zavise od oblika aviona (krila, trupa, repa, njihovog razmeštaja...) i otklona podužne ose aviona u odnosu na pravac leta (napadnog ugla) ali ne od veličine aviona (
![](https://static.elitesecurity.org/tex/757b59e3665d5032b3ab0455cae366c9.png)
služi kao faktor veličine).
Ako avion leti približno horizontalno, uzmemo da potisak motora
![](https://static.elitesecurity.org/tex/efc10e3f9a277323cfd2cbd04047e4ef.png)
dejstvuje tačno u pravcu leta, a težina aviona je
![](https://static.elitesecurity.org/tex/c12b881192d2985ed2fb6c8e7a2f30d5.png)
, onda dobijamo dve jednačine ustaljenog leta:
![](https://static.elitesecurity.org/tex/7dc0c085d1f1317d59320cffb2a01650.png)
Drugim rečima, da bi avion leteo ustaljenom brzinom i visinom, zemljina teža se uravnotežava uzgonom, a otpor vazduha potiskom motora.
Iz jednačine po uzgonu možemo dobiti izraz za brzinu leta, koji kad uvrstimo u jednačinu po otporu, dobijamo i izraz za
potrebni potisak motora na toj brzini:
Pošto su
![](https://static.elitesecurity.org/tex/08e4049d2a291914ed6d7c4e1f668208.png)
i
![](https://static.elitesecurity.org/tex/e18c45b20e35449bd91ab91e88d1df5a.png)
veličine koje ne zavise od aviona, već okruženja u kojem leti, onda iz prve jednačine za brzinu možemo reći da je minimalna brzina horizontalnog leta:
Iz jednačine za
![](https://static.elitesecurity.org/tex/dfef4db08be4d3d6fe822d15ec590f59.png)
vidi se da je minimalna brzina to niža što je manja masa aviona
![](https://static.elitesecurity.org/tex/803b7d26756981a7b1995941212fb69b.png)
, veća referentna površina
![](https://static.elitesecurity.org/tex/757b59e3665d5032b3ab0455cae366c9.png)
(veća krila) i veći maksimalni koeficijent uzgona
![](https://static.elitesecurity.org/tex/68f4ded32a341c0aff078fa65e31e13f.png)
. Malu masu aviona postižemo štedljivom konstrukcijom: svaki element da bude tek dovoljno čvrst da izdrži očekivana opterećenja, upotrebom lakih materijala (poput kompozita). Krila se očigledno mogu uvek povećati, međutim, veća krila znače i veću masu aviona; dakle, mala masa i velika površina krila su oprečni zahtevi, pa treba zapravo imati
![](https://static.elitesecurity.org/tex/7df0681c30e7d1d014375315b90eeeac.png)
. Veliki koeficijent uzgona postiže se oblikom krila, oblikom aeroprofila (poprečnog preseka krila), i na razne druge načine (zakrilca, pretkrilca, upravljanje graničnim slojem...); za praktične avione,
![](https://static.elitesecurity.org/tex/68f4ded32a341c0aff078fa65e31e13f.png)
je reda veličine 3. Opet, dopunski elementi konstrukcije radi izvođenja što većeg
![](https://static.elitesecurity.org/tex/68f4ded32a341c0aff078fa65e31e13f.png)
povećavaju masu aviona, tako da, na kraju, treba imati
![](https://static.elitesecurity.org/tex/e59256cddfb2786750d2902c1b29d3c8.png)
.
Međutim, za datu najmanju brzinu treba zadovoljiti i jednačinu za
![](https://static.elitesecurity.org/tex/f9ba77f424ff5b0e2361ff053e12a641.png)
. Ova vrednost treba da bude što manja zbog mase aviona, jer što je veća to je potreban jači, odnosno teži motor. Problem je što
![](https://static.elitesecurity.org/tex/4a01fc2ac81769138cdb90309cd69e66.png)
nije nezavisno od
![](https://static.elitesecurity.org/tex/9772addd8d5fd864996d1e404b3848c9.png)
, i to tako da odnos
![](https://static.elitesecurity.org/tex/173aa5c07b9564681ebc46aee080b134.png)
nije najmanji pri
![](https://static.elitesecurity.org/tex/68f4ded32a341c0aff078fa65e31e13f.png)
(štaviše, tada je poprilično veliki u odnosu na najmanji). To znači da moramo imati dovoljno jak motor da izgura avion na minimalnoj brzini, dakle protivno zahtevu što manje mase aviona.
I tako, projektant aviona meandrira: „Aha, ova stvarčica na krilu će mi povećati
![](https://static.elitesecurity.org/tex/68f4ded32a341c0aff078fa65e31e13f.png)
, odlično... Čekaj, a koliko povećava masu? Koliko povećava otpor? Da li će mi trebati jači motor? Koliko će to da košta...“
Problem se uvećava kada se uzme u obzir da avion ne treba samo da leti sporo (obično bitno radi što kraćeg poletanja i sletanja), već i da preleti određeno rastojanje (dolet), učini to štedljivo (potrošnja goriva), prenese nešto (korisni tovar), i šta sve još. Svaki od ovih ciljeva uspostavlja neke oprečne zahteve — zato i imamo različite avione.