Quelles forces s'appliquent sur une aile ?

Reprenons notre plaque de carton et soufflons un bon coup dessus !

La flèche grise représente la force exercée par l'air sur la plaque. Inclinons maintenant la plaque :

La flèche (rose) représente toujours l'action de l'air sur la plaque, mais est maintenant inclinée : c'est la Résultante aérodynamique.
On comprend instinctivement que cette force pousse cette plaque vers le haut et vers l'arrière en même temps. On peut donc la remplacer par deux forces équivalentes, l'une vers le haut : la portance, l'autre vers l'arrière : la traînée.

On peut écrire l'équation vectorielle suivante :

Résultante aérodynamique = Portance + Traînée

L'intensité de cette force est en relation directe avec les calculs que nous avons faits sur la résistance de l'air. Nous avions :

Résistance R = K x ro x S x V²

Sans rentrer dans les détails du calcul, nous avons :

Résultante aérodynamique Ra = ½ x ro x S x C x V²

Nous avons remplacé le coefficient K par un coefficient C, caractéristique (comme K) de la forme du profil et de l'état de sa surface. (pour les experts, ½ r V² est la pression dynamique)

Si nous décomposons cette résultante Ra en portance et traînée, nous avons :

Rz = portance = ½ x ro x S x Cz x V²

Rx = trainée = ½ x ro x S x Cx x V²

Si notre avion n'était soumis qu'à ces deux forces, il reculerait et monterait sans arrêt !!!
Il nous manque le poids de l'avion (qui s'oppose à la portance) et la force de traction créée par notre hélice et son moteur (qui s'oppose à la traînée). Voici le schéma complet des forces :