6.2. Силы, действующие на самолет в полете

     Пространственное движение самолета, характеризующееся изменением положения самолета в пространстве, изменением скорости и направления полета, называется маневром, а способность совершать маневр – маневренностью самолета (франц. manoeuvrer – приводить в движение, управлять, маневрировать, от лат. manu operor – работаю руками).
    Все силы, действующие на самолет в полете, могут быть сведены к трем: полной аэродинамической силе Ra , силе тяжести G и силе тяги двигателя P . Эти силы, в свою очередь, можно привести к равнодействующей силе F, приложенной в центре масс самолета, и моменту M относительно центра масс (рис. 6.4):
;
где
Pi - составляющие силы F;
ri - плечо силы Pi относительно центра масс
    В общем случае сила F и момент M, действующие на самолет, отличны от нуля и самолет движется поступательно вдоль вектора силы F с ускорением j = F/m и вращается относительно оси, направленной вдоль вектора M с угловым ускорением

где
j - линейное ускорение центра масс самолета, м/с2;
F - действующая на самолет сила, Н;
m - масса самолета, кг;
e - угловое ускорение самолета, рад/с2;
M - действующий на самолет момент сил, Н·м;
Jm - момент инерции самолета относительно центра масс, кг·м2.

    Момент инерции самолета относительно центра масс

где
mi - масса i-го агрегата самолета (например, масса двигателя);
ri - расстояние от центра масс i-го агрегата до оси вращения самолета, проходящей через центр масс, т. е. до вектора момента M.

   При ускоренном поступательном и вращательном движении самолета на каждый агрегат или размещенный на самолете груз действуют инерционные силы Pi = miji , где mi – масса i-го агрегата самолета; ji– линейное ускорение i-го агрегата. В этом случае линейное ускорение каждого агрегата вследствие вращательного движения самолета будет отличаться от линейного ускорения центра масс самолета тем больше, чем дальше от центра масс самолета находится агрегат.
    Движущийся в криволинейном пространственном полете самолет можно рассматривать как находящийся в равновесии, если по принципу Д'Аламбера (по имени французского математика, механика и философа Ж. Л. Д'Аламбера) включить в число действующих на него сил силу инерции

равную сумме инерционных сил, действующих на каждый агрегат самолета. Таким образом, можно записать:

F + Pj = 0, т.е. Ra + G + P + Pj = 0.

Все силы, действующие на самолет в полете, удобно объединить в две группы:
    - поверхностные силы - силы, не связанные с массой самолета (полная аэродинамическая сила Ra и сила тяги двигателя P ), которые, собственно, и определяют полет: Rп = Ra + P ;
    - массовые силы – силы, связанные с массой самолета (сила тяжести G и инерционная сила Pj ), которые необходимо преодолеть для совершения полета: Rм = G + Pj.
    Здесь уместно еще раз отметить, что сила лобового сопротивления Xa, которую приходится преодолевать силой тяги двигателя P, возникает как неизбежное следствие получения подъемной силы Ya, неразрывно связана с ней, поэтому силу лобового сопротивления, как и подъемную силу, с полным основанием можно отнести к группе сил Rп, которые определяют полет.
    Таким образом, можно рассматривать равновесие самолета в любом пространственном движении под действием сил Rп и Rм, т. е.

F = Rп + Rм = 0;      M = Mп + Mм = 0.

    Изменение силы F и момента M (появление приращений ΔF и ΔM при изменении полной аэродинамической силы Ra, силы тяги двигателя P или силы тяжести G) приводит к изменению параметров пространственного движения самолета. Движение самолета неуправляемое, если приращения (возмущения) силы ΔF и момента  ΔM не обусловлены действиями летчика, а вызваны какими- либо не зависящими от него обстоятельствами (например, порыв ветра в турбулентной атмосфере). Движение самолета управляемое, если приращение силы ΔF и момента ΔM обусловлено действиями летчика. В этом случае ΔF и ΔM называются управляющими воздействиями. Летчик может изменить значение и ориентацию в пространстве полной аэродинамической силы, значение и направление силы тяги двигателя. Целенаправленное изменение этих сил приведет к формированию потребной траектории полета самолета.

Для аппарата  созданного летать не может быть беспорядочного падения

В установившемся полёте притяжение работу не совершает ,Потому и энергия двигателя на неё не затрачивается .

В реальном полете ЛА совершают сложные, неустановившиеся движения, когда параметры движения изменяются во времени. Поэтому необходимо при проектировании рассматривать пространственные траектории ЛА при воздействии на него переменных во времени управляющих и возмущающих воздействий.
   Естественно, что решение подобных задач требует применения значительно более сложного математического аппарата, чем тот, которым мы воспользовались при рассмотрении сил, действующих на самолет, и расчете его ЛТХ.