Lorsqu’un avion vole, il subit quatre grandes forces qui s’exercent sur son centre de gravité:

le poids, la poussée, la portance et la trainée.

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Le poids est la la force verticale qui tire l'avion vers le centre de gravité. Il est représenté par un vecteur se trouvant au centre d’inertie de l’avion, dirigé vers le centre de la terre de façon verticale.

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⦁    Il a pour direction la verticale par rapport au sol.
⦁    Son sens est de haut en bas.
⦁    L’intensité du poids est calculée par la formule P=mg. 
Avec "m" : la masse du corps qu’on étudie (en kg).
Et "g" : la valeur de l’accélération de la pesanteur (en N/kg). 
 

La portance est la force qui s’applique au système et lui permet de se maintenir en altitude, en s’opposant au poids. Pour que cette force remplisse parfaitement son rôle, il est mathématiquement nécessaire qu’elle soit supérieure ou égale au poids.

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⦁    Sa direction est perpendiculaire à la trajectoire du solide.
⦁    Son sens est vers le haut, bien évidemment.
⦁    L’intensité de la force de portance est définie par:
Rz = ½ ρ S V² Cz
Avec "ρ" : constante, masse volumique de l’air

(1,225 kg/m3 à 15°C au niveau de la mer).
"V" : vitesse de déplacement (en m/s).
"S" : surface de référence.
"Cz": coefficient de portance.
Et "q(v)" : vecteur universel.
 

La poussée ou traction est la force qui agit sur un solide dont l'origine est propulsive. C'est l'effort mis en œuvre afin de prendre de la vitesse, dans le but de se mettre en mouvement. On peut prendre comme exemple l'action d'un moteur.

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⦁    Sa direction est parallèle à la trajectoire de l’avion.
⦁    Son sens est vers l’avant du corps étudié.
⦁    Son intensité dépend du régime moteur.

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La traînée est la force s’opposant à la poussée. Elle est considérée comme nuisible puisque cette force est plutôt de nature résistante dans le fluide, elle traduit donc la difficulté du solide à évoluer dans l’air. 

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⦁    La traînée s’applique au centre de poussée du système.
⦁    Sa direction est perpendiculaire au vent relatif.
⦁    Son sens est vers l’arrière de l'avion, opposé à celui de la traction (ou poussée).
⦁    L’intensité de la traînée est définie par la formule:
 Rx= ½ρ.V².S.Cx
Avec "ρ" : constante, masse volumique de l’air

(1,225 kg/m3 à 15°C au niveau de la mer).
"V" : vitesse de déplacement (en m/s). 
"S" : surface de référence. 
"Cx" : coefficient de traînée.
Et "q(v)" : vecteur universel.
 

Ces quatre forces peuvent être représentées par des vecteurs. 
Ainsi selon la Première loi de Newton, la somme vectorielle de ces quatre forces est nulle, c'est à dire si l'avion suit une trajectoire rectiligne sans variation d’altitude et adopte une vitesse constante.

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