Wieviel Energie benötigen wir, um zu fliegen? Wenn man ein Geschoss abfeuert mit einer Masse m und einer Geschwindigkeit v, dann ist die dem Geschoss übergebene Energie einfach 1/2mv². Entsprechend ist die Energie, die der Luft vom Flügel übergeben wird proportional zur Menge der umgelenkten Luft multipliziert mit der vertikalen Geschwindigkeit der umgelenkten Luft im Quadrat. Wir haben bereits festgestellt, dass der Flügelauftrieb proportional zur Menge der umgeleiteten Luft multipliziert mit der vertikalen Geschwindigkeit dieser Luft ist. Daher ist die Energie, die für Auftrieb des Flugzeugs benötigt wird, proportional zur Last (oder Gewicht) multipliziert mit der vertikalen Geschwindigkeit dieser Luft. Wenn die Geschwindigkeit des Flugzeugs verdoppelt wird, verdoppelt sich die Menge der nach unten umgeleiteten Luft. Daher muss der Anstellwinkel verringert werden, um eine vertikale Geschwindigkeit zu erzielen, die der Hälfte der ursprünglichen entspricht. Die Energie, die für Auftrieb erforderlich ist, wurde halbiert. Das zeigt, dass die Energie, die für Auftrieb erforderlich ist, kleiner wird, während die Geschwindigkeit des Flugzeuges sich erhöht. Tatsächlich haben wir damit gezeigt, dass diese Energie zur Erzeugung von Auftrieb umgekehrt proportional ist zur Geschwindigkeit des Flugzeugs.

Aber wir wissen alle, dass wir, um schneller zu werden (im Horizontalflug) mehr Energie einsetzen müssen. Daher benötigt man mehr Energie als für Auftrieb erforderlich wäre. Die Energie, die mit Auftrieb zusammenhängt, wird häufig die "induzierte Energie" genannt. Energie wird aber auch benötigt, um das zu überwinden, was "parasitischer" Widerstand genannt wird, nämlich der Widerstand, der mit der Bewegung der Räder, der Verstrebungen, der Antenne usw. durch die Luft verbunden ist. Die Energie, die das Flugzeug auf ein Luftmolekül beim Auftreffen ausübt, ist zum Quadrat der Geschwindigkeit proportional (ergibt sich aus 1/2mv²). Die Zahl der Moleküle, die pro Zeit getroffen werden, ist zur Geschwindigkeit proportional und nimmt mit der Geschwindigkeit zu. Daher erhöht sich die parasitische Energie, die zur Überwindung des parasitischen Widerstands erforderlich ist, mit der dritten Dimension der Geschwindigkeit.

Abbildung 14 zeigt die Energiekurven für induzierte Energie, parasitische Energie und Gesamtenergie (die Summe der induzierten und der parasitischen Energie). Wieder verhält sich die induzierte Energie entsprechend der Geschwindigkeit und die parasitsche Energie entsprechend der dritten Dimension der Geschwindigkeit. Bei niedriger Geschwindigkeit wird der Leistungsbedarf des Fluges durch die induzierte Energie beherrscht. Je langsamer man fliegt, umso weniger Luft wird umgelenkt und folglich muss der Anstellwinkel erhöht werden, um die vertikale Geschwindigkeit der Luft zu erhöhen. Piloten praktizieren den Flug auf der "Rückseite der Energiekurve", da ihnen bekannt ist, dass der Anstellwinkel und die Energie, die erforderlich sind, um bei sehr niedrigen Geschwindigkeiten in der Luft zu bleiben, beträchtlich sind.

Abbildung 14. Energiebedarf im Verhältnis zur Fluggeschwindigkeit

Im Horizontalflug wird der Leistungsbedarf durch parasitische Energie dominiert. Da diese sich mit der dritten Dimension der Geschwindigkeit verändert, ergibt eine Verstärkung des Antriebs eine höhere Steigrate, aber trägt wenig dazu bei, die Geschwindigkeit des Flugzeugs im Horizontalflug zu erhöhen. Die Verdoppelung der Antriebsstärke bewirkt einen Anstieg der Reisegeschwindigkeit um lediglich etwa 25%.

Da wir jetzt wissen, wie der Leistungsbedarf sich mit der Geschwindigkeit ändert, können wir den Widerstand verstehen, der eine Kraft ist. Widerstand ist einfach Energie, geteilt durch Geschwindigkeit. Abbildung 14 zeigt den induzierten, parasitischen und Gesamtwiderstand als Funktion der Geschwindigkeit. Hier verändert sich der induzierte Widerstand mit dem Kehrwert des Quadrats der Geschwindigkeit, und der parasitische Widerstand verändert sich mit dem Quadrat der Geschwindigkeit. Bei einem Blick auf diese Kurven man kann einige Dinge darüber ableiten, wie Flugzeuge entworfen werden. Langsamere Flugzeuge, wie Segelflugzeuge, werden entworfen, um induzierten Widerstand herabzusetzen, der bei niedrigeren Geschwindigkeiten vorherrscht. Schnellere Propeller angetriebene Flugzeuge sind dagegen mehr von parasitischem Widerstand betroffen und bei Jets herrscht parasitischer Widerstand vor (Diese Unterscheidung liegt jenseits der Zielrichtung dieser Arbeit).

Abbildung 15. Widerstand im Verhältnis zur Geschwindigkeit