Di bagian yang menerangkan penemuan Newton dan Bernoulli, sudah dibahas secara umum pertanyaan bagaimana sebuah sayap pesawat dapat menerbangkan pesawat yang lebih berat daripada udara.
Mungkin keterangannya dapat disederhanakan dengan konsep dasar yang menyatakan bahwa daya angkat (lift) adalah hasil dari aliran fluida (udara) di sekitar sebuah airfoil – atau dalam bahasa sehari-hari. Hasil dari airfoil (sayap) yang bergerak (dengan cara apapun) di udara.
Karena airfoil yang menghasilkan gaya dengan gerakannya melalui udara, diskusi dan keterangan dari struktur airfoil ini, seperti halnya beberapa materi yang diterangkan pada diskusi awal mengenai teori Newton dan Bernoulli akan dipaparkan juga.
Sebuah struktur airfoil dirancang untuk mendapat reaksi pada permukaannya dari udara yang mengalir melalui sebuah struktur. Udara beraksi dengan berbagai cara ketika diberikan tekanan dan kecepatan yang berbeda-beda, tapi diskusi akan dibatasi pada bagian yang sangat cukup penting bagi penerbang dalam penerbangan, yaitu airfoil yang dirancang untuk menghasilkan gaya angkat.
Dengan melihat pada bentuk airfoil yang umum, seperti potongan sayap, kita dapat melihat beberapa karakteristik rancangan yang jelas . Perhatikan bahwa ada perbedaan kurva dari bagian atas dan bagian bawah dari permukaan airfoil (kurva ini disebut camber).
Camber dari permukaan atas lebih melengkung dibandingkan dengan permukaan bawah, yang biasanya adalah lebih datar.
Pada gambar di atas perhatikan bahwa ada dua bentuk ekstrim dari airfoil juga berbeda dalam penampilannya. Ujung yang menghadap ke arah depan yang dinamakan leading edge, dan bundar, sedangkan ujung yang lain yang disebut trailing edge, cukup sempit dan meruncing.
Sebuah garis referensi yang biasanya digunakan untuk membahas airfoil adalah chord line, sebuah garis lurus yang digambar melalui bentuk airfoil dan meghubungkan ujung dari leading dan trailing edge. Jarak dari chord line ini ke bagian atas permukaan dan bagian bawah permukaan sayap menunjukkan besarnya camber bagian atas dan camber bagian bawah.
Sebuah garis referensi yang lain digambar dari leading edge sampai trailing edge disebut garis camber rata-rata (mean camber line).Garis rata-rata ini adalah jarak yang sama antara semua titik dari garis permukaan/ kontur sayap.
Konstruksi sayap, untuk mendapatkan aksi gaya yang lebih besar dari beratnya, dilakukan dengan membentuk sayap sedemikian rupa sehingga mengambil keuntungan dari reaksi udara terhadap hukum fisika tertentu dan juga membuat dua aksi dari massa udara, yaitu: tekanan secara positif aksi daya angkat dari aliran udara di bawah sayap dan tekanan negatif dari aksi aliran udara di atas sayap.
Ketika aliran udara menabrak permukaan bawah sayap yang relatif datar sewaktu pesawat didongakkan dengan sudut tertentu, maka udara akan dipaksa untuk bergerak ke bawah dan menghasilkan reaksi ke atas dengan gaya angkat positif, di saat yang sama aliran udara yang menabrak bagian atas dari lengkungan leading edge sayap akan dibelokkan ke atas. Dengan kata lain, sebuah bentuk sayap yang membuat aksi pada udara dan menekannya ke bawah akan membuat reaksi yang sama dari udara, yang menekan sayap ke atas. Jika sayap dibentuk sedemikian rupa sehingga menghasilkan daya angkat (lift) yang lebih besar dari berat pesawat itu sendiri, pesawat itu akan terbang.
Bagaimanapun, jika semua daya angkat yang dibutuhkan bisa didapatkan dari membelokkan udara oleh permukaan bagian bawah sayap, maka sebuah pesawat hanya membutuhkan sebuah sayap yang datar seperti sebuah layangan.
Hal ini, tentunya, bukanlah hal yang benar, dalam beberapa kondisi, aliran udara yang kacau yang bersirkulasi di trailing edge dari sayap dapat mengakibatkan pesawat kehilangan daya angkat dan kecepatan.
Keseimbangan dari daya angkat yang dibutuhkan untuk mendukung pesawat datang dari aliran udara di atas sayap. Inilah kuncinya penerbangan. Kenyataan bahwa sebagian besar daya angkat adalah hasil dari aliran udara di atas sayap, harus benar-benar dipahami untuk meneruskan pelajaran penerbangan ini.
Tidak akan ada akurat atau membuat lebih mudah, untuk membuat persentase daya angkat yang dibangkitkan oleh bagian atas airfoil dibandingkan dengan yang didapat dari bagian bawah airfoil.
Hal ini karena tidak ada nilai konstan dan akan bervariasi, bukan hanya karena kondisi penerbangan, tapi juga karena berbagai rancangan sayap.
Harus dimengerti bahwa airfoil yang berbeda akan mempunyai karakteristik yang berbeda pula. Beribu-ribu airfoil telah di tes di terowongan angin dan di penerbangan yang sesungguhnya, tapi tak ada sebuah pun airfoil yang bisa dipakai di semua kebutuhan penerbangan. Berat, kecepatan dan keperluan dari setiap pesawat akan membedakan bentuk bangun dari airfoil tersebut. Sudah dipelajari bertahun-tahun yang lalu, bahwa airfoil yang paling efisien untuk memproduksi daya angkat adalah bentuk cekung di permukaan bawah sayap. Kemudian diketahui bahwa rancangan ini mengorbankan terlalu banyak kecepatan ketika membuat daya angkat, dan tidak cocok untuk penerbangan dengan kecepatan tinggi. Juga menarik untuk dicatat, bahwa pada waktu melalui perjalanan waktu ilmu rekayasa, jet terbaru dengan kecepatan tinggi dapat mengambil keuntungan dari karakteristik daya angkat yang tinggi dari cekungan airfoil. Leading edge (Krueger) flaps dan trailing edge (Fowler) flaps ketika dikeluarkan dari struktur dasar sayap, secara harfiah mengubah bentuk airfoil kembali pada bentuk klasik cekung, yang membuat daya angkat lebih pada kecepatan rendah.
Di lain sisi, sebuah airfoil yang streamline sempurna dan mempunyai tahanan angin yang rendah, kadang-kadang tidak memiliki cukup daya angkat untuk mengangkat pesawat dari permukaan bumi. Jadi pesawat modern memiliki airfoil yang rancangannya sangat ekstrim, dengan bentuk berbeda berdasarkan untuk keperluan apa pesawat itu dirancang. Gambar berikut memperlihatkan beberapa bentuk airfoil.
