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Ein Flugzeug kann sich während des Fluges um drei Achsen drehen. Wenn man die Fluglage eines Flugzeugs ändert, dreht es sich immer um eine oder mehrere Achsen. Alle drei Achsen schneiden sich im Schwerpunkt des Flugzeuges und jede einzelne Achse verläuft rechtwinkelig zu den beiden anderen.
a) Die Querruder
Die Querruder sind bewegliche Steuerflächen, die Drehungen des Flugzeugs um die Längsachse ( längs des Rumpfes) ermöglichen. Diese Bewegung wird Rollen genannt. Bei Betätigung der Querruder erfolgt ein doppelter und entgegengesetzter Ruderausschlag. Gib man zum Beispiel Querruder nach rechts, so geht das rechte Querruder nach oben, während das linke nach unten klappt. Der Tragflügel mit dem nach unten geklappten Ruder wird nach oben gehoben, weil der Auftrieb durch das nach unten ausgeschlagene Querruder erhöht wird. Der Tragflügel mit dem nach oben ausgeschlagenen Querruder senkt sich nach unten, weil der Auftrieb durch die Verminderung der Profilwölbung kleiner wird. Das Flugzeug rollt nun um seine Längsachse und nimmt eine dem Ruderausschlag entsprechende Querneigung (Schräglage) ein.
Betätigt man das Querruder allerdings alleine, so schiebt das Flugzeug. Das sogenannte ,Rollwendemoment' wirkt sich aus. Dieses ,Rollwendemoment' wird durch den unterschiedlichen Widerstand an den ausgeschlagenen Rudern verursacht. Bei einer Linksquerneigung ist das linke Querruder nach oben und das rechte Querruder nach unten ausgeschlagen. Dem kleineren Auftrieb und Widerstand am linken Tragflügel steht der größere Auftrieb und Widerstand am rechten Tragflügel gegenüber. Der größere Widerstand am rechten Tragflügel bewirkt, daß dieser Tragflügel etwas gegenüber dem linken zurückbleibt. Es entsteht ein Giermoment um die Hochachse, das entgegen der Bewegung um die Längsachse wirkt. Dieses Rollgiermoment verringert man, indem man das nach oben ausgeschlagene Ruder mehr abklappen läßt als das nach unten ausgeschlagene.
b) Das Seitenruder
Das Seitenruder ermöglicht Bewegungen um die Hochachse und ist auch bei kleinen Geschwindigkeiten wirksam. Man nennt diese Drehung um die Hochachse ,Gieren' oder ,Wenden'. Das Seitenruder ist hinter der Seitenflosse so angebracht, daß es sich frei nach links und rechts bewegen kann. Bewegt sich das Steuerruder nach rechts, so bildet es mit der Seitenflosse ein gewölbtes Profil. An der Oberseite des Profils (links) entsteht eine Luftkraft, die quer zur Längsachse am Seitenruder angreift und das Heck des Flugzeugs nach links zwingt, während die Nase nach rechts giert.
Gibt man zum Beispiel Seitenruder rechts, so wendet sich die Nase (Bug) des Flugzeuges zwar nach rechts, aber aufgrund der Massenträgheit fliegt das Flugzeug erst einmal geradeaus weiter - es schiebt schräg in die ursprüngliche Flugrichtung weiter. Gleichzeitig tritt das sogenannte Wenderollmoment - Das Flugzeug rollt zusätzlich zur Drehung um die Hochachse um die Längsachse nach rechts - in Erscheinung. Dieser Effekt entsteht dadurch, daß der linke Tragflügel vorauseilt und dadurch mehr angeströmt wird als der zurückbleibende rechte Tragflügel, dadurch erzeugt er einen größeren Auftrieb als der recht Tragflügel und geht nach oben.
Zusätzlich tritt noch ein Schieberollmoment auf. Durch das Schieben tritt eine ungleichmäßige Auftriebsverteilung an beiden Tragflügeln auf, die das Schieberollmoment auslöst. Die vorgeschobene Tragfläche erfährt eine Auftriebserhöhung und wird angehoben.
Um das Schieben, das unerwünscht ist, auszuschalten, muß man nur Quer- und Seitenruder gleichzeitig und gleichsinnig betätigen - und es hebt sich gegenseitig auf.
Beim Gebrauch der Ruder im Langsamflug treten jedoch zwei Probleme auf. Beim Langsamflug fliegt man im Bereich des \'kritischen Anstellwinkels\'. Gibt man nun Querruder nach rechts, so erhöht man am linken Tragflügel den bereits kritischen Anstellwinkel durch die größere Profilwölbung im Querruderbereich noch mehr und die Strömung reißt hier plötzlich ab.
Um das Abkippverhalten und die Steuerbarkeit im Langsamflug zu verbessern \'schränkt\' der Flugzeugkonstrukteur die Tragflügel, das heißt, er verringert zur Flügelspitze hin den Einstellwinkel - \'geometrische Schränkung\'. Eine andere Art der Schränkung ist die \'aerodynamische Schränkung\', bei der das Tragflügelprofil zum Außenflügel hin verändert wird. Beide Arten der Schränkung erfüllen den gleichen Zweck, nämlich daß die Strömung zuerst am Innenflügel abreißt und am Außenflügel, wo sich die Querruder befinden, zunächst noch anliegt. Weiters vermindert sich durch das Schränken des Tragflügels der Druckausgleich zwischen Ober- und Unterseite des Tragflügels und damit der durch die Randwirbel verursachte induzierte Widerstand.
a) Das Höhenruder
Das Höhenruder ermöglicht Bewegungen des Flugzeugs um die Querachse. Die durch das Höhenruder hervorgerufene Bewegung um die Querachse wird ,Nicken' oder ,Kippen' genannt. Das Höhenruder ist hinter der Höhenflosse frei beweglich nach oben und unten aufgehängt. Zusammen mit der Höhenflosse bildet das Höhenruder ein Profil, das dem Tragflügel ähnelt. Steuerausschläge des Höhenruders nach unten oder nach oben verändern die Wölbung dieses Profils und verursachen entweder Auftriebserhöhung oder Auftriebsverminderung am Höhenleitwerk. Klappt das Höhenruder nach oben, so bildet es mit der Höhenflosse ein nach unten gewölbtes Profil, welches negativen Auftrieb ( =, Abtrieb') erzeugt. Die nach unten gerichtete Luftkraft am Höhenleitwerk bewirkt ein Kippmoment um die Querachse nach oben - die Flugzeugnase richtet sich auf, während das Heck des Flugzeuges nach unten geht.
Schlägt das Höhenruder nach unten aus, erhält das Profil Höhenflosse- Höhenruder eine ausgeprägte Wölbung nach oben, der Auftrieb am Höhenleitwerk wird erhöht und das Heck hebt sich nach oben, während der Bug nach unten kippt.
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