На самом деле все очень просто.
Для того чтобы на крыле создалась Полная аэродинамическая сила (которую затем для удобства расчета на оси координат раскладывают на две силы: на подъемную и на силу лобового сопротивления), необходимо чтобы крыло находилось в скоростном потоке воздуха. Скоростной поток можно создать тремя путями:
- Махать крыльями
- Создать движение за счет тяги двигателей
- Падать с уже набранной высоты (называется планированием).
Птицы выбрали первый способ (они не смогли придумать двигатель).
Самолеты выбрали второй способ (они не смогли придумать как махать крыльями).
Но и те и другие с удовольствием пользуются третьим.
Теперь как создается Полная аэродинамическая сила? Тоже - очень просто.
Крыло имеет два угла атаки: Под крылом - положительный (+3°…+6° - зависит от установочного угла), а Над крылом - отрицательный (-10°…-18°- зависит от кривизны верхнего профиля).
На положительном угле под крылом создается динамическая нагрузка, которая приводит к повышению плотности воздуха, что в свою очередь приводит к увеличению статического атмосферного давления в пограничном слое под крылом.
На отрицательном угле над крылом создается снижение плотности воздуха за счет отработки эффекта эжекции, который в нашей стране принято называть законом Бернулли. Снижение плотности воздуха над крылом в свою очередь приводит к снижению статического атмосферного давления в пограничном слое над крылом.
Все происходит просто и непринужденно по той простой причине, что и снижение и увеличение статического (атмосферного) давления происходит совершенно незначительное, ну где то на 0,4% от номинала.
Чтобы было понятно, приведу маленький примет: Статическое атмосферное давление равно 10 330кгс/м². Под крылом оно увеличивается на +40кгс/м², а над крылом уменьшается на -40кгс/м². Таким образом, под крылом давление в пограничном слое становится 10 370кгс/м², а над крылом давление в пограничном слое становится 10 290кгс/м².
Затем из «нижнего» давления вычитают «верхнее».
Получается Полное Удельное Давление: Руд. = 10 370 - 10 290 = 80кгс/м².
Затем Полное Удельное Давление умножают на площадь крыла.
Получается Полная аэродинамическая Сила: F = Руд. * Sкр. = 80кгс/м² * 70м² = 5600кгс
Затем Полная аэродинамическая Сила помещается на ось координат (так как она помимо того что скалярная так еще и векторная)
и определяют: Подъемную силу: Fy = F* Cos(6°) = 5600кгс * 0.9945 = 5570кгс
и Силу лобового сопротивления: Fx = F* Tg(6°) = 5600кгс * 0.1045 = 585кгс
Вот и все.
P.S. Для того чтобы детям в детском саду (и летчикам) не глумить голову физикой и математикой, им придумали сказку про дедушку Бернулли: Мол в незапамятные времена человек подсмотрел строение крыла у птиц. И сделал крыло таким специальным образом, чтобы поток сверху вопреки второму закону Ньютона мог самоускорятся. А по закону дедушки Бернулли мы знаем, что там где скорость больше давление меньше и наоборот. Вот самолетик и летит. Потом этой сказочке придумали красивое название: «Основной закон Аэродинамики»...........