Почему нет срыва потока? Кто его придумал и зачем?

Всех лётчиков и авиаинженеров учат: «не превышай критический угол атаки, иначе будет срыв потока, крыло перестанет работать и самолёт упадёт». Эта догма — краеугольный камень теории полёта. Но что, если её основа — фикция, а настоящая причина сваливания гораздо проще и была описана ещё Ньютоном?

1. Что на самом деле сказал Ньютон?
Исаак Ньютон, решая задачу о сопротивлении среды, представил воздух потоком твёрдых частиц. Применяя свой же Второй закон (F = дельта(mV)/дельта t), он получил формулу силы, перпендикулярной наклонной пластине:
R = рV^2*S*sin(a)

Чтобы получить подъёмную силу Fy, эту нормальную силу нужно спроецировать на вертикаль: Fy = рV^2*S*sin(a)*cos(a)

Ключевой вывод этой формулы: Подъёмная сила плавно растёт с углом атаки, достигая теоретического максимума при a = 45°. Никакого внезапного «срыва» в его модели не существует в принципе — есть только геометрия и передача импульса.

2. Продувки подтверждают Ньютона, а не опровергают его.
Если отбросить догмы и посмотреть на полные экспериментальные поляры крыльев при продувках на 360°, картина становится ясной. После первого пика подъёмной силы около +20...24° действительно идёт маленький спад, но затем опять рост. И на углах +40°...45° наблюдается максимум подъёмной силы.

Это — прямое экспериментальное подтверждение зависимости, выведенной Ньютоном. Крыло не «перестаёт работать». Оно переключается с одного режима (на малых углах) на другой (ньютоновский, основанный на прямом отклонении массы воздуха), который и описан  формулой sin(a)*cos(a).

3. Где это используют? Смотрите на закрылки!
Самое наглядное практическое применение формулы Ньютона — механизация крыла. Закрылок, отклоняемый на те самые 40°–45° при взлёте и посадке, — это и есть «ньютоновская пластина» в чистом виде. Конструкторы не боятся его «срыва». Они используют его именно как эффективный отклоняющий элемент, чтобы радикально увеличить sin(a)*cos(a) и, следовательно, подъёмную силу на малой скорости. Это — триумф его логики, а не её опровержение.

4. Так почему же самолёт сваливается на 24°, а не летит до 45°?
Разгадка лежит НЕ в мифическом «срыве потока», а в балансе сил, который Ньютон тоже прекрасно понимал и который описан в его втором законе.

С ростом угла атаки стремительно растёт лобовое сопротивление. Для его преодоления нужна тяга двигателя. Штатные двигатели обычных самолётов рассчитаны на экономичный крейсерский режим с небольшим запасом, а не на борьбу с экстремальным сопротивлением. Когда угол становится слишком велик, двигатели не могут поддерживать скорость. Самолёт её теряет, а вместе со скоростью падает и подъёмная сила (смотрите на формулу и на зависимость подъемной силы от скорости ~V^2). Результат потери скорости — сваливание.

Истинная причина — не в крыле, а в недостатке тяги. Сверхманёвренные истребители, обладающие чудовищной тяговооружённостью (>1), летают на углах 60° и более именно потому, что их двигатели побеждают сопротивление, а не потому, что их крылья «защищены от срыва».

Вывод: Пора менять парадигму.
Понятие «срыв потока» как фатального и внезапного прекращения работы крыла — это научный миф, удобный для упрощённого обучения, но вредный для глубокого понимания полёта.

Крыло работает по законам механики, главный из которых сформулировал Ньютон. Ограничение в пилотировании — это ограничение по тяге, а не по некой волшебной точке на профиле крыла. Пилота нужно учить не бояться «бабая», а понимать и контролировать баланс сил самолёта: тягу и сопротивление и как результат воздушную скорость.

P.S. «Срыв потока» — это и есть тот самый «бабай» для лётчиков. Устрашающая сказка, призванная жёстко и без лишних вопросов удержать пилота в безопасном коридоре углов атаки, когда не хватало времени или возможностей объяснить ему истинную механику полёта — баланс тяги и сопротивления. Сегодня, имея точные приборы и вычисления, пора наконец развеять этого старого "Бабая" и говорить с пилотами на языке физики Ньютона, а не сказок.