Отношение подъемной силы к лобовому сопротивлению к котангенсу угла атаки, когда осевая сила направлена ​​вперед

Хотя я правильно ответил на этот вопрос, я просто сделал обоснованное предположение и не понимаю, почему. Я понимаю, что подъемная сила должна увеличиваться по отношению к сопротивлению, чтобы осевая сила была направлена ​​вперед, но понятия не имею, как это связано с тангенсом/котангенсом угла атаки. Что на самом деле описывает тангенс угла атаки? Объяснение правильного ответа тоже не очень помогло.

Отто Лилиенталь провел серию аэродинамических измерений на небольших моделях крыльев, используя сначала вращающуюся руку, а затем стационарные модели. Он испытал как плоские крылья, так и крылья с тонким изогнутым (выпуклым) профилем. Для плоской пластины результирующая аэродинамическая сила всегда была наклонена позади перпендикуляра к пластине, а осевая сила всегда была направлена ​​назад. Однако его данные для изогнутого аэродинамического профиля показали, что при некоторых углах атаки результирующая аэродинамическая сила наклонена впереди перпендикуляра к хорде; для этих случаев осевая сила была ориентирована в прямом направлении. Лилиенталь назвал этот передний компонент «толкающим компонентом» и сослался на его существование как на доказательство превосходства выпуклых аэродинамических профилей. С приведенной выше информацией в качестве фона, определить аэродинамическое состояние, которое приводит к возникновению направленной вперед осевой силы. Примем α за угол атаки.

На приведенном выше рисунке показана результирующая аэродинамическая сила R, разделенная на два набора компонентов: L и D, которые перпендикулярны и параллельны, соответственно, относительному ветру, а N и A перпендикулярны и параллельны, соответственно, хорде. Рассмотрим конкретный случай, когда подъемная сила и сопротивление являются правильным соотношением, так что результирующая аэродинамическая сила R направлена ​​точно по нормали. Это произойдет только тогда, когда отношение D/L точно равно тангенсу угла атаки α.

D/L=tan(α) или L/D=cot(α)

Если L/D больше, чем ctg α, то результирующая аэродинамическая сила будет впереди нормальной линии, а осевая сила будет направлена ​​вперед.

Таким образом, условием, которое приводит к обращенной вперед А, является

Д/Д>кроватка(α)