¿Por qué las flechas de baja presión apuntan lejos de la superficie si la presión o el aire no pueden jalar o succionar?

La respuesta es sorprendentemente simple.

Las flechas se dibujan en relación con 1atm . Esta es una simplificación conveniente porque no hay una diferencia significativa entre 'tirar' de la superficie superior contra 1atm o 'no empujar' contra el vacío. Y dado que la mayoría de los aviones vuelan en la atmósfera, esta es una simplificación perfectamente razonable (aunque en realidad, es el aire dentro del ala empujando la superficie aerodinámica hacia arriba).

Compare con la funcionalidad de una pajilla. Podrías decir que chupas una pajilla aunque en realidad solo estás reduciendo el empuje del aire dentro de la pajilla. ¿Pero no es mucho más conveniente decir que chupas la pajita?

No existe tal cosa como "flecha de presión"

La presión es una cantidad escalar, es decir, una magnitud sin dirección ( NASA ).

Creo que los puntos que ha planteado merecen alguna atención. @Sanchises tiene razón en que eso es solo una simplificación, pero ayuda a entender a qué se refiere el autor de la imagen.

Su imagen fue adaptada por la Universidad Estatal de Georgia de un libro de Charles N. Eastlake donde habla sobre la "distribución de la presión en la superficie"; incluso el pie de foto original dice "Presión en la superficie". Sin embargo, la imagen adaptada dice "Perfil de presión alrededor del perfil aerodinámico", que no es tan claro como el pie de foto original:

[...] también está claro que la distribución de la presión superficial variará a lo largo de la longitud de la cuerda del perfil aerodinámico, como se ilustra en la Fig. 3. [énfasis añadido]

- Eastlake, Charles N. "La visión de un aerodinámico de Lift, Bernoulli y Newton". El profesor de física 40.3 (2002): 166-173. ( PDF )

Entonces, ¿qué son esas flechas?

Las flechas muestran la dirección positiva hacia/desde el datum, y las longitudes de las flechas son las magnitudes cerca de la superficie. (El dato de presión de flujo libre es la envolvente dibujada alrededor del perfil aerodinámico).

En el lado superior, las flechas apuntan hacia ese dato, lo que significa que cualquier cosa que esté debajo de ese dato cerca de la superficie es una presión más baja. Del mismo modo, en la parte inferior las flechas están por encima del dato, es decir, mayor presión. Ese dibujo no es más que tratar de fusionar gráficos de distribución de presión reales (ejemplo a continuación) con la forma de un perfil aerodinámico como medio de explicación.

— Allen, H. Julián. " Un método simplificado para el cálculo de la distribución de la presión aerodinámica ". (1939).
(Click en la imagen para ver)

Dirección de la fuerza real

Acérquese a las moléculas de aire y ejercerán su presión en todas partes, a menos que estén justo en una superficie, en ese caso la fuerza (presión multiplicada por el área inmediata) que siente la superficie será hacia abajo y normal (perpendicular) a la superficie, como lo ilustra la NASA:

— https://www.grc.nasa.gov/www/k-12/airplane/presar.html _{(Lo sé, las flechas de fuerza de arriba no muestran la magnitud, pero al menos la dirección es correcta).}

Dada la magnitud de la diferencia de presión en el lado superior, la sustentación se logra principalmente al reducir la fuerza de empuje hacia abajo en el lado superior.

Las flechas se dibujan en relación con la presión estática de flujo libre, como se menciona en el diagrama. (por ejemplo, 1 atm si se prueba a nivel del mar).

Cada vector indica la presión atmosférica relativa (después de restar la presión ambiental) en ese punto de la superficie. Entonces podemos mirar flechas relativas en diferentes direcciones en lugar de pequeñas diferencias en las longitudes de las flechas de presión absoluta hacia adentro.

Esta resta siempre se equilibra porque la presión de aire uniforme no empujará un objeto estacionario en ninguna dirección, independientemente de su forma. (La flotabilidad es insignificante para las alas). Entonces, estas flechas nos dicen de qué manera las diferencias netas de presión de aire empujarán / "tirarán" del ala.

(Las flechas no siguen el gradiente de presión más pronunciado ni nada por el estilo, por lo que no le dicen nada sobre el campo de presión en ningún otro lugar que no sea la superficie del ala. Un diagrama de campo de presión generalmente mostraría gradientes con diferentes colores, gracias @ymb1 .)