Почему самолет не стабилизируется и не летит прямо вниз а крутится по всем 3 плоскостям при штопоре?

Answer 1

Крутится он только в одной плоскости. Ещё в двух либо стабилен, либо колеблется в некотором диапазоне.
А причина тому - та часть графика зависимости Су от альфа, которую обычно не рисуют в простейших учебниках на сайтах.
Там есть второй перегиб и при некотором альфа подъёмная сила начинает снова увеличиваться, что и даёт разницу между первоначально скользящими от срыва потока полукрыльями и заставляет одно из них подниматься и создавать момент относительно оси штопора. Вертикальной, как понимаете)

Answer 2

По-простому. каждое крыло, элерон. попадают в воздушный поток и по-своему под этим воздействием изменяют частично траекторию на некоторый угол.
Вы посмотрите как идёт плоский штопор!

Answer 3

Потому что он не шар. Форма мешает.

Кстати крутиться по трём плоскостям невозможно. Гироскопический эффект не даёт крутиться больше, чем в одной пласкости.