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环球飞行依赖大气飞行环境 航空航天技术博览系列讲座第三季 ...

2015-3-23 10:03| 发布者: 总编辑| 查看: 17530| 评论: 10

摘要: 大气飞行环境,主要指飞行器在大气层内飞行时所处的环境条件。包围地球的空气层(即大气)是航空器的唯一飞行活动环境,也是导弹和航天器的重要飞行环境。 大气层无明显的上限,它的各种特性在铅垂方向上的差异非常 ...

        大气飞行环境,主要指飞行器在大气层内飞行时所处的环境条件。包围地球的空气层(即大气)是航空器的唯一飞行活动环境,也是导弹和航天器的重要飞行环境。

        大气层无明显的上限,它的各种特性在铅垂方向上的差异非常明显,例如空气密度随高度增加而很快趋于稀薄。以大气中温度随高度的分布为主要依据,可将大气层划分为对流层、平流层、中间层、热层和散逸层(外大气层)等5个层次(图1)。航空器的大气飞行环境是对流层和平流层。大气层对飞行有很大影响,恶劣的天气条件会危及飞行安全,大气属性(温度、压力、湿度、风向、风速等)对飞机飞行性能和飞行航迹也会产生不同程度的影响(见大气影响)。

        对流层是地球大气中最低的一层。对流层中气温随高度增加而降低,空气的对流运动极为明显,空气温度和湿度的水平分布也很不均匀。对流层的厚度随纬度和季节变化,一般低纬度地区平均为16~18公里;中纬度地区平均为10~12公里;高纬度地区平均为8~9公里。就季节而言,中国绝大部分地区一般都是夏季对流层厚,冬季对流层薄。对流层集中了全部大气约四分之三的质量和几乎全部的水汽,是天气变化最复杂的层次,也是对飞行影响最重要的层次。飞行中所遇到的各种重要天气现象几乎都出现在这一层中,如雷暴、 浓雾、 低云幕、雨、雪、大气湍流、风切变等(图2)。在对流层内,按气流和天气现象分布的特点,又可分为下层、中层和上层3个层次。

        平流层位于对流层顶之上,顶界伸展到约50~55公里。在平流层内,随着高度的增加气温最初保持不变或微有上升,到25~30公里以上气温升高较快,到了平流层顶气温约升至 270~290K。平流层的这种气温分布特征同它受地面影响小和存在大量臭氧(臭氧能直接吸收太阳辐射)有关。这一层过去常被称为同温层,实际上指的是平流层的下部。在平流层中,空气的垂直运动远比对流层弱,水汽和尘粒含量也较少,因而气流比较平缓,能见度较佳。对于飞行来说,平流层中气流平稳、空气阻力小是有利的一面,但因空气稀薄,飞行器的稳定性和操纵性恶化,这又是不利的一面。高性能的现代歼击机和侦察机都能在平流层中飞行。随着飞机飞行上限的日益增高和火箭、导弹的发展,对平流层的研究日趋重要。

        热层的范围是从中间层顶伸展到约 800公里高度。这一层的空气密度很小,声波也难以传播。热层的一个特征是气温随高度增加而上升。另一个重要特征是空气处于高度电离状态。热层又在电离层范围内。在电离层中各高度上空气电离的程度是不均匀的,存在着电离强度相对较强的几个层次,如D、E、F层。有时,在极区常可见到光彩夺目的极光。电离层的变化会影响飞行器的无线电通信。

        逸层又称逃逸层、外大气层,是地球大气的最外层,位于热层之上。那里的空气极其稀薄,同时又远离地面,受地球的引力作用较小,因而大气分子不断地向星际空间逃逸。航天器脱离这一层后便进入太空飞行。

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引用 客栈 2017-4-25 14:51
已经关注微博@飞机库
引用 联媒 2017-3-25 00:08
认真阅读好文章!关注飞机库!
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引用 总编辑 2016-12-11 12:44
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