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飛行員航空知識手冊 航空知識手冊全集

時間:2011-04-08 11:31來源:網(wǎng)絡(luò) 作者:航空 點(diǎn)擊:


對流層頂之上的大氣層是同溫層【或叫平流層】,它從對流層頂延伸到大約160000英尺(50公里)的高度。在這一層很少有天氣現(xiàn)象,而且空氣保持穩(wěn)定。在平流層的頂部是另一個稱為平流層頂?shù)倪吔纾幱诖蠹s160000英尺的高度。就在這之上是中間層,它延伸到中間層頂邊界大約280000英尺(85公里)的高度。中間層的溫度隨著高度的增加而快速降低,可能冷到零下90攝氏度。大氣的最后一層叫熱層。它從中間層之上開始向外太空逐漸變得稀薄。
氧氣和人體
如前面討論過的,氮?dú)夂推渌倭繗怏w占大氣的78%,而剩余的21%是支持生命的,即大氣的氧氣。在海平面高度,大氣壓力大的足夠支持正常的生長,行動和生活。然而,在18000英尺,氧氣的分壓嚴(yán)重的降低到了對正常活動和人體功能不利影響的地步。事實(shí)上,在10000英尺以上一般人的反應(yīng)開始變差,而對一些人則是低到5000英尺。對缺氧的生理反應(yīng)是危險的,且以不用的方式影響人們。這些現(xiàn)象從輕度的定位障礙到完全不能定位,這依賴于身體的忍受能力和所在的高度。
通過使用輔助的氧氣和機(jī)艙增壓系統(tǒng),飛行員可以飛行在更高的高度,克服缺氧的不利影響。
大氣壓力的重要性
在海平面,大氣對地球施加的壓力為每平方英寸14.7磅的力。這意思是從地球表面延伸到外部極限高度的一平方英寸空氣柱,其重量大約為14.7磅。如圖10-3

一個站在海平面上的人也會受到大氣的壓力;然而,這個壓力不是一個向下的力,而是作用于整個皮膚表面的壓力。
在一個給定地點(diǎn)和時間的實(shí)際壓力會隨著高度,溫度,和空氣密度而變化。這些條件也影響飛機(jī)的性能,特別和起飛,爬升率以及著陸有關(guān)。
大氣壓力的度量
大氣的壓力通常以水銀氣壓計(jì)的英寸汞柱(in.Hg)來度量。如圖10-4

氣壓計(jì)測量一個玻璃管內(nèi)水銀柱的高度。一部分水銀暴露在大氣的壓力之下,大氣對水銀施加一個力。壓力增加迫使管子里的水銀上升;而壓力下降時,水銀從管子里流出來,水銀柱的高度降低。這種類型的氣壓計(jì)通常在實(shí)驗(yàn)室或者天氣觀測站使用,它不易運(yùn)輸,也有點(diǎn)難以讀數(shù)。
一種無液氣壓計(jì)是水銀氣壓計(jì)的替代品;它易于讀數(shù)也方便運(yùn)輸。如圖10-5

無液氣壓計(jì)有一個密封的容器,它稱為真空膜盒,它隨著氣壓變化而縮短或者伸長。真空膜盒用機(jī)械式鉸鏈連接到壓力指示器來提供壓力讀數(shù)。一架飛機(jī)其高度計(jì)的壓力傳感部分本質(zhì)上就是一個無液氣壓計(jì)。需要注意的重點(diǎn)是由于無液氣壓計(jì)使用了機(jī)械式鉸鏈,所以它不像水銀氣壓計(jì)那么準(zhǔn)確。
為了提供一個公共的溫度和壓力參考而確立了國際標(biāo)準(zhǔn)大氣(ISA)。這些標(biāo)準(zhǔn)的條件是某些飛行儀表和大多數(shù)飛機(jī)的性能數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)。標(biāo)準(zhǔn)海平面壓力定義為29.92英寸汞柱,溫度為59華氏度(15攝氏度)。大氣壓力也會以毫巴報告,即1英寸水銀柱高度近似等于34毫巴,標(biāo)準(zhǔn)海平面等于1013.2毫巴。典型的毫巴壓力讀數(shù)范圍從950-1040毫巴。恒定壓力圖表和颶風(fēng)壓力報告是使用毫巴來表示的。
由于氣象站分布于全球,為了提供一個記錄和報告的標(biāo)準(zhǔn),所有當(dāng)?shù)氐拇髿鈮毫ψx數(shù)都被轉(zhuǎn)換成一個海平面壓力。為了達(dá)到這個目的,每一個氣象站按照海拔高度每增加1000英尺就近似增加1英寸水銀柱的規(guī)則來轉(zhuǎn)換他們的大氣壓力。例如,一個位于海拔5000英尺的氣象站,其水銀柱讀數(shù)為24.92英寸,那么報告的海平面壓力讀數(shù)就是29.92英寸。如圖10-6

使用公共的海平面壓力讀數(shù)幫助確保基于當(dāng)前壓力讀數(shù)的飛機(jī)高度計(jì)的設(shè)定是正確。
通過跟蹤一個很大區(qū)域的大氣壓力的趨勢,天氣預(yù)報員可以更準(zhǔn)確的預(yù)測壓力系統(tǒng)和相關(guān)天氣的的運(yùn)動。例如,在一個氣象站跟蹤一個上升壓力的模式,通常意味著晴朗天氣的到來。相反地,下降的或者快速降低的壓力通常意味著壞天氣正在來臨,或者可能是嚴(yán)重的暴風(fēng)雨。
海拔高度對大氣壓力的影響

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