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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:網絡 作者:航空 點擊:


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象,而且空氣保持穩定。在平流層的頂部是另一個稱為平流層頂的邊界,它處于大約160000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,氮氣和其他少量氣體占大氣的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。事實上,在10000英尺以上一般人的反應開始變差,而對一些人則是低到5000英尺。對缺氧的生理反應是危險的,且以不用的方式影響人們。這些現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艙增壓系統,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。
在一個給定地點和時間的實際壓力會隨著高度,溫度,和空氣密度而變化。這些條件也影響飛機的性能,特別和起飛,爬升率以及著陸有關。
大氣壓力的度量
大氣的壓力通常以水銀氣壓計的英寸汞柱(in.Hg)來度量。如圖10-4

氣壓計測量一個玻璃管內水銀柱的高度。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。這種類型的氣壓計通常在實驗室或者天氣觀測站使用,它不易運輸,也有點難以讀數。
一種無液氣壓計是水銀氣壓計的替代品;它易于讀數也方便運輸。如圖10-5

無液氣壓計有一個密封的容器,它稱為真空膜盒,它隨著氣壓變化而縮短或者伸長。真空膜盒用機械式鉸鏈連接到壓力指示器來提供壓力讀數。一架飛機其高度計的壓力傳感部分本質上就是一個無液氣壓計。需要注意的重點是由于無液氣壓計使用了機械式鉸鏈,所以它不像水銀氣壓計那么準確。
為了提供一個公共的溫度和壓力參考而確立了國際標準大氣(ISA)。這些標準的條件是某些飛行儀表和大多數飛機的性能數據的基礎。標準海平面壓力定義為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,標準海平面等于1013.2毫巴。典型的毫巴壓力讀數范圍從950-1040毫巴。恒定壓力圖表和颶風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準,所有當地的大氣壓力讀數都被轉換成一個海平面壓力。為了達到這個目的,每一個氣象站按照海拔高度每增加1000英尺就近似增加1英寸水銀柱的規則來轉換他們的大氣壓力。例如,一個位于海拔5000英尺的氣象站,其水銀柱讀數為24.92英寸,那么報告的海平面壓力讀數就是29.92英寸。如圖10-6

使用公共的海平面壓力讀數幫助確保基于當前壓力讀數的飛機高度計的設定是正確。
通過跟蹤一個很大區域的大氣壓力的趨勢,天氣預報員可以更準確的預測壓力系統和相關天氣的的運動。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,或者可能是嚴重的暴風雨。
海拔高度對大氣壓力的影響

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