大气层及地球有关知识.ppt

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1、第三章 航空器活动的环境及导航,第一节 航空器活动的环境,i,Atmospheric levels,对流层,中间层,平流层,（电离层）,热层,对流层顶,平流层顶,中层顶,811 km,O3,O3,O3,O3,大气层：距海平面100千米以下 近地空间： 100千米以上 3000千米以下 大气层包括：对流层、平流层、中间层、热层、外逸层 对流层：从海平面到对流层顶平均11千米，赤道17千米左右，极地8千米左右 平流层：距海平面11千米以上，55千米以下,平流层与对流层特征不同的主要原因,热量的来源不同 对流层大气的热量主要来自于二氧化碳吸收地面的长波辐射 平流层大气的热量主要来自于臭氧吸收太阳光中

2、的紫外线。,第三章第一节 航空器活动的环境,平流层对飞行的影响,有利方面： 气流平稳、空气干洁、能见度好、飞行阻力小，有利于大型飞机飞行。 不利方面： 发动机效率降低，飞机对操纵的反映迟缓。,第三章第一节 航空器活动的环境,大气物理参数,气压、温度、空气密度和音速。 （1）大气压力 两种表示方式: mmHg毫米汞柱、百帕（hPa） 大气压力随着高度的增加而减小 在密度不变的条件下，大气压力还随着温度的降低而降低,第三章第一节 航空器活动的环境,At sea level, atmospheric pressure is 1013.25 hPa,It decrease by 1hPa every

3、28ft (9m) or 1mmHg every 11m,Standard ICAO atmosphere,第三章第一节 航空器活动的环境,温度随高度的变化图,15C,（2）大气温度 两种表示方式：绝对温度K 、摄氏温度 在对流层，大气的温度随高度的增加而线性下降，大约每升高1000米温度下降6.5,第三章第一节 航空器活动的环境,（3）空气密度 气态方程：P= R T 空气密度随高度的增加而下降 密度直接影响飞行的升力和阻力 相对空气密度：某一高度上的空气密度与海平面的空气密度的比值。 （4）音速 受大气的温度和密度的影响，温度高音速大，密度高音速也大。 在对流层音速随高度升高而减小，在同温

4、层音速基本保持不变。 a=,第三章第一节 航空器活动的环境,国际标准大气ISA,地球上地理位置不同大气的物理参数不同 飞机的性能和物理参数有直接关系 国际标准大气：航空器设计与制造的标准大气物理参数,第三章第一节 航空器活动的环境,国际标准大气是以北半球中纬度地区的大气物理性质的平均值作为基础建立的，并假设空气是理想气体，满足理想气体方程：P0 =RT 标准大气的基准是海平面高度,温度15、压强1013.25hPa（760mmHg）,第三章第一节 航空器活动的环境,飞行高度 场压高度HQFE;修正海平面气压高度HQNH;标准气压高度HQNE,第三章第一节 航空器活动的环境,影响飞行活动的天气,

5、云 能见度 雾 降水 风 雷暴 低空风切变 晴空湍流,第三章第一节 航空器活动的环境,影响飞行活动的天气,（1）云：空气中水汽凝结成的可见形态 按形态分为：积云和层云 按高度分为：高云、中云和低云,第三章第一节 航空器活动的环境,Types of clouds,云的危害,云对飞行的影响主要是影响驾驶员的能见度 由云而转变的雾雨、雷雨、冰雹也会给飞行带来一定的影响。 天空中云的覆盖率可以分为4个等级，云在天空中的比例低于1/10称为晴，1/101/2称为散布云，6/109/10称为多云，9/10以上称为阴。(气象台报) 天空中云的覆盖率可以分为5个等级，云在天空中的比例低于1/8称为晴，1/82

6、/8称为少云，3/84/8称为疏云， 5/87/8称为多云，8/8以上称为阴。(民航气象台报),第三章第一节 航空器活动的环境,Cumulus （积云）,Stratocumulus （层积云）,Stratus （层云）,Altocumulus （高积云）,Altostratus （高层云）,Nimbostratus （雨层云）,Cirrus （卷云）,Cirrocummulus （卷积云）,Cirrostratus （卷层云）,Towering Cumulus （浓积云）,Cumulonimbus （积雨云）,8 分制云量,“FEW”表示1-2/8个量的云（或少云）； “SCT”表示3-4/8

7、个量的云（或疏云） ； “BKN”表示5-7/8个量的云（或多云） ； “OVC”表示8/8个量的云（或阴天） 。,第三章第一节 航空器活动的环境,（2）能见度 能见度:指观察者在白天辨认物体，在夜间辨认灯光的距离，用公里或米表示。 当能见度在1500米以下时，提供跑道视程RVR ( Runway Visibility Range ) 。 跑道视程:指飞行员在位于跑道中线的飞机上观测起飞方向或着陆方向，能看到跑道道面上的标志或能看到跑道边灯或中线灯的最大距离。 影响能见度的有:雾、烟、风沙、雨、雪。 空中能见度分为水平能见度、垂直能见度、倾斜能见度。,第三章第一节 航空器活动的环境,（3）雾

8、雾：悬浮于近地面气层中的大量水滴或冰晶，使水平能见度小于1千米的现象。 轻雾：能见度大于1千米而小于10千米的，称为轻雾。 根据形成条件，雾可分为四种形式：辐射雾、平流雾、锋面雾、上坡雾等。 对航空的最大影响：使能见度降低 雾形成的三个条件：空气湿度、空气中有一定数量的微粒作为核心、温度下降。,第三章第一节 航空器活动的环境,雾,（4）降水 形式：雨、雪、雹，取决于上空云层的垂直温度和地面温度分布情况。 对航空的影响：降低能见度、影响跑道的性能、影响飞机的性能。,第三章第一节 航空器活动的环境,雪,（5）风：空气在地面的运动 风对航空运行的影响： 常年风向影响跑道方向 起降：顺风不利，逆风适当

9、有利，侧风不利 巡航时：顺风时会使地速增加,第三章第一节 航空器活动的环境,大尺度天气现象：全球大气的运动决定了地球上不同纬度地区的盛行风向，三个空气循环区,第三章第一节 航空器活动的环境,中尺度天气现象：气团，在中等范围内，我们遇到的空气运动是由相同温度和湿度的空气组成一个整体的运动 锋面：冷气团和暖气团相交。 暖锋：热气团进入冷气团，移动较慢，持续时间较长，在这一带中 会形成很大的雾区和雨区。 冷锋：冷气团进入热气团，移动较快，持续时间较短，会带来大 风，同时热空气的上升会带来雷雨天气和气流的颠簸。,第三章第一节 航空器活动的环境,在暖锋中飞行可能遇到的危险是： 能见度很坏，可能有浓雾 云

10、系范围大，穿越锋面或沿锋面飞行，主要靠仪表 暖锋中容易产生严重积冰 在Ns甚至As中可能隐藏雷暴云 湍流比冷锋弱，最大湍流区紧贴锋面之上,第三章第一节 航空器活动的环境,在冷锋中飞行可能遇到的危险是： 在具有稳定性天气的冷锋区域飞行，与在暖锋区域飞行大体相同。 在不稳定天气的冷锋区域飞行，常有 强烈的湍流 雷电 恶劣的能见度 近地面的大风 积冰 颠簸,第三章第一节 航空器活动的环境,在小范围内遇到的危险现象： 雷暴：在空气中有大量水汽，上下温差很大时出现，它首先形成积云，然后在云中的水汽形成雨滴下降，下降的雨和上升的热气流相撞击，产生雷电。 颠簸,第三章第一节 航空器活动的环境,雷暴的生命史,

11、(b) 成熟期：（约15分钟） 积雨云发展至颠峰，产生倾盆大雨并伴有雷电現象或强下沉气流，甚至会降冰雹或雪。自高空下降的冷气流到达地面时水平展开，常出現猛烈阵风。,(a) 积云期：（515分钟） 此时云较周围空气暖，故云內空气加速上升，仅可见到上升气流且气流愈往上愈强。,(c)消散期：（约15分钟） 由于地表降温，上升气流的来源减少，下降气流逐渐超过上升气流，最后仅剩下降气流，降水減弱，云层渐渐消散。,第三章第一节 航空器活动的环境,雷暴中起飞,第三章第一节 航空器活动的环境,在小范围内遇到的危险现象： 雷暴 颠簸：指大气中空气有不稳定气流的上下运动. 常见的颠簸：表面湍流、风切变、晴空湍流、

12、飞机后面的尾流,第三章第一节 航空器活动的环境,晴空湍流,风切变,表面湍流,常见的颠簸,尾流,第三章第一节 航空器活动的环境,尾流对后机的影响,第三章第一节 航空器活动的环境,第二节 地球的有关知识,纬度：地球上某一点到地心连线和赤道平面的角度，就是这一点的纬度。 纬线：把同样纬度连起来的线,第三章 第二节 地球的有关知识,经圈：包含地轴的平面与地球表面的交线称为经圈。 经线：经圈的一段。 主经线：通过伦敦格林尼治天文台的经线。 经度：每一个地方的经线平面与主经线平面的夹角叫这一点的经度。,第三章 第二节 地球的有关知识,方向：地面一条线对参考基准线的角度关系。 方位角：以参考基准线为基准，顺

13、时针测量到水平面的给定的方向线的角度。,第三章 第二节 地球的有关知识,距离,距离：地球表面两点之间连线的长度。 大圆的周长=2R=40030.267公里 纬度每差10的距离：S=经圈长度的一半/180=111公里 公制：米，1米是通过巴黎经圈的四千万分之一 航海、航空中使用海里：1海里的长度等于大圆上圆弧1分的长度 1海里=1.852公里 公制、英制换算： 1英寸=2.54厘米 1英尺=0.305米 1英里=1.609公里,第三章 第二节 地球的有关知识,航线,航线：飞机从地球表面一点到另一点的预定路线 航线角：以经线北端为基准顺时针到航线去向的角度 航线距离：航线的地面距离 大圆航线：地面

14、上任何两点都可以和地心构成一个平面，这个平面和球面的交线连接这两个点的大圆。 等角航线：以通过两航路点间的等角线作为航线的就叫等角航线。,第三章 第二节 地球的有关知识,（1）时间和时刻 时间：运动的持续性和顺序性的度量，包含（时段、时刻） 时段：时间的间隔 时刻：事件的先后，表示事件发生的瞬间 地球自转一周需要24小时,第三节：地球运动与时间,第三章 第三节 地球运动与时间,（2）时间系统 地方时：当地经线正对太阳的时刻为正午12时，正背太阳时刻为0时，每一条经线上的地方都有相对应的地方时。 区时：全球分成24个时区，每一时区有一条标准经度，是150的倍数，由00起始共24条标准经度，在标准

15、经度两侧7.50的地区构成一个时区，使用这个标准经度的地方时作为这个时区的区时。,地球自西向东旋转,第三章 第三节 地球运动与时间,换算： 时间差区号差 东早西晚 东加西减,北京时间：东8区的区时 世界时：也叫格林尼治平时（GMT），国际上统一规定以0区的区时作为标准时。 世界协调时：世界协调时和世界时一样用0区区时为基础，但时间刻度均匀。 国际日期变更线 由西向东飞越日界线时间减一天， 由东向西飞越日界线时间加一天,地球自西向东旋转,第三章 第三节 地球运动与时间,第三章 第三节 地球运动与时间,第三章 第三节 地球运动与时间,第三章 第三节 地球运动与时间,第三章 第三节 地球运动与时间,跨印度洋的大圆航线,