Стандартна я атмосф ера

Состояние реальной атмосферы довольно изменчиво. Такие характерист ики, как температ ур а, давление и плотность воздух а, оказывающие влияние на полет самолета, могут значительно меняться в течение сут ок, года, а также отличаться между собой над различными географическими районами. Все это затрудняет использование указанных д анных для

расчет ов аэродинамических характерист ик ВС, сравнения этих характ еристик, проведения градуировки пилотажно-навигационных приборов и т.д. Поэ тому, для расчетов и проектирования летательных аппаратов, обработки результ атов геофизических и метеороло- гических наблюдений, приведения результатов испытаний лет ательных аппаратов и их б ортовы х приборов к одинаковым условиям, применяет ся стандартная атм осфера (СА). Эт о условная, “постоянная” атмосфера, кот орая отражает средние значения физических х арактерист ик атмосферы по высотам. СА одинакова для любого времени суток и года и рассмат ривается в предположении, что воздух представляет собой идеальный газ и основные его параметры на уровне моря имеют определенные общепринятые исх одные значения.

Для расчета СА используются данные многолетних мет еорологических наб людений в приземном слое, сведения, получаемые путем радиозондирования атмосферы, и результ аты измерений с помощью метеорологических ракет за многолетний период. С ущ ествуют СА как межд ународные, так и национальные, а т акже для отдельных географических районов (т ропическая, арктическая летняя, арктическая зимняя). В настоящее время используется СA-81, кот орая по своей структуре и содержанию соответствует международному стандарту и ст андарту Межд ународной организации гражданской авиации. В ней физические величины выражены в единицах СИ. CA-81 уст анавливает средние значения основных термодинами- ческих параметров атмосферы (т емперат уры, давления, плотности, ускорения свободного падения и скорост и звука) в диапазоне от 2000 м ниже уровня моря до вы соты 50 км для ш ироты 45°32'33", Эти параметры соот ветст вуют ср еднему уровню солнечной активности. В ней дают ся также рекомендации для высот 50…80 км и приводятся справочные данные д ля высот 80…120 км. Значения всех термодинамических парамет ров ат мосферы даны не т олько для геометрической, но и для геопотенциальной высоты.

СА состоит из т рех основных таб лиц.

Таблица 1 сод ержит данные о температуре, ат мосферном давлении, плотности воздуха и ускорении свободного падения на соот вет ствующих геометрических и геопотенциальных высот ах.

Таблица 2 содержит сведения об относительных значениях величин давления и плотности возд уха, скорости звука, динамической и кинетической вязкости и т еплопроводност и в зависимости от геопот енциальной высоты.

Таблица 3 содержит данные о высот е од нородной атмосферы (условной атмосферы с од инаковой плотностью на всех высотах), удельной массе воздуха, концентрации, скорост и и средней длине свободного пробега частиц возд уха.

Для различных высот физические характерист ики при известных значениях

т емпературы воздуха и относительной молекулярной массы рассчитаны по уравнению состояния газов и барометрическим формулам. При этом принято, чт о температура воздуха в т ропосфере понижается с высотой по линейному закону. Ее верт икальный градиент до высот ы 11 км равен 0,65°С/100 м, в нижней стратосфере от 11 до 20 км температ ур а ост ается постоянной (-56,5°С), а выше 20 км она раст ет и достигает -2,5°С на высоте 50 км.

Для уровня моря в СА-81 приняты следующие значения основных физических х арактерист ик и констант:

1) т емпература воздух а – 15°С или 288,15K;

2) д авление – 760 мм рт.ст. или 101325 Па (1013,25 гПа);

3) плотность воздуха - 1,225 кг/м3;

4) от носительная влажность всей атмосферы – 0%;

5) молярная масса Мо - 28,964 кг/моль;

6) газовая постоянная сухого воздуха - 287,039 Дж/кг.К;

7) ускорение свободного пад ения -9,8066 м/с2;

8) скорость звука рассчитывается по формуле a = 20,0463

T и равняет ся 340,294 м/с.

В реальной атмосфере распред еление температ уры, давления, плотности воздуха и других парамет ров в конкрет ный момент и в конкретном пункте земного ш ара всегда в т ой или иной степени отличается от СА. В руководствах по летной эксплуатации самолетов и вертолетов все летно-эксплуатационные характерист ики соответ ствуют условиям СА. Поэтому при полетах в реальной ат мосфере нужно учитывать изменение лет но- эксплуатационных х арактеристик при от клонении факт ических значений физических характеристик от значений СА. Эт о осуществляется приведением летных характеристик к условиям СА.

Дата добавления: 2014-12-16