Атмосфера

Земля окружена газовой оболочкой которая создаёт условия жизни на нашей планете. Защищает их от губительного воздействия космической радиации идущей из глубин космоса и солнца, ультрафиолетовых лучей и мощного теплового потока.

Атмосферой принято считать ту область вокруг земли в которой газовая среда вращается вместе с землей как единое целое. Полеты летательных аппаратов происходящие в атмосфере и поэтому в большей степени зависят от её характеристик и строения.

Воздух как и любой газ обладает неограниченной возможностью расширятся и равномерно заполнять весь предоставленный ему объем. В то же время воздух находясь в гравитационном поле земли обладает большим весом. Считается, что вес атмосферы равен 57,7 * 10^18 Н. Благодаря этому плотность воздуха и атмосферное давление максимальное и земли и по мере подъёма на высоту поступательно уменьшается. На высоте в несколько тысяч километров плотность принимается равной 10^-24 грамм на см в кубе.

Воздух составляющий атмосферу представляет собой механическую смесь газов содержание которых по объему в нижних слоях атмосферы следующее: азот 78%, кислород 21%, аргон 0,93%, и другие газы 0,7%.

Относительный состав постоянных компонентов атмосферы не меняется приблизительно до высоты 90 км. До высоты 400-600 км сохраняется преимущественно кислородно- азотный состав атмосферы, однако постепенно из-за то, что высшие слои атмосферы не защищены от космического воздействия в них идут процессы ионизации атомов кислорода и появлении атомов озона.

С высоты 600 км и до высоты 1600 км в атмосфере начинает преобладать гелий, а на высоте более 3000 км водород. Так постепенно газовая оюолочка окружающая землю переходит в межзвездный газ состоящий по массе из 76% водорода, и 23% гелия.

В нижних слоях атмосферы находится большое количество паров воды составляющих примерно 1% от общей массы атмосферы, а также продуктов сгорания концентрация которых колеблется в широких пределах.

Неравномерное нагревание отдельных участков земли и атмосферы в разных районах земного шара и на различных высотах, а также вращение способствует созданию воздушных потоков.

Многочисленный исследования показали, что атмосфера имеет четко выраженное сложное строение. В слоях атмосферы меняются не только состав воздуха но и его температура. Как и сама земля атмосфера подвергается влиянию вращения нашей планеты и поэтому несколько сплющена с полюсов и расширенна над экватором.

Нижний слой атмосферы, простирающийся до высоты 8 км у полюса и 18 км над экватором называется – Тропосферой. Этот слой характеризуется массивным перемещением воздушных потоков, наличием облачности и осадков, устойчивым понижением температуры поднятием высоты. Температура у земли может изменяться в широких диапазонах от -70 до +55 градусов по Цельсию.

В верхнем слое тропосферы температура стабилизируется и становится равной -56. Для средних широт высота, на которых температура воздуха практически становится неизменяемой 11км.

В связи с тем, что плотность воздуха быстро убывает с высотой в тропосфере сосредоточенно около 80% всей массы атмосферы. Выше слоя тропосферы примерно до высоты 55 км простирается стратосфера, которая в нижних слоях примерно до 25 км характеризуется постоянной температурой воздуха. На больших высотах температура воздуха повышается, достигая +0,8.

Причина возникновения этого теплого слоя атмосферы объясняется явлением абсорбции (поглощение молекулами кислорода и азота ультрафиолетового излучения от солнца).

В верхней тропосфере и нижней стратосфере встречаются струйные течения шириной в несколько сотен км в пределах, которых ветер достигает до 150 метров в секунду.

На высотах 55-80 км расположена мезосфера, в которой снова постепенно происходит понижение температуры до -88. В мезосфере находится примерно 0,3% всей массы воздуха.

Выше лежит слой термосферы, который простилается до высоты около 800 км. В этом слое под действием излучения солнца происходит ионизация молекул водорода, что приводит к повышению температуры до +50. Однако из –за большой разреженности воздуха находящиеся в нем тела будут нагреваться крайне медленно.

На высотах белее 800 км находится экзосфера, которая является переходной зоной в космическое пространство. Вследствие сильной ионизации воздуха в верхних слоях атмосферы они получили название ионосферы.

Паузы это переходные зоны между различными частями атмосферы наибольший интерес для авиации получила тропопауза отделяющая тропосферу от стратосферы, так как это основная зона полетов современных самолетов.

Толщина тропопаузы приблизительно несколько сотен метров до несколько тысяч метров.

Основными параметрами, характеризующими состояние воздуха являются: давление, температура и плотность. Они значительно меняются не только по высоте, но и колеблется в зависимости от широты и долготы местности временем года и суток.

Для удобства аэродинамических расчетов в сравнении результатов испытании летательных аппаратов проводимых в различных местах и в разное время была введена стандартная атмосфера. Это условие атмосферы с определенными значениями параметров воздуха по высотам стандарт А принятая в России в соответствии с международным стандартом А.

Дата добавления: 2014-01-07