大气环境课件.pptx

大气环境;;所有的航空活动都与;包围地球并随地球一起运转的空气层;飞机、直升机等航空器都在大气层中飞行，大气在与之有相对运动的航空器上产生空气动力，大气的状况又直接影响航空器发动机的工作性能和航空器中飞行人员的生活条件。因此，飞机、直升机等航空器的飞行是与大气层密切相关的。;氮气、氧气

二氧化碳

氩、氖、氦、氢等气体

水蒸气和尘埃颗粒。;大气层;以温度变化为基准可以将大气层分为五层：

散逸层

电离层（热层）

中间层

平流层（下层为同温层）

对流层;对流层;对流层的厚度十分薄，不及整个大气层厚度的1%，但大气质量的3/4和几乎全部的水汽都集中在这一层。风、云、雨、雪、雾等主要大气现象都发生在这一层中，它是天气变化最为复杂的层次，因而也是对人类生产、生活影响最大的一层。;平流层;1、能见度高。地球大气的平流层水汽、悬浮固体颗粒、杂质等极少，天气比较晴朗，光线比较好，能见度很高，便于高空飞行。;3、噪声污染小。平流层距地面较高（约12km～50km），飞机绝大部分时间在其中飞行，对地面的噪声污染相对较小。;中间层;从中间层顶部到高出海面800公里的高空，空气处于高度电力状态，称为电离层，又叫暖(热)层。; 散逸层，又叫外层。它是大气的最高层，高度最高可达到3000公里。;

1、飞机的飞行性能与大气物理参数有关；

2、大气物理参数随地理位置、高度、季节、时间等不同而变化；

3、飞机试飞性能指标要有一个统一标准。

为了便于计算、整理和比较飞机的试飞结果，并给出标准的飞机性能数据，必须有一个标准大气状态为基准，即国际标准大气。;国际标准大气（ISA）;国际标准大气（ISA）;高度;高度;从前面的分析可以得出：

随着高度的增加，大气的密度和压力都在减小。

温度的变化却比较复杂，在11km以下的对流层内，每上升1km，温度下降6.5℃。在平流层的底部（11km＜h＜20km），大气的温度为常值-56.5℃，在平流层的上部，温度又开始回升。

音速的变化随温度的变化而变化;国际标准大气的应用;课堂小结;大气的重要物理参数;大气中各种气体分子都在不停地、无规则地（以不同的运动方向和运动速度）运动着，并产生相互碰撞。空气分子运动的动能以压力和热能的形式表现出来;空气密度大，说明单位体积内的空气分子多，比较稠密；反之相反。;由于地心引力的作用，大气的密度随高度的增加而减少，近似按指数曲线变化。注：在6700米高度时，大气密度仅为海平面大气密度的一半。;温度高低表明了空气分子不规则热运动平均速度的大小。温度高，分子的运动速度大，即平均动能大。

在大约11千米高度以下的大气层内，随着高度的增加，大气温度下降，近似按线性变化

;温度的三种表示方法;华氏度的来源;上层空气的重力对下层空气造成了压力。

空气分子不规则的热运动。

;33;因为大气压力随高度和温度变化，所以规定在海平面温度15℃时的大气压力为一个标准大气压力。;粘性是流体固有的属性。当流体内两相邻流层的流速不同时，或流体与物体间发生相对运动时，两个流层接触面上便产生相互粘滞和相互牵扯的力，这种特性就是流体的粘性。

气体的粘性比较小，不容易被察觉，但对航空器飞行的影响却不能忽略。;式中：

F—流体的粘性力；

—在层流的垂直方向上，每单位长度速度变化量，叫做横向速度梯度；

△S—接触面的面积；

μ—横向速度梯度为1时，在流层单位接触面上产生的粘性力，称为流体的黏度系数（动力黏度系数）；单位是Pa·s（帕·秒）

;不同流体具有不同的粘度系数，同一流体的粘度系数又随温度而变化；流体黏度随着温度变化的特性又称为流体的黏温特性

;气体产生黏性的物理原因，主要是气体分子不規则运动造成各流层分子交换而带来的动量交换。温度升高时，气体分子不规则运动加剧，各流层之间交换的分子数量增加，造成交换的动量也増加.所以，气体的黏性系数随温度升高而増大；而液体产生黏性的物理原因，主要是各流层分子之间的内聚力.温度升高时，液体分子的不规则运动加剧，分子之间的距离加大，内聚力也随之减小.所以，液体的黏性系數随温度升高而成小;当大气流过物体时，只有紧贴物体表面的气流层中横向速度梯度较大，粘性力比较大，空气的粘性表现得比较明显；在离开物体表面较远的外部区域，气流层中横向速度梯度很小，粘性力也很小一般情况下可以忽略空气的粘性作用。没有粘性的流体称为理想流体，当不考虑粘性作用时，可以把空气当作理想流体来处理。;粘性流体和理想流体;具有实际意义：

由于实际流体存在粘性使问题的研究和分析非常复杂，甚至难以进行，为简化起见，引入理想流体的概念。

一些情况下基本上符合粘性