航空概论M1空气动力学基础63课件.pptx

广州民航职业技术学院空气动力学基础航空概论（M1）

PART大气的重要物理参数02

2.1.3 大气的重要物理参数组成大气的各种气体分子都在不停地、无规则地运动，并产生相互碰撞。大气分子运动的动能以压力和热能的形式表现出来。表示大气物理状态的物理参数主要是密度、温度和压强。另外，与飞行有关的物理参数还有黏性、压缩性、湿度和声速等。

1.大气密度大气密度是指单位体积内的空气质量，简单说就是空气稠密的程度。由于地球引力的作用，大气的密度随高度的增加而减小，近似按指数曲线变化。在22000英尺（6700米）高度，大气密度约为海平面大气密度的一半。

2.大气温度大气温度是指大气层内空气的冷热程度。温度的高低表明了空气分子不规则热运动平均速度的大小。分子运动速度大，即分子的平均动能大，则大气的温度高；分子运动速度小，即分子的平均动能小，则大气的温度低。度量温度的单位有：摄氏温度（℃）、华氏温度（℉）和绝对温度（K）。

2.大气温度在大约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，大约每升高1000米温度下降6.5℃

3.大气压强大气压强是指大气层内空气的压强，即物体单位面积上承受的空气的垂直作用力。空气对物体表面产生压力的原因有两个：一个是上层空气的重量对下层空气造成了压力，在垂直方向上，越向上，大气压强就越低。另一个原因是空气分子不规则的热运动。由于空气分子不规则的热运动使空气分子彼此间互相碰撞而产生压力，所以在同一个高度上，由于空气温度不同，大气的压强也是不均匀的。

3.大气压强常用标识气压的单位有：帕斯卡（Pa）、毫米汞柱（mmHg），在航空中也经常使用英制单位英寸汞柱（inHg）、磅/平方英寸（PSI）等。因为大气压力随高度和温度变化，所以规定在海平面，温度为15℃时的大气压强为一个标准大气压（Atm），通常可表示为：29.92英寸汞柱（inHg）或760毫米汞柱（mmHg）、1013.25百帕（hPa）、14.6959磅/平方英寸（PSI）。

4.湿度大气的湿度是指大气的潮湿程度，通常用相对湿度来表示。相对湿度是指大气中所含水蒸气的量与同温度下大气能含有的水蒸气最大量之比。当相对湿度为100%时，说明大气中含有的水蒸气量已达到了最大值，水蒸气处于饱和状态。不同温度下，大气所能含有的水蒸气最大量是不同的，温度越高，它能含有的水蒸气最大量越大。因此，随着温度的降低，大气的相对湿度会增加。使大气的相对湿度达到100%时的温度称为露点温度。露点温度表示大气中的水蒸气已达到了饱和状态并开始凝结，从而形成云、雾、降水等各种气象现象。

4.湿度水蒸气的密度约等于干空气的5/8，含有水蒸气的空气比干空气密度小，重量轻，这对飞机的起飞性能也会产生影响。飞机在潮湿天气起飞时，需要跑道长度要比干燥天气起飞的跑道长。

5.黏性大气的黏性比较小，但对航空器飞行的影响却不能忽略。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，两个流层接触面上或流体和物体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黏性。流体的黏性力与相邻流层的速度差、接触面的面积成正比，和相邻流层的距离成反比。不同的流体具有不同的粘度系数，气体的黏性系数随温度升高而增大，液体的黏性系数随温度升高而减小，气体和液体具有完全不同的黏温特性。

6.可压缩性空气的可压缩性是指一定量的空气，在压力或温度变化时，其体积和密度发生变化的特性。在相同的压力变化量的作用下，密度的变化量越大的物质，可压缩性就越大。液体的密度变化量极小，可以看作是不可压缩的。而空气由于分子之间距离较大、分子之间吸引力较小，它的可压缩性表现的十分明显。在低速飞行时，大气的压力变化一般不大，密度的变化也很小，大气的压缩性对飞行器的飞行影响很小，可以忽略大气的压缩性，将大气看成不可压缩的流体。但在高速飞行时，由于速度变化引起的压力和密度的变化比较大，大气的压缩性对飞行器的飞行影响不可忽略，这时，就必须考虑大气的可压缩性。

7.声速声速是小扰动在介质中的传播速度，单位是米/秒。在高速飞行时，声速是影响飞行阻力的重要因素。它受大气温度和密度的影响。温度高，声速大；密度高，声速也大。因而，在对流层中声速随高度升高而减小，在同温层中，温度几乎不变，空气密度已经很小，对声速影响不大，声速基本保持不变。声速与传播介质的性质有关，同一种介质中，声速的大小只随介质的温度而变化。大气层中，海平面大气的温度较高，声速也较大；随着高度的增加，大气的温度下降，声速也随之降低。这表明高空的大气更容易被压缩。