飛行員航空知識(shí)手冊(cè) 航空知識(shí)手冊(cè)全集
時(shí)間:2011-04-08 11:31來源:網(wǎng)絡(luò) 作者:航空 點(diǎn)擊:次
空氣象其他任何流體一樣,由于分子內(nèi)聚力的缺乏,當(dāng)受到非常微小的壓力時(shí)就會(huì)流動(dòng)和改變它的形狀。例如,氣體會(huì)充滿任何裝它的容器,膨脹和傳播直到其外形達(dá)到容器的限制。
大氣的組成是由78%的氮?dú)猓?1%的氧氣以及1%的其他氣體,如氬氣和氦氣。由于部分元素比其他的重,較重的氣體如氧氣有個(gè)天然的趨勢(shì),會(huì)占據(jù)地球的表面。而較輕的氣體會(huì)升到較高的區(qū)域。這就解釋了為什么大多數(shù)氧氣包含在35000英尺高度以下。
因?yàn)榭諝庥匈|(zhì)量也有重量,它是一個(gè)物體,作為一個(gè)物體,科學(xué)定律會(huì)向其他物體一樣對(duì)氣體起作用。氣體駐留于地球表面之上,它有重量,在海平面上產(chǎn)生的平均壓力為每平方英寸14.7磅,或者29.92英寸水銀柱高度。由于其濃度是有限的,在更高的高度上,那里的空氣就更加稀薄。由于這個(gè)原因,18000英尺高度的大氣重量?jī)H僅是海平面時(shí)的一半。如圖2-1
大氣壓力
盡管有多種壓力,這里的討論主要涉及大氣壓力。它是天氣變化的基本因素之一,幫助提升飛機(jī),也驅(qū)動(dòng)飛機(jī)里的某些重要飛行儀表。這些儀表是高度儀,空速指示儀,和爬升率指示儀,和進(jìn)氣壓力表。
雖然空氣很輕,也受重力吸引的影響。因此,和其他物質(zhì)一樣,由于有重量,就產(chǎn)生了力量。由于它是流體物質(zhì),朝各個(gè)方向施加的力是相等的,它作用于空氣中物體的效果就是壓力。在海平面的標(biāo)準(zhǔn)條件下,由于大氣重量而施加于人體的平均壓力大約14.7lb/in。空氣密度對(duì)飛機(jī)的性能有重大的影響。如果空氣密度變低,1)飛機(jī)會(huì)降低動(dòng)力,因?yàn)橐嫖崭俚目諝猓?)降低推力,因?yàn)槁菪龢谙”〉目諝饬Ω托В?)降低升力,因?yàn)橄”〉目諝鈱?duì)機(jī)翼施加的力量更小。
壓力對(duì)密度的影響
由于空氣是氣體,它可以被壓縮或者膨脹。當(dāng)空氣被壓縮時(shí),一定的容積可以容納更多的空氣。相反的,當(dāng)一定容積上空氣的壓力降低時(shí),空氣會(huì)膨脹且占據(jù)更大的空間。那是因?yàn)檩^低壓力下的最初空氣體積容納了更少質(zhì)量的空氣。換句話說,就是空氣密度降低了。事實(shí)上,密度直接的和壓力成比例。如果壓力增倍,密度也就增倍,如果壓力降低,密度也就相應(yīng)的降低。這個(gè)說法只在恒定溫度條件下成立。
溫度對(duì)密度的影響
增加一種物質(zhì)的溫度的效果就是降低其密度。相反的,降低溫度就有增加密度的效果。這樣,空氣密度就和絕對(duì)溫度成反比例變化。這個(gè)說法只在恒定壓力的條件下成立。
在大氣中,溫度和壓力都隨高度而下降,對(duì)密度的影響是矛盾的。然而,隨著高度的增加壓力非?斓南陆凳钦贾饕绊懙摹R虼,可以預(yù)期密度是隨高度下降的。
濕度對(duì)密度的影響
前面段落的敘述都假設(shè)空氣是完全干燥的。實(shí)際上,空氣從不是完全干燥的?諝庵械纳倭克魵庠谔囟ㄇ闆r下幾乎可以忽略,但是在其他條件下濕度可能成為影響飛機(jī)性能的重要因素。水蒸氣比空氣輕,因此,濕空氣比干空氣要輕。在給定的一組條件下,空氣包含最多的水蒸氣則其密度就最小。溫度越高,空氣中能包含的水蒸氣就越多。當(dāng)對(duì)比兩個(gè)獨(dú)立的空氣團(tuán)時(shí),第一個(gè)溫暖潮濕(兩個(gè)因素使空氣趨于變輕)的和第二個(gè)寒冷干燥(兩個(gè)因素使得空氣變重)的氣團(tuán),第一個(gè)的密度必定比第二個(gè)低。壓力,溫度和濕度對(duì)飛機(jī)性能有重要的影響,就是因?yàn)樗麄冎苯佑绊懣諝饷芏取?
運(yùn)動(dòng)和力的牛頓定律
在17世紀(jì),哲學(xué)家和數(shù)學(xué)家 牛頓提出了三個(gè)基本的運(yùn)動(dòng)定律。他在這樣做的時(shí)候腦子里確定無疑的沒有飛機(jī)這個(gè)概念,但是幾乎所有已知的運(yùn)動(dòng)都可以回到這三個(gè)定律。這些定律以牛頓的名字命名如下:
牛頓第一定律:一個(gè)靜止的物體有維持其靜止?fàn)顟B(tài)的特性,運(yùn)動(dòng)中的物體有維持其原有速度和方向的特性。簡(jiǎn)而言之,本質(zhì)上,一個(gè)物體一直保持其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)知道有外界力量改變他。停機(jī)坪上的靜止飛機(jī)會(huì)一直保持靜止除非施加一個(gè)足夠強(qiáng)的克服其慣性的力。然而,一旦其開始運(yùn)動(dòng),他的慣性會(huì)讓他保持運(yùn)動(dòng),克服施加于飛機(jī)上的各種其他力量。這些力量或推動(dòng)其運(yùn)動(dòng),或減慢其速度,或改變他的方向。
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