Факторы, влияющие на жизнедеятельность человека в полёте
Страница 2

Рис. 1. Зависимость температуры воздуха T от высоты h в земной атмосфере (штриховкой показаны границы предельных отклонений на высотах до 30 км) [2]

По характеру изменения температуры по высоте атмосферу делят на пять слоёв (рис. 1): тропосферу, стратосферу, мезосферу, термосферу, экзосферу. Участки перехода от слоя к слою называют паузами: тропопауза, стратопауза, мезопауза, термопауза.

Для получения зависимости давления от высоты рассмотрим статическое равновесие воздуха в поле гравитационных сил. Выделим элементарный элемент – цилиндр, в пределах которого плотность воздуха и ускорение свободного падения можно считать неизменными, с осью, перпендикулярной к поверхности гравитационного потенциала (рис. 2). Условие равновесия этого элемента будет иметь вид

pdF-(p+dp)dF-ρgdFdh = 0, (1)

где р – давление воздуха на высоте h; dp – изменение давления с изменением высоты на dh; dF – площадь основания элементарного цилиндра; ρ – плотность воздуха на рассматриваемой высоте; g – ускорение свободного падения.

Рис. 2. Схема равновесия цилиндрического элемента, выделенного из столба воздуха [2]

Из уравнения (1.1) легко получается зависимость

dp = -ρgdh, (2)

известная как дифференциальное уравнение гидростатики. Для интегрирования уравнения (1.2) и получения аналитической зависимости р от h необходимо знать характер изменения ρ и g по высоте. В частности, для несжимаемой жидкости, например воды, когда g = const и ρ = const, интегрирование даёт линейную зависимость давления от глубины погружения:

р = ро + ρgh,

где ро – давление на свободную поверхность жидкости; h – глубина погружения, отсчитываемая от свободной поверхности вниз.

Если известен характер изменения температуры по высоте, уравнение (2) может быть проинтегрировано. В частности, для тропосферы при

Th = Tо - αh, (3)

где Th , То – значения абсолютной температуры на высоте h и нулевой высоте соответственно; α – градиент изменения температуры по высоте, α = 6,5 К/км, получаем

ph = po· , (4)

где po – давление на нулевой высоте; g – ускорение свободного падения, g = 9,80665 м/с2; R – газовая постоянная для воздуха, R = 287,05287 Дж/(кг·К).

Для начального участка стратосферы, на котором температура воздуха постоянна,

ph = po ст·exp , (5)

где hо ст – высота начала изотермического слоя стратосферы, м; ро ст – давление на высоте hо ст; Tо ст – значение абсолютной температуры.

В реальных условиях параметры атмосферы подвержены заметным отклонениям от своих средних значений (сезонным, суточным, метеорологическим и др.). В целях обеспечения сравнимости между собой результатов лётных испытаний авиационной техники, полученных в различных ситуациях, в нашей стране и за рубежом используется так называемая стандартная атмосфера, параметры которой рассчитываются по формулам типа (4), (5) [3]. В качестве констант в ней приняты (помимо уже упомянутых): То = 288 К (tо = 15 °С); ро = 101 325 Па (760 мм рт. ст.); hо ст = 11 км; Tо ст = 216,5 К (tо ст = –56,5 °С); ро ст = 22 690 Па (170 мм рт. ст.).

Страницы: 1 2 

Принципиальная схема топливной системы
Система топливоподачи предназначена для бесперебойной подачи топлива от топливных баков к рабочим форсункам двигателя в количестве, обеспечивающем его нормальную работу на всех режимах и при любых внешних услрвиях. Основными топливами двигателей гражданской авиации являются керосины ТС-1 и Т-1. В м ...

Приборы и инструменты для контроля структурных и диагностических параметров
Универсальные измерительные средства выбирают с учетом точности измерения и конструктивных особенностей измеряемой детали (учитывая при этом экономичность применения инструмента). Выбор того или иного универсального измерительного инструмента производят по номограмме. Проверка работоспособности раз ...

Виды и качества решений
Решения по способу их принятия можно разделить на альтернативные, стереотипные, эвристические и случайные. В этом же порядке они располагаются по качеству. Альтернативные решения — самые качественные, взвешенные решения, имеющие в своей основе логико-математическое обоснование и требующие значитель ...