Стандартная атмосфера

Температура и давление, а следовательно, и плотность воздуха, окружающего земной шар, зависят от ряда факторов.

Чем больше высота, тем меньше вес столба выше расположенного воздуха, а значит, меньше давление. Это обстоятельство используется при измерении в полете высоты барометрическим высотомером: та или иная высота соответствует определенному давлению воздуха.

Уменьшение давления сопровождается и уменьшением плотности (Р = 286 ρТ), причем темпы снижения этих показателей по мере увеличения высоты не совпадают, потому что одновременно изменяется и температура воздуха. Температура и давление воздуха на данной высоте зависят от географических координат, времени года и суток, от погоды. В результате многочисленных наблюдений и исследований установлены некоторые средние значения изменения с высотой температуры и давления воздуха, а следовательно, и его плотности, которые приняты в качестве стандартных. Соответствующие данные в виде таблицы стандартной атмосферы широко используются при аэродинамических расчетах, градуировке авиационных приборов и т. д.

Таблица стандартной атмосферы

Бы-	Температура	Массовая плотность	Давление Р, кг-с²	Относительное давле-	Относительная плот-	Скорое ка на высоте	гь зву-данной а
та
Я, и	t C		м4	ние	ность
		ха, ρ, кг/м²		Р/Ро	ρ/ρо	м/с

	15,00		0,1249	1,000	1,000	340,4
	11,75		0.1190	0,942	0,953	338,5
	8,50		0,1134	0,887	0,907	336,6
	5,25		0,1079	0,835	0,864	334,6
	2,00		0,1026	0,785	0,882	332,7
	—1,25		0,0976	0,737	0,781	330,7
	—4,50		0,0927	0,692	0,742	328,7
	—7,75		0,0880	0,649	0,705	326,7
	—11,00	628S	0,0835	0,608	0,669	324,7
	— 14,25		0,0792	0,570	0,634	322,7
	— 17,50		0,0751	0,533	0,601	320,7
	—20,75		0,0711	0,498	0,569	318,6


	—24,00	0,0673	0,466	0,539	316,6
	—27, 25	0,0636	0,435	0,509	314,5
	—30,50	0,0601	0,405	0,481	312,4
	-33,75	0,0568	0,378	0,454	310,3
8ООО	—37,00	0,0536	0,351	0,429	308,2
	—40,25	0,0505	0,327	0,404	306,1
	—43,50	0,0476	0,303	0,381	303,9
(1500	—46,75	0,0448	0,282	0,358	301,8
	—50,00	0,0421	0,261	0,337	299,6
	—53,25	0,0395	0,242	0,317	297,4
	—56,50	0,0371	0,223	0,297	295,2
	—56,50	0,0343	0,206	0,275	295,2
	—56,50	0,0317	0,191	0,254	296,2
	—56,50	0,0293	0,176	0,235	295,2
	—56,50	0,0271	0,163	0,217	295,2
	—56,50	0,0250	0,151	0,200	295,2 1
14 ООО	—56,50	0,0231	0,139	0,185	295,2 .
14 500	—56,50	0,0214	0,129	0,171	295,2
	—56,50	0,0197	0,119	0,158	295,2
	. —56,50	0,0183	0,110	0,146	295,2
	—56,50	0,0169	0,102	0,135	295,2 .
	—56,50	0,0156	0,094	0,125	295,2
	—56,50	0,0144	0,087	0,115	295,2
	—56,50	0,0133	0,080	0,107	295,2
	—56,50	0,0123	0,074	0,099	295,2
! 8500	—56,50	0,0114	0,068	0,091	295,2
	—56,50	0,0105	0,063	0,084	295,2
	—56,50	0,0097	0,058	0,078	295,2
	—56,50	0,0097	0,054	0,072	295,2
	—56,50	0,0077	0,046	0,061	295,2
	—56,50	0,0065	0,039	0,052	295,2
	—56,50	0,0056	0,034	0,045	295,2
	—56,50	0,0048	0,029	0,038	295,2
	—56,50	0,0041	0,025	0,033	295,2

Как видно из таблицы, на уровне моря (или у поверхности земли) стандартными атмосферными условиями являются: температура t = + l5°С (Т=288 абс), барометрическое давление Р= 10332 кг/м² и плотность воздуха ρ≈ 0,125 кг-с²/м⁴. В нижнем слое земной атмосферы—тропосфере, которая в стандартных условиях простирается, до высоты //=11 км, температура по мере подъема уменьшается па 6,5° С на каждый километр высоты. Выше, где начинается стратосфера, температура до высоты 25—30 'км считается постоянной . и равной —56,5° С. Стандартные характеристики атмосферы для больших высот в нашем случае не нужны. Но следует упомянуть, что согласно

данным исследований атмосферы с высоты 25—30 км температура начинает возрастать, достигая на высотах около 50 км величины, близкой к 0°С. Далее начинается новое понижение температуры, и на высоте 70—90 км она равна приблизительно —75° С. Выше 90 км температура опять начинает повышаться, становясь на высоте 200 км более +500° С.

Уменьшение плотности воздуха с высотой означает увеличение средней длины свободного пробега молекул, У земли эта длина составляет около 0,1 микрона, а на высоте 200 км выражается сотнями метров.

Если для высот, исчисляемых немногими десятками километров, длины свободного пробега молекул настолько малы, что можно рассматривать воздух как сплошную среду, то на высотах более 100 км эти длины становятся соизмеримыми с длиной летательного аппарата или даже могут быть значительно больше. В таких условиях воздушная среда практически состоит из свободных молекул, то есть таких, воздействие которых на летательный аппарат почти не связано с их взаимодействием между собой. Как показали теоретические исследования, некоторые особенности аэродинамики, связанные с увеличением длины свободного пробега молекул, могут проявляться уже при полетах на высотах более 40 км.

Г л а в а II.

<1 234 5 6 7 >

Дата добавления: 2017-01-26; просмотров: 2788;

Поиск по сайту

Узнать еще