第3章123大气层及地球有关知识

1、第三章 航空器活动的环境及导航第一节航空器活动的环境第一节航空器活动的环境i大气层大气层 对流层对流层中间层中间层 80km80km平流层平流层 50km50km（电离层）（电离层） 500km热层热层对流层顶对流层顶平流层顶平流层顶中层顶中层顶812 kmO3O3O3O3大气层：距海平面大气层：距海平面10001000千米以下千米以下 大气层包括：对流层、平流层、中间层、热层、外逸层大气层包括：对流层、平流层、中间层、热层、外逸层对流层：对流层：从海平面到对流层顶平均从海平面到对流层顶平均1111千米，赤道千米，赤道1717千米左右，极地千米左右，极地8 8千米左右千米左右平流层：平流层：距

2、海平面距海平面1111千米以上，千米以上，5555千米以下千米以下一、大气物理参数一、大气物理参数（1 1）大气压力）大气压力两种表示方式: mmHg毫米汞柱、百帕（hPa）Q 大气压力随着高度的增加而减小Q 在密度不变的条件下，大气压力还随着温度的降低而降低第三章第一节航空器活动的环境气压、温度、密度和音速。At sea level, atmospheric pressure is 1013.25 hPaIt decrease by 1hPa every 28ft (8.3m) or 1mmHg every 11m1013 hPa1012 hPa1011 hPa1010 hPa1009 hP

3、a1008 hPa1hPa / 28ft=1hpa/8.3m第三章第一节航空器活动的环境温度随高度的变化图温度随高度的变化图1515C C-56C11Z(km)t(C)0-0.65 /100m（2 2）大气温度）大气温度第三章第一节航空器活动的环境表示方式：绝对温度K 、摄氏温度在对流层，大气的温度随高度的增加而线性下降，大约每升高1000米温度下降6.56.5（3 3）空气密度）空气密度Q 气态方程：P=RTQ 空气密度随高度的增加而下降Q 密度直接影响飞行的升力和阻力第三章第一节航空器活动的环境Q 受大气的温度和密度的影响，温度高音速大，密度高音速也大。Q 在对流层音速随高度升高而减小，在

4、同温层音速基本保持不变。Q 高速和高高度飞行时，用马赫数表示。Q 马赫数飞机真空速与相同大气条件下音速的比值。第三章第一节航空器活动的环境标准温度（标准温度（1515C C）状况下）状况下, , 海平面的音速为海平面的音速为 661 661 节。节。四万英尺高度上，温度为四万英尺高度上，温度为 5555C, C, 音速为音速为 574574节。节。（4 4）音速）音速二、国际标准大气二、国际标准大气ISAQ 地球上地理位置不同大地球上地理位置不同大气的物理参数不同气的物理参数不同Q 飞机的性能和大气物理飞机的性能和大气物理参数有直接关系参数有直接关系Q 国际标准大气：航空器国际标准大气：航空器

5、设计与制造的标准大气设计与制造的标准大气物理参数物理参数气压气压温度温度密度密度高度高度hPaCkg/mfeet1013151.225msl100014.31.21236495011.51.16317739008.61.11332438505.51.06347818002.31.0126394750-1.00.9608091700-4.60.9089882650-8.30.85511 780600-12.30.80213 801550-16.60.74715 962500-21.20.69218 289450-26.20.63520 812400-31.70.57723 574350-37.7

6、0.51826 631300-44.50.45730 065250-52.30.39533 999200-56.50.32238 662150-56.50.24144 647100-56.50.16153 083第三章第一节航空器活动的环境Q 国际标准大气是以北半球中纬度地区的大气物理性质国际标准大气是以北半球中纬度地区的大气物理性质的平均值作为基础建立的，并假设空气是理想气体，的平均值作为基础建立的，并假设空气是理想气体，满足理想气体方程：满足理想气体方程：P P0 0 =RT =RTQ 标准大气的基准是海平面高度标准大气的基准是海平面高度, ,温度温度1515，压强为，压强为1013.25

7、hPa1013.25hPa（760mmHg760mmHg），密度为），密度为1.225kg/m3 1.225kg/m3 ，音速，音速为为340.294m/s 340.294m/s 第三章第一节航空器活动的环境规定温度随高度变化：规定温度随高度变化：w0 01100m1100m（对流层内），每升高（对流层内），每升高1000m1000m，温度降低，温度降低6.56.5；w1100m1100m2000m2000m，温度为，温度为56.5 56.5 ；w2000m2000m3200m3200m，每升高，每升高1000m1000m，温度升高，温度升高11。飞行高度飞行高度场压高度场压高度H HQFEQ

8、FE; ;修正海平面气压高度修正海平面气压高度H HQNHQNH; ;标准气压高度标准气压高度H HQNEQNE第三章第一节航空器活动的环境三、航空气象三、航空气象（1 1）云：空气中水汽凝结成的可见形态）云：空气中水汽凝结成的可见形态Q 按形态分为：积云和层云按形态分为：积云和层云Q 按高度分为：高云、中云和低云按高度分为：高云、中云和低云Q 对飞行影响最大的是积雨云对飞行影响最大的是积雨云第三章第一节航空器活动的环境云的类型云的类型Q 能见度能见度:指观察者在白天辨认物体，在夜间辨认灯光的距离，用公里或米表示。Q 当能见度在1500米以下时，提供跑道视程RVR ( Runway Visib

9、ility Range ) 。Q 跑道视程跑道视程:指飞行员在位于跑道中线的飞机上观测起飞方向或着陆方向，能看到跑道道面上的标志或能看到跑道边灯或中线灯的最大距离。Q 影响能见度的有:雾、烟、风沙、雨、雪。Q 空中能见度分为水平能见度、垂直能见度、倾斜能见度。第三章第一节航空器活动的环境能见度能见度低云妨碍飞机起降w云中能见度很坏，影响目视飞行w云中飞行可能发生飞机积冰w云中飞行可能发生飞机颠簸w云中飞行可能遭闪电击w云中飞行可能会产生错觉 云对飞行的影响：云对飞行的影响：第三章第一节航空器活动的环境CbCb（积雨云）（积雨云）（2 2）雾）雾Q 雾：悬浮于近地面气层中的大量水滴或冰晶，使雾：

10、悬浮于近地面气层中的大量水滴或冰晶，使水平能水平能见度小于见度小于1 1千米千米的现象。的现象。Q 轻雾：轻雾：能见度大于能见度大于1 1千米而小于千米而小于1010千米千米的，称为轻雾。的，称为轻雾。Q 根据形成条件，雾可分为四种形式：根据形成条件，雾可分为四种形式：辐射雾、平流雾、辐射雾、平流雾、锋面雾、上坡雾锋面雾、上坡雾等。等。Q 对航空的最大影响：使能见度降低对航空的最大影响：使能见度降低Q 雾形成的三个条件：空气湿度、空气中有一定数量的微雾形成的三个条件：空气湿度、空气中有一定数量的微粒作为核心、温度下降。粒作为核心、温度下降。第三章第一节航空器活动的环境（3 3）降水）降水Q 形

11、式：雨、雪、雹，取决于上空云层的垂直温度和地面形式：雨、雪、雹，取决于上空云层的垂直温度和地面温度分布情况。温度分布情况。第三章第一节航空器活动的环境降水对飞行的影响降水对飞行的影响 w降水使能见度减小w过冷雨滴会造成飞机积冰w降水产生的碎雨云影响飞机起降w大雨下方容易出现较强的下降气流w大雨和暴雨能使发动机熄火w大雨恶化飞机的空气动力w降水影响跑道的使用（4 4）风：空气在地面的运动）风：空气在地面的运动风对航空运行的影响：风对航空运行的影响：Q 常年风向影响跑道方向常年风向影响跑道方向Q 起降：顺风不利，逆风适当有利，侧风不利起降：顺风不利，逆风适当有利，侧风不利Q 巡航时：顺风时会使地速

12、增加、影响航向、航迹巡航时：顺风时会使地速增加、影响航向、航迹第三章第一节航空器活动的环境静态循环静态循环受地球自转影响的循环受地球自转影响的循环n大尺度天气现象：全球大气的运动决定了地球上不大尺度天气现象：全球大气的运动决定了地球上不同纬度地区的盛行风向，三个空气循环区同纬度地区的盛行风向，三个空气循环区第三章第一节航空器活动的环境Q 中尺度天气现象：气团，在中等范围内，我们遇到的空气中尺度天气现象：气团，在中等范围内，我们遇到的空气运动是由相同温度和湿度的空气组成一个整体的运动运动是由相同温度和湿度的空气组成一个整体的运动Q锋面：冷气团和暖气团相交。锋面：冷气团和暖气团相交。Q暖锋：热气团

13、进入冷气团，移动较慢，持续时间较长，暖锋：热气团进入冷气团，移动较慢，持续时间较长，在这一带中在这一带中会形成很大的雾区和雨区。会形成很大的雾区和雨区。Q冷锋：冷气团进入热气团，移动较快，持续时间较短，冷锋：冷气团进入热气团，移动较快，持续时间较短，会带来大风，同时热空气的上升会带来雷雨天气和气会带来大风，同时热空气的上升会带来雷雨天气和气流的颠簸。流的颠簸。第三章第一节航空器活动的环境在小范围内遇到的危险现象：在小范围内遇到的危险现象：Q雷暴：雷暴：在空气中有大量水汽，上下温差很大时出现，它在空气中有大量水汽，上下温差很大时出现，它首先形成积云，然后在云中的水汽形成雨滴下降，下降首先形成积云

14、，然后在云中的水汽形成雨滴下降，下降的雨和上升的热气流相撞击，产生雷电。的雨和上升的热气流相撞击，产生雷电。Q颠簸：颠簸：指大气中空气有不稳定气流的上下运动指大气中空气有不稳定气流的上下运动. .Q常见的颠簸常见的颠簸：表面湍流、风切变、晴空湍流表面湍流、风切变、晴空湍流、飞机后面飞机后面的的尾流尾流第三章第一节航空器活动的环境雷暴中起飞雷暴中起飞第三章第一节航空器活动的环境晴空湍流晴空湍流风切变风切变表面湍流表面湍流尾流尾流第三章第一节航空器活动的环境尾流对后机的影响尾流对后机的影响第三章第一节航空器活动的环境第二节第二节 地球的有关知识地球的有关知识第三章 第二节 地球的有关知识一、地球的

15、地理坐标一、地球的地理坐标第三章 第二节 地球的有关知识第三章 第二节 地球的有关知识磁北极(74.9N,101W)磁南极(67.1S,142.7E)地球磁极的位置不是固定的，是由东向西有规律的缓慢的移动。地球磁场地球磁场 航线航线：飞机从地球表面一点（起点）飞到地球表面另一点（终点）的预定路线，也称为预计航迹。二、飞行航线二、飞行航线 航线角航线角：从航线（航段）起点经线北端北端顺时针量到航线（航段）去向的夹角。 航线距离：航线起点到终点间的地面长度。1ft=0.3048m；1m=3.281ft1m=3.281ft；1mile=1.609km1kn=1n mile/h=1.852km/h1k

16、n=1n mile/h=1.852km/h1.15mile/h赤道上1的弧长为60n mile60n mile(约为111km)，1的弧长为1n mile1n mile（约1.852km或1.15mile）。第三章 第二节 地球的有关知识第三章 第二节 地球的有关知识大圆和小圆大圆和小圆 大圆航线：通过两航路点的大圆圈线建立的航线。 大圆航线大圆航线w所有的经线圈和赤道均为大圆航线。w地球上任意两点之间都有一条大圆航线w大圆圈线是球面上距离最短的曲线球面上距离最短的曲线，所以大圆航线的距离最短。w一般情况下，大圆航线与经线夹角都不相同，（除了经线圈和赤道）第三章 第二节 地球的有关知识跨大西洋

17、的大圆航线第三章 第二节 地球的有关知识等角航线：通过两航路点间的等角线建立的航线。（飞行航线与航线经过各点的经线夹角都相等的航线。）等角航线w等角航线是一条盘向两极的螺旋曲线w等角航线上各点的航线角相等各点的航线角相等，但等角航线的距离一般都比大圆航线大。（只有沿经线或沿赤道时相等）。w赤道、纬线、经线都是等角航线w地球上任意两点间都有一条等角航线第三章 第二节 地球的有关知识海拉尔至哈尔滨的等角航线第三章 第二节 地球的有关知识第三节第三节 地球运动与时间地球运动与时间第三章 第三节 地球运动与时间1.1.地球的自转与公转地球的自转与公转第三章 第三节 地球运动与时间换算：时间差区号差换算

18、：时间差区号差 东早西晚东早西晚 东加西减东加西减2.2.时间系统时间系统（1）地方时地方时：以当地经线正背太阳为0点，正对太阳为12点所确定的时刻。同一经度外，任何经度不同的地方其地方时是不同的。（2）区时区时1884年国际经度会议提出采用区时制。时区的划分：以0经线为基准，以与0经线每差15的经线确定一条主经线。以主经线左右各7.5的范围定义一个时区，以主经线的地方时作为全时区共同使用的时间，称为该时区的区时。全球共24个区时。第三章 第三节 地球运动与时间第三章 第三节 地球运动与时间（3）北京时间北京时间 我国地跨东5到东9共5个时区，为了全国使用统一的时间，规定用北京所在的东东8 8区的区时区的区时为我国标准时间，称为北京时间。（4）世界时世界时也叫格林尼治平时（GMT），国际上统一规定以0区的区时作为标准时，称为世界时。在同一时刻，世界各地的世界时都是相同的。 第三章 第三节 地球运动与时间（5 5）协调世界时（）协调世界时（UTCUTC） 世界时由于地球公转速度不均匀，且存在着长期变慢的趋势，每年大约要比原子时慢1秒钟。UTC采用原子秒长对