空气动力学与飞行原理 课件 2.2.2-2.2.3 大气垂直运动

目录2.1飞行环境2.2大气运动2.3气团与锋2.4航空气象资料包括上升（热膨胀）和下沉（冷却）运动。它会造成雷暴云，产生阵性降水、雷雨大风或冰雹等不稳定天气，对航空器的飞行都有很大的影响。2.2.2大气垂直运动1.形成原因重力和浮力当浮力大于重力时，即

’，空气块向上运动；反之，当

’，空气块向下运动。2.2.2大气垂直运动2.类型（1）对流对流的产生取决于对流冲击力和大气稳定性。对流冲击力分为热力对流冲击力和动力对流冲击力。2.2.2大气垂直运动a.定义大气稳定度（Atmosphericstability)是指空中某大气团由于与周围空气存在密度、温度和流速等的强度差而产生的浮力使其产生加速度而上升或下降的程度。b.状态（1）稳定状态；（2）弱稳定状态（中间平衡状态）；（3）不稳定状态。或(2）

大气稳定度大气稳定度指整层空气的稳定程度，有时也称大气垂直稳定度。以（）运动来判定。A.以大气的气温垂直加速度运动来判定B.以大气的气温垂直速度运动来判定C.以大气的气压垂直速度运动来判定D.以大气的气压垂直加速度运动来判定练习题（2）系统性垂直运动2.类型（a）辐合

（b）辐散（3）大气波动2.类型逆温层下形成的重力波（3）大气波动2.类型山地背风波（4）大气乱流热力乱流和动力乱流在地面障碍物多而高、风速大、风速随高度变化大时，以动力原因为主；在风速小、地面受热不均匀时，以热力原因为主。2.类型1.云危害最大的云是对流云，飞机一旦进入易遭到电击，使仪表失灵、油箱爆炸，或者造成强烈颠簸、结冰，操纵失灵，发生飞行事故。为了避免飞行事故的发生，一般在云上或云下飞行2.2.3天气现象及其对飞行的影响1.云2.2.3天气现象及其对飞行的影响1.机场上空高度较低的云会直接影响飞机的起降。其中，危害最大的云是（）。A.对流云B.卷状云

C.层状云D.积雨云练习题3.能见度/雾霾能见度，是指视力正常的人能将目标物从背景中识别出来的最大距离。是了解大气的稳定度和垂直结构的天气指标，而且是保护交通运输安全的一个极为重要的因素。2.2.3天气现象及其对飞行的影响能见度用气象光学视程表示，气象光学视程是指白炽灯发出色温为2700K的平行光束的光通量，在大气中削弱至初始值的5%所通过的路径长度。3.能见度最小能见度：指能见度因方向而异时，其中最小的能见距离。测量大气能见度一般可用目测的方法，也可以使用大气透射仪、激光能见度自动测量仪等测量仪器测量。

2.能见度1.最小能见度是指（）。A.能看到最近的物体距离B.能见度因方向而异时，其中最小的能见距离C.能见度因方向而异时，垂直能见度最小的距离D.能见度因方向而异时，水平能见度最小的距离练习题2.能见度，是反映大气透明度的一个指标，测量大气能见度的错误方法（）。A.用望远镜目测B.使用大气透射仪

C.使用激光能见度自动测量仪D.目测练习题一般能见度按如下划分标准：1.能见度20-30公里能见度极好视野清晰2.能见度15-25公里能见度好视野较清晰3.能见度10-20公里能见度一般4.能见度5-15公里能见度较差视野不清晰2.能见度5.能见度1-10公里轻雾能见度差视野不清晰6.能见度0.3-1公里大雾能见度很差7.能见度小于0.3公里重雾能见度极差8.能见度小于0.1公里浓雾能见度极差9能见度不足100米通常被认为为零条件。2.能见度1.国际上对以下（）能见度定义是正确的。A.烟雾的能见度定义为不足1kmB.薄雾的能见度为1km～3kmC.霾的能见度为3km～5kmD.重雾的能见度为0.3km练习题是伴有雷击和闪电的局地对流性天气。产生条件：充足的水汽、不稳定的大气和上升运动。4.雷暴1.形成雷暴的基本条件是（）。A.充足的水汽和上升运动

B.充足的水汽、不稳定的大气和上升运动C.浓积云、充足的水汽和锋区

D.不稳定的大气和上升运动练习题雷暴天气是夏季常见的天气现象。它是由对流旺盛的积雨云所产生，由于积雨云的强烈发展，常伴有闪电、雷鸣、暴雨、大风，有时还会出现冰雹、龙卷风和下击暴流等灾害性天气。这些天气对飞机的起降有极大的危害，如果处置不当，就会导致飞行事故的发生。4.雷暴一般雷暴单体的生命史根据垂直气流状况可分为三个阶段：积云阶段、成熟阶段、消散阶段。积云阶段：气流上升，并随高度增加而增加；温度高于四周空气的温度。4.雷暴成熟阶段：除了上升气流外，还有下降气流和降水，产生并发展了强烈的湍流、积冰、闪电、阵雨和大风。消散阶段：下降气流遍布云中温度低于周围空气。4.雷暴1.一般雷暴单体的生命史根据垂直气流状况可分为三个阶段（）。A.积云阶段、成熟阶段、消散阶段

B.积云阶段、成风阶段、雷雨阶段C.温升阶段、降雨阶段、消散阶段

D.积云阶段、成熟阶段、雷雨阶段练习题2.在雷暴的生存周期中，（）的特征使云中充满下降气流。A.积云阶段

B.成熟阶段

C.消散阶段

D.三个阶段练习题一般雷暴过境时气象要素变化：雷暴来临之前，由暖湿不稳定空气控制，地面温度高，湿度大，地面气压一直是下降的，使人感到闷热，这时风向是向云区辐合的，风速较小。当雷暴云达到成熟阶段，随着降水倾泻而下，气温骤降，并在近地面形成“雷暴高压”，风向突变，风速骤增，阵风达20m/s，严重影响飞行。对飞行的影响：颠簸、积冰、雹击、雷电、下击暴流。4.雷暴在雷暴中飞行，飞机会遇到强烈颠簸，在几秒内飞行高度可变化几十米至几百米，使飞机过载并失控，仪表指示失真，人员伤亡，机翼变形或折断，发动机飞脱等危害。4.雷暴在雷暴云的发展阶段和成熟阶段，积雨云中水滴呈过冷状态，含水量和水滴直径较大，因此在云的中部常常遇到强积冰，在云顶飞行有弱积冰。4.雷暴在成熟阶段的雷暴云中，飞行高度为3000-9000米，遭受雹击的可能性最大。发动机可能会吸入冰雹和大量雨水，导致发动机压缩机损坏，引起严重失速而坠毁；冰雹会导致飞机机体受损，如雷达罩、油箱、风挡被打坏。4.雷暴电击和雷击都会给飞行安全带来致命的后果。飞机如果被闪电击中可能造成飞机结构损坏，快速释压；如果油箱被雷电击中，有可能引起燃烧或爆炸，导致灾难性后果。4.雷暴下击暴流和微下击暴流中强烈的下降气流、雷暴大风变对飞机的起飞着陆有极大危害。当飞机穿越微下击暴流时，首先遇到了强的逆风，这时飞机的空速增加，使升力增加，飞机在过大的升力作用下，开始偏离预定的下滑航迹上升。4.雷暴500米4.雷暴1.雷暴对飞机产生很大危害，下列（）危害是不确定的。A.雷击和冰雹袭击

B.风切变和湍流

C.数据链中断

D.颠簸、性能降低练习题飞机积冰是指飞机机体表面某些部位聚集冰层的现象。它主要由云中过冷水滴或降水中的过冷雨碰到飞机机体后结冰形成的，也可由水汽直接在机体表面凝华而成。飞机在云中飞行时间过长易导致积冰。飞机积冰主要分为冰（明冰，毛冰）、雾凇、霜三种。5.飞机积冰明冰：在~-100~0℃的过冷雨中或大水滴组成的云中形成，光滑透明。毛冰对飞机空气动力特性的改变比明冰大。对飞行的影响不亚于明冰。毛冰：在-5~15℃的过冷雨中或大水滴组成的云中形成，粗糙不透明，也叫"粗糙冰","雾凇冰".。雾凇：在-20℃的过冷雨中或大水滴组成的云中形成，粗糙不透明。霜：从低于0℃的区域进入较暖的区域时，水汽在飞机表面上凝华而成。1.在下述各类飞机积冰中，对飞行影响最大的是（）。A.雾凇和毛冰

B.明冰和毛冰

C.毛冰和霜

D.雾凇和霜练习题基本条件：外界温度在0°C以下或飞机表面温度在0°C以下时，过冷状态的雨滴一旦与地面物体接触便容易结冰。形状：楔形，基本是明冰。

槽形，对飞机空气动力学影响最严重。

无定形，积冰牢固，对长途飞行影响严重。槽状冰约占30%，对飞机空气动力学影响最严重；楔形冰约占15%，基本是明冰；而混合冰约占55%，积冰牢固，对长途飞行影响严重。1.积冰的形状一般分为（）。A.槽状冰、楔形冰和混合冰

B.凸状冰、凹状冰和混合冰C.圆形冰、方形冰和混合冰

D.槽状冰、圆形冰和方形冰练习题强度等级积冰的严重程度可分为轻度、中度和严重度三种。1）轻度积冰

在这种条件下长时间飞行（超过1h），可能会影响飞行。如果间断使用除冰/防冰设备除掉/防止冰的积聚，则不会影响飞行。强度等级2）中度积冰

积聚率很快，甚至短时间内就会构成危险，因此需要使用除冰防冰设备或改航。3）严重积冰

积聚率非常快，除冰/防冰设备也不能减少或控制危险，必须立即改航。这种情况需要向ATC报告。1.积冰强度可分为（）。A.霜、雾凇和冰

B.轻度、中度和严重C.微弱、弱和中度

D.弱、中度和强练习题气象条件：外界温度在0°C~-20°C；强积冰多发生在-2~-10°C。发生在云中温度露点差<7°C范围内，以0~5°C发生积冰最多；强度冰多发生在温度露点差为0~4°C.季节：冬天高度：5000米以下，3000米左右最多温度：-2~-10°C内概率最大。地区：锋面附近或穿越锋区时积冰的概率较大。1.关于飞机积冰，下列正确的是（）。A.飞机积冰一般发生在-1～-15℃的温度范围内B.在-2～-10℃温度范围内遭遇积冰的次数最多C.强烈的积冰主要发生在-4～-8℃的温度范围内D.飞行在0～-20℃甚至更低的云温条件下，都有积冰可能练习题2.飞行高度不同，飞机积冰频率也不同，以下不正确的是（）。A.冬季在3000米以下各高度上飞行时，积冰概率为56%B.冬季在3000米以上各高度上飞行时，积冰概率为56%C.夏季在6000米以上高度上飞行时，积冰概率为62%D.冬季在6000米以上各高度上飞行时，积冰概率为21%练习题对飞行影响：破坏飞机的空气动力性能；降低动力装置效率，甚至产生故障；影响仪表和通讯，甚至使之失灵。结冰会使飞机的空气动力性能变坏，使飞机的升力减小，阻力增大，影响飞机的稳定性和操纵性。在旋翼和螺旋桨叶上结冰，这样会造成飞机剧烈颤动；发动机进气道结冰，可能会损坏飞机；风挡结冰，妨碍目视飞行；天线结冰，影响通讯或造成通讯中断。空气动力性能变坏：机翼和尾翼积冰使飞机的升力减小，阻力增大，影响飞机的安全定性和操纵性。在旋翼和螺旋桨叶上结冰，会使推力减小；同时，脱离的冰块还会打坏发动机和机身。发动机进气道结冰，进气量减少，造成动力损失，甚至使发动机停车；风挡结冰，妨碍目视飞行；天线结冰，影响通讯或造成通讯中断。1.当机翼和尾翼积冰时，下列不正确的描述是（）。A.翼型失真（变型）

B.摩擦阻力减少

C.压差阻力增大

D.升力减小练习题2.进气道结冰将导致危险的后果，下列描述不正确的是（）。A.使进气速度场分布不均匀和使气流发生局部分离，引起压气机叶片的振动B.冰屑脱离，进人压气机，而造成压气机的机械损伤C.结冰堵塞进气道，使得进入压气机的气流明显减少，导致发动机富油停车D.使进气流场分布不均，轻则发生气流畸变，重则导致熄火停车练习题3.在飞行中遇到飞机积冰时，驾驶员应注意（）。A.及时有力地修正飞行姿态