无人机系统理论基础 课件 第三十一课时 大气以及影响无人机飞行的基本要素

第三十一课时大气以及影响无人机飞行的基本要素BU

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AVIATION目录/CONTENTS§2大气成分与结构§1航空气象§3基本气象要素§1航空气象航空气象航空气象学定义：针对航空中所提出的关于气象方面的要求进行研究任务：研究气象要素和天气现象对航空技术装备和飞行活动的影响内容：航空气候统计和区划，航空气象资料的整理编制、存贮和检索航空气象航空气象勤务定义：将航空气象学的研究成果运用于航空气象保障§2大气成分与结构大气成分与结构大气飞行环境定义：飞行器在大气层内飞行时所处的环境条件空气层（大气）：航空器的唯一飞行活动环境，导弹和航天器的重要飞行环境大气环境飞行大气成分与结构大气飞行环境层次划分：对流层、平流层、中间层、热层、散逸层（外大气层）航空器的大气飞行环境：对流层、平流层大气分层结构大气成分与结构对流层特点：气温随高度增加而降低，对流运动明显，温度和湿度水平分布不均匀对流层的厚度随纬度和季节变化包含全部大气约四分之三的质量和几乎全部的水汽对流层大气成分与结构对流层对流层下层范围：地面到1～2公里高度高度：粗糙地表高于平整地表，夏季高于冬季（北半球），昼高于夜大气成分与结构对流层对流层下层特点：气流受地面摩擦作用大充沛的水汽和尘埃往往导致能见度低昼夜温差可达10～40°C大气成分与结构对流层对流层中层边界：底界为摩擦层顶，上界高度约6公里会发生大气中云和降水现象上部气压为地面的一半，飞行时需使用氧气大气成分与结构对流层对流层上层范围：6公里高度伸展到对流层的顶部气温常年在0°C以下，水汽含量少大气成分与结构对流层对流层顶厚度：1～2公里特点：可阻挡垂直气流、能见度较差大气成分与结构平流层范围：对流层顶伸展50～55公里随着高度的增加，气温最初基本保持不变，25～30公里以上气温升高较快，层顶气温升至270～290K气流比较平缓，能见度较佳，飞行器的稳定性和操纵性平流层大气成分与结构中间层范围：平流层顶伸展到80～85公里高度特点：气温随高度增加而下降，空气有强烈的垂直运动顶部气温可：低至160～190K大气成分与结构热层范围：中间层顶伸展到约800公里高度特点：空气密度很小，气温随高度增加而上升，空气处于高度电离状态大气成分与结构散逸层特点：空气极其稀薄，受地球的引力作用较小，大气分子不断向星际空间逃逸§3基本气象要素基本气象要素表示一定地点和特定时刻天气状况的大气变量或现象主要气象要素：气温、气压、风、云、降水、能见度、空气湿度等基本气象要素表示大气性质：气压、气温、湿度等表示空气运动状况：风向、风速等大气中发生的现象：云、雾、雨、雪、雷电等最基本的三大气象要素：气温、气压、空气湿度基本气象要素气温定义：表示空气冷热程度的物理量温标：摄氏温标（℃）、华氏温标（T）、绝对温林（K）国际标准气温度量单位：摄氏度（℃）基本气象要素气温

基本气象要素气温气温是地面气象观测中的所要测定的常规要素影响因素：太阳辐射的变化、大气的运动基本气象要素气温影响：飞机滑跑距离飞机平飞的最大速度飞机空速表和高度表的示数基本气象要素气温温度变化原因：地表性质不同而引起的温度分布不均匀夜间温度降低，底层常常出现逆温，易形成雾和烟幕温度随高度的分布：决定大气稳定度和形成云、雷雨的重要条件基本气象要素气压定义：作用在单位面积上的大气压力一个标准大气压=1013百帕（毫巴）度量单位：百帕（hPa）、毫米汞柱（mmHg）、英寸汞柱（inHg）气压与汞柱基本气象要素气压较高的高度，大气压力降低，起飞和着陆距离增加，爬升率减小飞机起飞时，升力必须通过机翼周围的空气流动才能产生气压与海拔高度的关系基本气象要素湿度定义：表示大气干燥程度的物理量一定的温度体积内，空气里含水汽越少越干燥；水汽越多越潮湿污染物：增加飞机重量、增加阻力、减少升力基本气象要素湿度雾：地表开始50ft内的云，在接近地面的空气温度冷却到空气的露点时，水蒸气凝结形成雾大气中的湿度基本气象要素湿度云：可预示天气，空气冷却，到达饱和点，形成云对流云：导致飞机易遭到电击，使仪表失灵、油箱爆炸，造成强烈颠簸、结冰，使操作失灵基本气象要素湿度①空气密度减小：1.机翼产生升力减少，发动机推力降低，更长的起飞、着陆滑跑距离2.飞机最大平飞速度、最大爬升率和起飞载重量减少，飞行距离减少②水汽含量越大，空气密度越小基本气象要素湿度实际大气密度大于标准大气密度时：空气作用于飞机上的力要加大发动机功率增大、推力增大结果：最大平飞速度、最大爬升率和起飞载重量增大，而飞机起飞、着陆滑跑距离会缩短基本气象要素风定义：空气的水平运动单位：m/s、knot、km/h1m/s=3.6km/h，1knot=1.852km/h，1km/h=0.28m/s，1knot=1/2m/s基本气象要素风风切变：风矢量（风向、风速）在空中水平和垂直距离上的变化垂直风切变：对桥梁、高层建筑、航空飞行等造成破坏风切变基本气象要素风风切变的分类：水平风的水平切变水平风的垂直切变垂直风的切变基本气象要素风产生一定影响的低空风切变的天气：强对流天气锋面天气辐射逆温型的低空急流天气雷暴云的形成基本气象要素风低空风切变：发生在着陆进场或起飞爬升阶段的风切变微下击暴流：以垂直风切变为主要特征的综合风切变区雷暴引起的微下击暴流基本气象要素风应对风切变：天气预报收听地面气象报告与其他飞机在起飞、进近过程中的报告了解风切变的存在及其性质，对飞机能否通过风切变进行风险评估步云登月