2.1.4飞行环境 - 飞行环境

2015年10月航空航天概论第2章飞行环境及飞行原理本章主要内容基本概念与基本定理升力的产生机理与增生措施阻力的产生及减阻措施飞机的气动外形飞机的飞行性能飞机的稳定性与操纵性及其影响因素航天器飞行原理

根据大气中温度随高度的变化可将大气层划分为对流层、平流层、中间层、热层和散逸层。2.1飞行环境

2.1.1大气环境1、对流层大气中最低的一层，特点是其温度随高度增加而逐渐降低。0～18公里航空器主要运行区天气变化最复杂上下对流激烈2、平流层18～50公里，温度渐高对流层的上面水平方向流动，没有上下对流30km以下航空飞行区

3、中间层50-80公里气温随高度升高而下降，有相当强烈的铅垂方向的运动4、热层（80～800公里）空气密度极小，由于空气直接受太阳短波辐射，处于高度电离状态，温度又随高度增加而上升5、散逸层（大气层的最外层）空气极其稀薄受地球引力很小，因而大气分子不断向星际空间逃逸。2.1.2空间环境空间飞行环境主要是指真空、电磁辐射、高能粒子辐射、等离子体和微流星体等所形成的飞行环境。处于地球磁场之外，易受到太阳风等因素的影响2.1.2空间环境环境决定航空器与航天器设计要求真空中气动外形和常规气动舵面无效，空间飞行器多采用燃气舵等方法辐射要求飞行器防护性能高，如气密性、电磁屏蔽装置、电子设备防辐射人的防护与生命保障系统更加复杂。2.1.3国际标准大气各地不同。国际标准大气：完全气体，海平面为零高度，15度压强为1个大气压强依据实测资料，用简化方程近似表示气温、密度和压强等平均铅垂分布问题：世界各地的大气温度、密度和压强都一样吗？高度（m）压力（Pa）气温(K）空气相对密度空气密度(kg/m3)音速(m/s)-100001000200030004000500060008000900010000110001200013000150001600017000180001900020000210002200024000250002600028000290003000011393710132589876795017012161660540484721735651308002649922699193391657912111103528849.77565.26467.45529.34728.94047.52971.72549.22188.31616.11390.41197.0294.50288.15281.65275.15268.66262.17255.68249.19236.22229.73223.25216.77216.65216.65216.65216.65216.65216.65216.65216.65217.58218.57220.56221.55222.54224.53225.52226.511.09921.00000.90730.82150.74200.66850.60070.53830.42840.38040.33660.29680.25350.21650.15790.13490.11530.09840.08410.07200.06140.05230.0382O.03260.02750.01980.01680.01441.34651.2250

1.11171.00660.90920.81940.73640.66010.52580.46710.41350.36480.31190.26660.19480.16650.14230.12170.10400.08890.07570.06450.04690.04010.03430.02510.02150.0184345341337333329325321317309304300296296296296296296296296296296296298299299301301302国际标准大气表2.1.4大气的物理性质1、大气的状态参数和状态方程大气状态参数：压强P、温度T和密度

三者关系用气体状态方程表示

T

R为气体常数，T为绝对温度。P=

RT2、连续性气体由分子组成，分子间有距离连续性假设：飞行器尺寸远大于分子距离，气体分子间距离可以忽略不计，即把气体看成是连续的介质。高空大气与外层空间：分子距离与飞行器尺寸相当，连续性假设不存在。3、粘性大气粘性力：相邻大气层之间相互运动产生的牵扯作用力，也叫大气的内摩擦力。不同流体粘性不一。空气是水的1.8%点击播放

粘性与摩擦阻力大气流过物体时产生的摩擦阻力是与大气的粘性有关系的。飞机摩擦阻力的主因。理想流体通常把不考虑粘性的流体称为理想流体或无粘流体。

4、可压缩性问题：空气如水都是流体，那个可压缩

可压缩性：流体压强改变时其密度和体积也改变的性质。液体是不可压缩的，气体是可压缩的气流低速时(M<0.4)，压强和密度变化小，可不考虑大气可压缩性。气流高速时(M>0.4)，必须考虑大气可压缩性。水空气问题：水洞是否可以模拟空中飞行情况？

可以，但只能模拟低速情况。5、声速声速：声波在物体中传播的速度。声速的大小和传播与介质有关。水中声速约为1440米/秒；海平面空气声速仅为341米/秒。介质可压缩性大，声速小（如空气）介质的可压缩性小，声速大（如水）6、马赫数Ma的定义为：

Ma=V/a

V：飞行速度

a：当地声速。可衡量空气受到压缩的程度Ma大，飞行器前面的空气就压缩得越厉害点击播放（高超声速情况）