大氣的重要物理參數(shù)飛行原理課件

大氣的重要物理參數(shù)主講人：徐峰《飛行原理》01.大氣密度02.大氣溫度03.大氣壓力04.黏性目錄contents05.可壓縮性06.濕度07.聲速大氣密度大氣密度是指單位體積內(nèi)的空氣質(zhì)量,簡單說就是空氣稠密的程度。質(zhì)量為m的空氣，如果其體積為V,則密度為：ρ=m/V在國際單位制中,密度的單位是kg/m3?？諝獾拿芏却?說明單位體積內(nèi)的空氣分子多。比較稠密;空氣的密度小，說明單位體積內(nèi)的空氣分子少,比較稀薄。在22000ft(6700m)高度,大氣密度僅為海平面大氣密度的1/2。由于地球引力的作用，大氣的密度隨高度的增加而減小，近似按指數(shù)曲線變化。大氣溫度大氣溫度是指大氣層內(nèi)空氣的冷熱程度。溫度的高低表明了空氣分子不規(guī)則熱運(yùn)動平均速度的大小。分子運(yùn)動速度大,即分子的平均動能大，則大氣的溫度高;分子運(yùn)動速度小，即分子的平均動能小，則大氣的溫度低。度量溫度的單位有:攝氏溫度(℃)華氏溫度(℉)熱力學(xué)溫度(K）大氣的密度隨高度的變化大氣壓力大氣壓力是指大氣層內(nèi)空氣的壓強(qiáng),即物體單位面積上承受的空氣的垂直作用力。大氣壓力是指大氣層內(nèi)空氣的壓強(qiáng),即物體單位面積上承受的空氣的垂直作用力。因?yàn)榇髿鈮毫﹄S高度和溫度變化，所以規(guī)定在海平面，溫度為15℃時(shí)的大氣壓力為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，表示為:29.92inHg、760mmHg、1013.25hPa、14.6959psi、1.03323kgf/cm2。大氣壓力隨高度的變化如圖所示。黏性黏性是流體固有的屬性。當(dāng)流體內(nèi)兩相鄰流層的流速不同時(shí)，或流體與物體間發(fā)生相對運(yùn)動時(shí),兩個(gè)流層接觸面上或流體和物體接觸面上便產(chǎn)生相互黏滯和相互牽扯的力,這種特性就是流體的黏性。黏性不同的流體具有不同的黏性系數(shù),同一流體的黏性系數(shù)又隨溫度而變:流體黏度隨溫度變化的特性稱為流體的黏溫特性。氣體產(chǎn)生黏性的物理原因，主要是氣體分子不規(guī)則運(yùn)動造成各流層分子交換而帶來的動量交換。(如圖所示)。可壓縮性空氣的可壓縮性是指一定量的空氣，在壓力或溫度變化時(shí)，其體積和密度發(fā)生變化的特性。當(dāng)大氣流過飛行器表面時(shí),在一些部位氣流速度增加，氣流的壓力會減小，密度也會隨之下降;在一些部位氣流速度減小，,氣流的壓力會增加,密度也會隨之上升。這就是大氣的可壓縮性在流動中的表現(xiàn)。在低速(Ma≤0.3)飛行時(shí),大氣的壓力變化-般不大，密度的變化也很小,大氣的可壓縮性對飛行器的飛行影響很小，可以忽略大氣的可壓縮性,將大氣看成不可壓縮的流體,從而使問題的研究簡單化。但在高速(Ma>0.3)飛行時(shí)，由于速度變化引起的壓力和密度的變化比較大,大氣的可壓縮性對飛行器的飛行影響不可忽略,這時(shí),就必須考慮大氣的可壓縮性。濕度大氣的濕度是指大氣的潮濕程度,通常用相對濕度來表示。相對濕度是指大氣中所含水蒸氣的量與同溫度下大氣中含有的水蒸氣最大量之比。當(dāng)相對濕度為100%時(shí),說明大氣中含有的水蒸氣量已達(dá)到了最大值,水蒸氣處于飽和狀態(tài)。

不同溫度下,大氣所能含有的水蒸氣最大量是不同的，溫度越高，它能含有的水蒸氣最大量越大。因此,在大氣中含有水蒸氣量不變的情況下,隨著溫度的降低,大氣的相對濕度會增加。使大氣的相對濕度達(dá)到100%時(shí)的溫度稱為露點(diǎn)溫度。大氣溫度降到露點(diǎn)溫度時(shí),大氣中的水蒸氣達(dá)到了飽和狀態(tài)并開始凝結(jié)。大氣溫度降到露點(diǎn)溫度以下,是大氣中水汽凝結(jié)的必要條件,大氣中水汽的凝結(jié)會形成云、霧、降水等各種氣象現(xiàn)象。這些現(xiàn)象都會對飛行器的飛行帶來影響，所以露點(diǎn)溫度對飛行器的飛行來說是十分重要的。聲速聲速(舊稱音速)是小擾動在介質(zhì)中的傳播速度，單位是m/s。物體的振動在介質(zhì)中引起的小擾動會以介質(zhì)不斷被壓縮(壓力和密度增大)、膨脹(壓力和密度減小)的形式向四周傳播,形成介質(zhì)疏密交替變化的小擾