Оглавление

Оглавление 1

1. Необходимость применения кислородного и высотного оборудования на самолете

1. Высотные полеты, их преимущества и особенности

Полеты, выполняемые на высотах более 4000 м, называются вы­сотными.

На больших высотах сопротивление воздуха уменьшается, что приводит к увеличению скорости и дальности полета. Высотные полеты мало зависят от метеорологических условий (тумана, об­лачности), что облегчает пилотирование самолета и повышает безопасность полета.

Вместе с тем высотные полеты выполнять труднее, так как ра­ботоспособность человека на большой высоте снижается.

Основными причинами, ухудшающими работоспособность эки­пажа на большой высоте, являются: недостаток кислорода, пони­женное атмосферное давление и низкая температура воздуха. Дру­гие причины, как, например, влажность воздуха, шум, играют мень­шую роль.

2. Краткие сведения об атмосфере Земли.

Воздушная оболочка земного шара называется атмосферой. С изменением высоты изменяются и основные параметры, характери­зующие состояние атмосферы: парциальные давления составляю­щих атмосферу газов, общее давление, плотность, температура и влажность воздуха. Изменение этих параметров с высотой и опре­деляет необходимость применения летным составом высотного и кислородного оборудования на самолетах в полете. От свойств ат­мосферы на различных высотах зависят не только условия рабо­ты экипажа и высотной аппаратуры, но и работа самолетных аг­регатов, тяга, развиваемая двигателями, лобовое сопротивление, испытываемое самолетом в полете, а также работа различных эле­ментов оборудования. Поэтому знание свойств земной атмосферы представляет для авиации большой практический интерес.

Нижний слой атмосферы (рис. 1), толщина которого в умерен­ных и полярных широтах составляет 9−11 км, называют тропо­сферой, выше этого слоя, до 80÷85 км − стратосферой, еще более высокий слой − ионосферой. Границей между тропосферой и стра­тосферой является относительно узкая, в 1÷2 км, переходная зо­на, называемая тропопаузой.

Рис. 1. Схема расположения нижних слоев атмосферы

Вес атмосферы, окружающей земной шар, равен 5,3•10¹⁵ т, при­чем примерно 50% всей массы атмосферного воздуха сосредоточе­но в пределах 5,5 км высоты, 75% − 10 км и 94% − 20 км высоты.

Тропосфера характеризуется рядом физико-метеорологических свойств, из которых основными являются следующие.

а) Устойчивое изменение температуры воздуха в зависимости от высоты, времени года и суток, широты места, погоды и других факторов. В среднем температура воздуха в тропосфере убывает от +15° С на уровне моря до −56,5° С на границе тропосферы; при этом для средних широт градиент падения температуры равен 6,5° С на 1 км высоты.

б) Наличие переменных вертикальных и горизонтальных тече­ний воздуха, происходящих в результате неравномерного нагрева поверхности земли солнечными лучами. Излучаемая землей тепло­вая энергия в виде инфракрасных лучей почти целиком (до 90%) поглощается водяными парами и углекислотой атмосферного воз­духа. Неравномерность нагрева воздушных масс является причи­ной непрерывного их перемешивания и возникновения изменяющих­ся по силе и направлению ветров.

в) Погода, обусловленная содержанием в воздухе воды, испа­рившейся с поверхности земли. Вертикальные течения масс возду­ха при определенных условиях вызывают конденсацию водяных паров, образование облаков и туманов, выпадение на землю осад­ков. Таким образом, процессы, происходящие в тропосфере, оказы­вают решающее влияние на состояние погоды.

Практически верхней границей тропосферы принято считать высоту, с которой прекращается дальнейшее понижение темпера­туры воздуха. Вследствие того что на разных широтах и в разное время года влияние Земли сказывается различным образом на со­стоянии атмосферы, граница тропосферы на экваторе выше, чем в средних широтах и на полюсах; летом она повышается, а зимой понижается примерно на 1 км.

Стратосфера обладает различными свойствами, из которых ни­же перечислены главные.

а) Постоянство температуры до высоты 32 км, что означает равенство поступления и ухода тепловой энергии в нижних слоях стратосферы. В тропосфере тепловое равновесие регулируется глав­ным образом находящимися в воздухе водяными парами, в стра­тосфере же это происходит благодаря наличию значительного ко­личества озона и ионизированных частиц воздуха. Поглощение лу­чистой энергии солнца озоном и выделение тепла при ионизации воздуха обусловливают постоянство температуры воздуха в ниж­них слоях стратосферы и повышение ее в более высоких слоях стратосферы и в ионосфере.

Изменение температуры атмосферного воздуха по высотам по­казано на рис.2.

б) Постоянство направления горизонтальных течений воздуха и отсутствие значительных, вертикальных его перемещений.

в) Отсутствие облаков и туманов. Вследствие ничтожного со­держания водяных паров в стратосфере воздух там чрезвычайно сухой, и лишь изредка на высотах 22−30 км появляются так назы­ваемые «перламутровые» облака.