2. Физические условия в атмосфере
Основные параметры: температура, давление, состав, влажность. Атмосфера простирается до высот свыше тысячи км. Половина всей её массы содержится в приземном слое высотой 5,5 км, а до высоты 20 км – 94%. Нас будут интересовать высоты не более 40 км, т.е. тропосфера и стратосфера. Первая ограничена высотами до 8-12 км, стратосфера простирается до высот 50-55 км.
Для расчетов в авиации используют параметры условной стандартной атмосферы (СА).
Изменение температуры в СА с увеличением высоты и диапазон возможных ее значений показаны на рис. 3.
Градиент падения температуры в тропосфере – примерно 6,5 град./км. В стратосфере до высот от 10 до 30 км температура в среднем −56,5 С.
h,
км
Рис. 3. График зависимости температуры в СА от высоты.
Падение барометрического давления в СА с увеличением высоты наглядно графически иллюстрируется на рис. 4.
Рис. 4. Давление в СА в зависимости от высоты.
Аналитически эту зависимость можно представить в таком виде [1, с. 21]
(1)
Для определения высоты в СА, соответствующей заданному давлению удобно использовать следующую формулу
(2)
Значения рН для ряда высот приведены в следующей таблице
Н,км |
1,5 |
2,0 |
2,5 |
3,0 |
3,5 |
4,0 |
6,0 |
7,0 |
8,0 |
рН, кПа |
84,6 |
79,9 |
74,5 |
69,9 |
65,8 |
61,7 |
47,2 |
41,1 |
34,7 |
Н,км |
9,0 |
10,0 |
12,0 |
13,5 |
14,0 |
16,0 |
18,0 |
20,0 |
22,0 |
рН, кПа |
30,7 |
26,4 |
19,4 |
15,3 |
14,2 |
10,4 |
7,5 |
5,5 |
4,0 |
По составу атмосферу делят на два слоя: гомосферу (до 80…100 км) и гетеросферу (более 100 км). Состав атмосферы в гомосфере стабильный и от высоты не зависит: 21% кислорода, 78% азота, 1% прочих примесей. В расчетах примесями пренебрегают и объединяя их с азотом, считают, что в СА 79 % азота.
Водяные пары сосредоточены в приземном слое, и выше 6-8 км воздух можно считать практически сухим.
ГЛАВА 1. ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К СИЖ
1.1. Отрицательные воздействия на организм человека полётных факторов и средства защиты от них
Высотные факторы.
а) Кислородная недостаточность (гипоксия). Средства защиты: высотное снаряжение и кислородные системы.
б) Декомпрессионные расстройства. Средство защиты – скафандр.
Тепловые факторы.
Перегрев или переохлаждение организма. Для защиты лётчика от воздействия низких и высоких температур окружающей среды применяют теплоизолирующую одежду, вентилирующее снаряжение и системы вентиляции снаряжения.
Динамические факторы.
Голову от ударов при катапультировании или грубой посадке защищает защитный шлем или гермошлем. Переносимость линейных перегрузок в направлении голова – таз, возникающих при манёврах (например, при развороте с малым радиусом траектории полёта), повышается благодаря применению противоперегрузочных устройств (в том числе автономных противоперегрузочных костюмов) и систем наддува камер натяжных устройств.