2.2 Атмосферное давление.
Давление воздуха – сила, действующая на единичную площадку, называемая весом простирающегося вверх через всю атмосферу столба воздуха. Чем больше высота этого столба и чем плотнее воздух в нем, тем больше атмосферное давление.
Единицами измерения давления являются:
мм. рт. ст. – высота столба ртути в барометре уравновешенного столбом воздуха;
мБар – сила в 1000 дин, оказывающая давление на 1 см2;
Па – сила в 1 Ньютон, оказывающая давление на 1 м2.
Числовая величина давления в гектопаскалях равна числовой величине давления в
миллибарах (гПа=мБар).
1 мБар = Па = 1 гПа
1
мм. рт. ст.=
мБар
1 мБар =
мм. рт. ст.
Для сравнения давления в различных пунктах его приводят к одному исходному пункту – уровню моря. В МСА при температуре t = 15°С, давление
P0 = 101325 Па = 1013,25 Па (мБар) = 760 мм. рт. ст.
Давление убывает с высотой. Барическая ступень – это высота, на которую надо подняться или опуститься, чтобы давление изменилось на единицу. Вблизи земной поверхности при P0 = 1013,25 мБар и t = 15°С барическая ступень равна 8,25 м/мБар. Для обеспечения безопасности полетов экипажем ВС в фактической погоде передается давление воздуха относительно порога ВПП (QFE) или давление, приведенное к уровню моря (QNH).
Для того чтобы представить распределение давления над большими районами, по данным радиозондирования атмосферы рассчитывают высоты поверхностей с одинаковым давлением, называемых изобарическими поверхностями.
Они располагаются одна над другой, не пересекаясь, и имеют определенный рельеф, меняющийся со временем. Над районами с высоким давлением поверхность располагается выше, с низким ниже. Угол наклона изобарической поверхности не велик, тангенс этого угла составляет tg = 1/2000, т.е. на расстоянии 2000 м высота поверхности изменяется на 1 м.
Изобарические поверхности представляют профиль полета на эшелоне.
Так как полет происходит при постоянном давлении, то высота полета будет изменяться при изменении высоты изобарической поверхности. Это необходимо учитывать при определении безопасного эшелона и на высотах, близких
к потолку самолета.
2.3 Плотность воздуха.
Масса воздуха в единице объема называется плотностью воздуха.
Плотность воздуха рассчитывается по уравнению состояния газа:
– давление.
T
– абсолютная температура.
– удельная газовая
постоянная сухого воздуха.
Чем выше температура, тем меньше плотность воздуха, и наоборот. С высотой давление уменьшается и температура понижается, на высоте 5 км плотность составляет 60 % плотности на уровне моря, на высоте 10 км – около 35 %. Плотность влажного воздуха не равна плотности сухого воздуха. Важный воздух легче, чем сухой. При этом, чем выше температура и влажность, тем больше различие в значениях плотности. При t = 40°С и относительной влажности 100 % влажный воздух легче сухого на 2,3 %. Уменьшение плотности воздуха на 2 % равнозначно понижению давления на 24 мБар.