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时间:2010-04-10 10:25来源:未知 作者:admin
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于整个皮肤表面的压力。
在一个给定地点和时间的实际压力会随着高度,温度,和空气密度而变化。这些条件也影响
飞机的性能,特别和起飞,爬升率以及着陆有关。
大气压力的度量
大气的压力通常以水银气压计的英寸汞柱(in.Hg)来度量。如图10-4。
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气压计测量一个玻璃管内水银柱的高度。一部分水银暴露在大气的压力之下,大气对水银施
加一个力。压力增加迫使管子里的水银上升;而压力下降时,水银从管子里流出来,水银柱
的高度降低。这种类型的气压计通常在实验室或者天气观测站使用,它不易运输,也有点难
以读数。
一种无液气压计是水银气压计的替代品;它易于读数也方便运输。如图10-5.
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无液气压计有一个密封的容器,它称为真空膜盒,它随着气压变化而缩短或者伸长。真空膜
盒用机械式铰链连接到压力指示器来提供压力读数。一架飞机其高度计的压力传感部分本质
上就是一个无液气压计。需要注意的重点是由于无液气压计使用了机械式铰链,所以它不像
水银气压计那么准确。
为了提供一个公共的温度和压力参考而确立了国际标准大气(ISA)。这些标准的条件是某些
飞行仪表和大多数飞机的性能数据的基础。标准海平面压力定义为29.92 英寸汞柱,温度
为59 华氏度(15 摄氏度)。大气压力也会以毫巴报告,即1 英寸水银柱高度近似等于34
毫巴,标准海平面等于1013.2 毫巴。典型的毫巴压力读数范围从950-1040 毫巴。恒定
压力图表和飓风压力报告是使用毫巴来表示的。
由于气象站分布于全球,为了提供一个记录和报告的标准,所有当地的大气压力读数都被转
换成一个海平面压力。为了达到这个目的,每一个气象站按照海拔高度每增加1000 英尺就
近似增加1 英寸水银柱的规则来转换他们的大气压力。例如,一个位于海拔5000 英尺的
气象站,其水银柱读数为24.92 英寸,那么报告的海平面压力读数就是29.92 英寸。如图
10-6
使用公共的海平面压力读数帮助确保基于当前压力读数的飞机高度计的设定是正确。
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通过跟踪一个很大区域的大气压力的趋势,天气预报员可以更准确的预测压力系统和相关天
气的的运动。例如,在一个气象站跟踪一个上升压力的模式,通常意味着晴朗天气的到来。
相反地,下降的或者快速降低的压力通常意味着坏天气正在来临,或者可能是严重的暴风雨。
海拔高度对大气压力的影响
当高度增加,压力减小,原因是空气柱的重量降低了。平均来说,高度每增加1000 英尺,
大气压力就会降低1 英寸水银柱高度。这个压力的降低(密度高度的增加)对飞机性能有显著
的影响。
高度对飞行的影响
高度影响飞行的每一个方面,从飞机性能到人的表现。在较高的高度,伴随着降低的大气压
力,起飞和着陆距离增加了,爬升率也增加。
当一架飞机起飞时,升力必须通过机翼周围的空气流动才能产生。如果空气稀薄,就需要更
大的速度来获得足够的起飞升力;因此,地面滑跑距离就会更长。一架飞机在海平面需要
1000英尺的滑跑距离,在海平面5000英尺以上高度的机场将需要差不多两倍的滑跑距离。
如图10-7.而且同时,在更高的海拔高度时,由于空气密度的降低,飞机发动机和螺旋桨的
效率也会更低。这就导致爬升率的降低,需要更大的地面滑跑来应付障碍物的间隙。
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空气密度差异的影响
温度变化引起的空气密度差异导致压力的变化。这就进而使大气产生以气流和风的形式进行
的垂直和水平运动。大气中的运动结合湿度就产生了云和降水,否则就称为天气。

压力和温度变化在大气中产生了两种运动-上升或下降气流的垂直运动,以及风形式的水平
运动。大气中这两种类型的运动都重要,因为它们影响起飞,着陆和巡航飞行操作。然而,
更为重要的是大气中的这些运动,否则称为大气循环,导致了天气的变化。
大气循环的原因
大气循环是空气围绕地球表明的运动。它是由于地球表面的不均匀受热,扰乱了大气的平衡,
导致了空气运动和大气压力的改变而引起的。由于地球有弯曲的表面,它绕倾斜的轴旋转,
同时也绕太阳进行轨道运动,地球的靠近赤道区域比极地区域从太阳接收到更大量的热量。
太阳向地球传热的总量依赖于一天的时刻,一年的季节和特定地区所在的纬度。所有这些因
素都会影响太阳照射地球某一地面的时间长度和角度。
在一般的循环理论中,低压区域存在于近赤道地区,高压区域存在于近极地地区,原因是温
度的差异。阳光的加热导致空气的密度降低,从而在近赤道地区上升。作为结果的低压使得
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极地的高压空气沿地球表面向赤道区域流动。当温暖的空气流向极地时,它会变冷,变得更
加稠密,进而下沉回到地面。如图10-8
这个空气循环模式在理论上是正确的;然而,空气循环被几个力改变了,最为重要的是地球
的自转。
地球自转产生的力称为科里奥利力(Coriolis Force)【简称为地球自转偏向力】。这个力在
我们走动时是无法感觉得到的,因为相对于地球自转的尺度和速度我们行进的速度很慢,行
进的距离也相当的短。然而,它会明显的影响移动很大距离的物体,例如一个气团或者水体。
地球自转偏向力在北半球使得空气向右偏转,导致它沿着弯曲的路线前进而不是直线。偏转
的程度根据纬度的不同而变化。在极地是最大的,而在赤道降低为零。地球自转偏向力的大
小也随运动物体的速度而不同,速度越快,偏转的越大。在北半球,地球的自转使运动的空
气向右偏转,而且改变了空气的总体循环模式。
地球的自转速度导致每个半球上整体的气流分开成三个明显的气流单元。如图10-9
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在北半球,赤道地区的暖空气从地表向上升起,向北流动,同时因地球的自转而向东转向。
当它前进到从赤道到北极距离的三分之一时,它不再向北流动,而是向东流动。这时空气会
 
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