第三章 国际标准大气及应用.ppt

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1、国际标准大气（ISA）及应用1国际标准大气及其应用1.几何高度与重力势高度重力势高度的定义、与几何高度的区别及其计算2.国际标准大气国际标准大气规定、海平面参数在不同高度范围内、特别是非标准大气时δ、σ、θ的计算3.气压高度4.ＱＦＥ与ＱＮＨ5.气压高度与几何高度的换算非标准大气气压高度与几何高度的换算在飘降越障和确定起飞时改平加速高度方面的应用6各种空速的定义与换算理解各种空速的定义熟练掌握各种空速以及空速与Ｍ数之间的换算2国际标准大气及其应用§1.几何高度与重力势高度§2.国际标准大气§3.气压高度§4.ＱＦＥ与ＱＮＨ§5.气压高度与几何高度的换算§6.各种

2、空速的定义与换算3§1.几何高度与重力势高度几何高度：用标准的长度测量工具从基准点量到测量点的垂直距离。身高、楼高机场标高—基准是平均海平面，黄海高程系海拔高度地势的高低起伏对应的几何高度，有时又叫高程。。。。。。4均匀引力场g0E=Mg0H实际引力场gE=Mgh§1.几何高度与重力势高度重力势高度（位势高度）在实际引力场中某个几何高度h上的重力势能大小与均匀引力场中某高度H上重力势能相同。均匀场中的H就是位势高度。5§1.几何高度与重力势高度重力势高度（位势高度）飞机在实际引力场中5000米上的重力势能大小,与均匀引力场中4995米高度上的重力势能相同,则飞机

3、的几何高度?重力势高度?由定义可知：RHh重力势高度小于几何高度6§1.几何高度与重力势高度在32KM以下，H与h相差很小，认为相等相对误差不超过5‰民航飞机飞机高度一般不超过45000ft,可以认为H=h相对误差不超过2.2‰在飞行动力学中一般认为g为常数。7附录Ｂ、国际标准大气及其应用§1.几何高度与重力势高度§2.国际标准大气§3.气压高度§4.ＱＦＥ与ＱＮＨ§5.气压高度与几何高度的换算§6.各种空速的定义与换算8§2.国际标准大气思考：1、国际标准大气与实际大气是否相同？2、为什么要规定国际标准大气？实际大气国际标准大气的规定国际标准大气压强和密度的计

4、算方法国际标准大气表9实际大气若以气温变化为基准，则可将大气分为对流层、平流层、中间层、电离层、和散逸层等五层。10实际大气高度增加，空气密度减小。随着高度增加，空气压力减小。高度增加，气温近似线性降低（11000米对流层内）kg/m3hPaKftKmKg/m3对流层平流层(同温层)中间层电离层(暖层)温度11国际标准大气所谓国际标准大气，简称ISA，就是人为地规定一个不变的大气环境，作为计算和试验飞机的统一标准。以北半球中纬度地区（北纬35°～60°）大气物理特性的平均值为依据，并加以适当修正而建立。12国际标准大气的规定认为空气是完全气体，即满足气体状态方程

5、。相对湿度为0海平面高度为0，称为ISA标准海平面T0=288.15K、15C或59F。标准海压P0=1013.25hPa或29.92inHg标准大气海平面密度ρ0=1.225kg/m3标准大气海平面音速:a0=661.475knots=340.294m/s=1116.45ft/s13国际标准大气的规定温度的变化从0到11km或36089ft（对流层顶），对流层内标准温度递减率为：每增加1000m温度递减6.5C，或每增加1000ft温度递减2C。从11km到20km之间的平流层底部气体温度为常值：-56.5C。14国际标准大气压强和密度的计算方法P

6、+dPdspdy由静平衡条件得:状态方程得(B-4)上式对任一高度都成立15国际标准大气压强和密度的计算方法在Ｈ≤11000m时:求解可得(B-6)由状态方程得：故:(B-8)16国际标准大气压强和密度的计算方法定义17国际标准大气压强和密度的计算方法在Ｈ≤11000m时:Ｔ＝288.15－0.0065×H(H－ｍ)θ＝Ｔ/Ｔ0＝1－2.25577×10－5H(H－ｍ)δ＝ｐ/ｐ0＝(1－2.25577×10－5H)5.25588(H－ｍ)σ＝ρ/ρ0＝(1－2.25577×10－5H)4.25588(H－ｍ)18国际标准大气压强和密度的计算方法在11000≤Ｈ

7、≤20000m时:由：积分：求解得：由状态方程得19国际标准大气压强和密度的计算方法在11000≤Ｈ≤20000m时:θ＝Ｔ/Ｔ0＝0.75186535,T＝216.65°K＝－56.5°C因:及=0.2233609、=0.2970756由前式：20国际标准大气表为了使用方便压强随高度的增加而减小，但减少得越来越慢，这说明气压式高度表在高空的灵敏度、精度随着高度的增加而降低。2122习题：例1计算标准大气下10000米上的大气参数；例2计算标准大气下37000英尺上的大气参数；23国际标准大气及其应用§1.几何高度与重力势高度§2.国际标准大气§3.气压高度§4

8、.ＱＦＥ与ＱＮＨ§5.气