假想一个密封的空气柱,其底面积为一平方英寸,高度350英里。提起该柱的力需要14.7磅。这就代表空气的重量;如果空气柱被截短,则施加在底部的压力(及其重量)将变小。从大气层顶部算起到18000英尺高的这一段空气柱重量大约是7.4磅,这个重量大概是整个空气柱重量的一半。如果将体重计(针对海平面校准)升高到18000英尺,那么在海平面上重量为14.7磅的空气柱将会短18000英尺,并且比海平面上的重量约少7.3磅(50%)[图12-4]
高度和气压
随着高度的增加,气压会降低。平均而言,随着高度每增加1000英尺,气压会降低1"Hg。当气压降低时,空气密度变小或者说空气变稀薄。这相当于上升到了更高的高度,我们称之为密度高度。随着气压降低, 密度高度会升高并且对航空器性能也有显著的影响。
温度的变化会引起空气密度的变化,从而又导致气压的变化,进而又导致大气在垂直和水平方向产生气流和风等运动。为了达到均衡状态,大气几乎是永不休止地处于运动之中。正是这种运动形成了多种多样的天气变化。
高度和飞行从航空器性能到人的性能,高度影响飞行的各个方面。在较高的海拔高度,随着气压的降低,航空器起飞和着陆距离会增加,而爬升率会减小。
当飞机起飞时,通过机翼的气流产生升力。如果空气稀薄,则需要更大的速度以获得足够的升力来起飞, 所以地面滑跑会较长。
在海平面需要745英尺起飞滑跑距离的飞机,如果在8000英尺气压高度上滑跑,就需要两倍的距离。[图12-9]。并且在较高的高度,由于空气的密度减小,飞机发动机和螺旋桨效率会较低。这导致爬升率减小, 而为了满足越障更需要额外的地面滑跑距离。
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