第3章 第123节 大气层及地球有关知识 民航概论

第三章环境与导航第一节大气层第三章大气层、地球和时间降雨天气飞机冲出跑道2009年7月24日，B737-700飞机执行昆明－丽江航班。13:56昆明起飞，14:35丽江落地，在丽江机场仪表进近过程中，由于当时机场有小到中阵雨，短五边顺风瞬间加大，跑道湿滑，导致着陆滑跑过程中，飞机前轮越过跑道端线7.48米，进入停止道。第三章大气层、地球和时间雷击2009年2月14日，B737飞机在郑州机场起飞后，高度约3170米遭雷击，飞机返航落地。机身共有近90余处雷击点，右升降舵外侧约1米长的舵面结构丢失，前机头左侧蒙皮遭雷击变形。第三章大气层、地球和时间i大气层对流层中间层平流层（电离层）800km热层对流层顶平流层顶55km平流层顶80kmO3O3O3O3一、大气层的结构第三章大气层、地球和时间大气层：距海平面1000千米以下大气层包括：对流层、平流层、中间层、热层、外逸层对流层：从海平面到对流层顶平均11千米，赤道17千米左右，极地8千米左右平流层：距海平面11千米以上，55千米以下航空器一般在对流层和平流层下部飞行。对无座舱增压的飞机和小型喷气式飞机一般在6000米以下的对流层飞行；对于大型和高速喷气式飞机装有增压装置，一般在7000米到13000米的对流层和平流层中飞行。第三章大气层、地球和时间（1）大气压力表示方式:百帕(hPa）大气压力随着高度的增加而减小；在密度不变的条件下，大气压力还随着温度的降低而降低。气压、温度、密度和音速。二、大气物理参数第三章大气层、地球和时间12000m，200hpa9000m，300hpa5500m，500hpa3000m，700hpa1500m，850hpa第三章大气层、地球和时间（2）大气温度表示方式：绝对温度K、摄氏温度℃在对流层，大气的温度随高度的增加而线性下降，大约每升高1000米温度下降6.5℃温度随高度的变化图15°C-56°C11Z(km)t(°C)0-0.65℃/100m20第三章大气层、地球和时间（3）空气密度空气密度随高度的增加而下降；密度直接影响飞行的升力和阻力和发动机的性能。第三章大气层、地球和时间受大气的温度和密度的影响，温度高，声速大；密度高，声速也大。高速和高高度飞行时，用马赫数表示。（4）声速ddpa2rTaaVM音速音速马赫数马赫数ddpa2rTaaVM音速音速马赫数马赫数第三章大气层、地球和时间地球上地理位置、地形、季节不同大气的物理参数不同；飞机的性能和大气物理参数有直接关系；国际标准大气：航空器设计与制造、使用的标准大气物理参数。气压温度密度高度hPa°Ckg/m³feet1013151.225msl100014.31.21236495011.51.16317739008.61.11332438505.51.06347818002.31.0126394750-1.00.9608091700-4.60.9089882650-8.30.85511780600-12.30.80213801550-16.60.74715962500-21.20.69218289450-26.20.63520812400-31.70.57723574350-37.70.51826631300-44.50.45730065250-52.30.39533999200-56.50.32238662150-56.50.24144647100-56.50.16153083三、国际标准大气（ISA）第三章大气层、地球和时间国际标准大气是以北半球中纬度地区的大气物理性质的平均值作为基础建立的，并假设空气是理想气体，满足理想气体方程：P0=RρT标准大气的基准是海平面高度,温度15℃，压强为1013.25hPa（760mmHg），密度为1.225kg/m3，音速为340.294m/s温度随高度的变化：0～11000m（对流层内），每升高1000m，温度降低6.5℃；11000m～20000m，温度为－56.5℃；20000m以上平流层内，每升高1000m，温度升高1℃。第三章大气层、地球和时间场压高度HQFE；修正海平面气压高度HQNH；标准气压高度HQNE第三章大气层、地球和时间三、航空气象（1）气温：影响飞机性能、飞机业载（2）气压：影响越障、飞机业载（3）湿度：影响天气现象、飞机性能1.影响飞行活动的气象要素第三章大气层、地球和时间2.天气现象风的形成：温度、压力运动现象：•大气环流•气团•湍流（颠簸）、风切变影响：起降、巡航（1）风第三章大气层、地球和时间第三章大气层、地球和时间尾流表面湍流第三章大气层、地球和时间风切变第三章大气层、地球和时间云是空气中水汽凝结成的可见形态。按高度分为：高云、中云和低云（2）云第三章大气层、地球和时间云的类型第三章大气层、地球和时间1.云中能见度很坏，影响目视飞行2.云中飞行可能发生飞机积冰和颠簸3.云中飞行可能遭遇雷暴和闪电击4.云中飞行可能会产生错觉云对飞行的影响：第三章大气层、地球和时间能见度:指观察者在白天辨认物体，在夜间辨认灯光的距离，用公里或米表示。当能见度在1500米以下时，提供跑道视程RVR(RunwayVisibilityRange)。跑道视程:指飞行员在位于跑道中线的飞机上观测起飞方向或着陆方向，能看到跑道道面上的标志或能看到跑道边灯或中线灯的最大距离。影响能见度的有:云、雾、烟、风沙、雨、雪。能见度第三章大气层、地球和时间（3）雾雾是悬浮于近地面气层中的大量水滴或冰晶，使水平能见度小于1千米的现象。雾形成的三个条件：空气湿度、空气中有一定数量的微粒作为核心、温度下降。第三章大气层、地球和时间降水对飞行的影响1.降水使能见度减小2.过冷雨滴会造成飞机积冰3.大雨和暴雨能使发动机熄火4.降水影响跑道的使用（4）降水形式：雨、雪、雹，取决于上空云层的垂直温度和地面温度分布情况。第三章大气层、地球和时间雷暴雷暴：空气中有大量水汽，上下温差很大时，首先形成积云，然后在云中的水汽形成雨滴下降，下降的雨和上升的热气流相撞击，产生雷电。第三章大气层、地球和时间一、地球及地理坐标第二节地球的有关知识第三章大气层、地球和时间磁北极(74.9ºN,101ºW)，磁南极(67.1ºS,142.7ºE)地球磁极的位置不是固定的，是由东向西有规律的缓慢的移动。2004年：磁北极：82.3°N,113.4°W磁南极：63.5°S,138.0°E二、地球磁场第三章大气层、地球和时间1.磁差通过地磁南极和北极的假想直线（磁轴）与地球的自转轴大约成11.5度的倾斜。磁差：是磁力线在水平面上的投影与地理正北方向之间形成的夹角，即磁经线与地理经线之间的夹角。第三章大气层、地球和时间等磁差线第三章大气层、地球和时间2.磁倾磁倾是指磁针北端与水平面的交角，通常以磁针北端向下为正值，向上为负值。第三章大气层、地球和时间航线：飞机从地球表面一点（起点）飞到地球表面另一点（终点）的预定路线，也称为预计航迹。航线角：从航线（航段）起点经线北端顺时针量到航线（航段）去向的夹角。（0-360°）航线距离：航线起点到终点间的地面长度。三、飞行航线1m=3.281ft；1mile=1.609km1nmile=1.852km第三章大气层、地球和时间大圆和小圆第三章大气层、地球和时间大圆航线：通过两航路点的大圆圈线建立的航线。1、大圆航线所有的经线圈和赤道均为大圆航线地球上任意两点之间都有一条大圆航线大圆航线的距离最短一般情况下，大圆航线与经线夹角都不相同第三章大气层、地球和时间跨大西洋的大圆航线第三章大气层、地球和时间等角航线：通过两航路点间的等角线建立的航线。（飞行航线与航线经过各点的经线夹角都相等的航线。）2、等角航线航线上各点的航线角相等，但等角航线的距离一般都比大圆航线大。赤道、纬线、经线都是等角航线地球上任意两点间都有一条等角航线第三章大气层、地球和时间海拉尔至哈尔滨的等角航线第三章大气层、地球和时间3、极地航线一直以来，飞越北冰洋的航空线是联系亚、欧和北美三大陆的捷径。而且由于全球变暖导致北极地区冰盖融化，使得北极的“西北航道”通航成为可能。北冰洋航路是连接大西洋和太平洋以及俄罗斯欧亚两部分的最短路线。第三章大气层、地球和时间以当地经线正背太阳为0点，正对太阳为12点所确定的时刻。同一经度外，任何经度不同的地方其地方时是不同的。第三节时间系统1.地方时第三章大气层、地球和时间2.区时时区的划分：以0º经线为基准，以与0º经线每差15º的经线确定一条主经线。以主经线左右各7.5º的范围定义一个时区，以主经线的地方时作为全时区共同使用的时间，称为该时区的区时。全球共24个区时。换算：时间差＝区号差,东早西晚/东加西减第三章大气层、地球和时间第三章大气层、地球和时间我国地跨东5到东9共5个时区，为了全国使用统一的时间，规定用北京所在的东8区的区时为我国标准时间，称为北京时间。3.北京时第三章大气层、地球和时间协调世界时（UTC）世界时由于地球公转速度不均匀，且存在着长期变慢的趋势，每年大约要比原子时慢1秒钟。UTC采用原子秒长对世界时进行修正，在年中或年末用一整秒调整。协调世界时和世界时一样用0区区时为基础。国际民航组织规定国际航线统一使用协调世界时，而且使用24小时计时法。也叫格林尼治平时（GMT），国际上统一规定以0区的区时作为标准时，称为世界时。在同一时刻，世界各地的世界时都是相同的。4.世界时第三章大气层、地球和时间区时制的采用使东12区和西12区共有的180º经线上产生了一天的日期变化。日界线以东日期少一日，日界线以西日期多一日。飞机从东向西飞越日期变更线时，应增加一天。3.国际日期变更线第三章大气层、地球和时间第三章大气层、地球和时间本节重点内容一、大气的物理参数（气压、温度、密度）及变化趋势二、什么是国际标准大气三、QNE、QNH、QFE的使用四、降水、风对航空的影响五、航线、航线角、大圆航线、等角航线的概念六、UTC时间、国际日期变更线及相关计算