民航概论-第3章-航空器活动的环境及导航

第三章航空器活动的环境及导航第一节航空器活动的环境i大气层对流层中间层80km平流层50km（电离层）500km热层对流层顶平流层顶中层顶O3O3O3O3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，55千米以下一、大气物理参数（1）大气压力两种表示方式:mmHg毫米汞柱、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第三章第一节航空器活动的环境气压、温度、密度和音速。Atsealevel,atmosphericpressureis1013.25hPaItdecreaseby1hPaevery28ft(8.3m)or1mmHgevery11m1013hPa1012hPa1011hPa1010hPa1009hPa1008hPa1hPa/28ft=1hpa/8.3mStandardICAOatmosphere第三章第一节航空器活动的环境温度随高度的变化图15°C-56°C11Z(km)t(°C)0-0.65℃/100m（2）大气温度第三章第一节航空器活动的环境•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℃（3）空气密度气态方程：P=ρRT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第三章第一节航空器活动的环境受大气的温度和密度的影响，温度高音速大，密度高音速也大。在对流层音速随高度升高而减小，在同温层音速基本保持不变。高速和高高度飞行时，用马赫数表示。马赫数——飞机真空速与相同大气条件下音速的比值。第三章第一节航空器活动的环境标准温度（15°C）状况下,海平面的音速为661节。四万英尺高度上，温度为–55°C,音速为574节。（4）音速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二、国际标准大气ISA地球上地理位置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第三章第一节航空器活动的环境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第三章第一节航空器活动的环境规定温度随高度变化：0～1100m（对流层内），每升高1000m，温度降低6.5℃；1100m～2000m，温度为－56.5℃；2000m～3200m，每升高1000m，温度升高1℃。飞行高度场压高度HQFE;修正海平面气压高度HQNH;标准气压高度HQNE第三章第一节航空器活动的环境三、航空气象（1）云：空气中水汽凝结成的可见形态按形态分为：积云和层云按高度分为：高云、中云和低云对飞行影响最大的是积雨云第三章第一节航空器活动的环境云的类型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:雾、烟、风沙、雨、雪。空中能见度分为水平能见度、垂直能见度、倾斜能见度。第三章第一节航空器活动的环境能见度1.低云妨碍飞机起降2.云中能见度很坏，影响目视飞行3.云中飞行可能发生飞机积冰4.云中飞行可能发生飞机颠簸5.云中飞行可能遭闪电击6.云中飞行可能会产生错觉云对飞行的影响：第三章第一节航空器活动的环境Cb（积雨云）（2）雾雾：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。轻雾：能见度大于1千米而小于10千米的，称为轻雾。根据形成条件，雾可分为四种形式：辐射雾、平流雾、锋面雾、上坡雾等。对航空的最大影响：使能见度降低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。第三章第一节航空器活动的环境（3）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。第三章第一节航空器活动的环境降水对飞行的影响1.降水使能见度减小2.过冷雨滴会造成飞机积冰3.降水产生的碎雨云影响飞机起降4.大雨下方容易出现较强的下降气流5.大雨和暴雨能使发动机熄火6.大雨恶化飞机的空气动力7.降水影响跑道的使用（4）风：空气在地面的运动风对航空运行的影响：常年风向影响跑道方向起降：顺风不利，逆风适当有利，侧风不利巡航时：顺风时会使地速增加、影响航向、航迹第三章第一节航空器活动的环境静态循环受地球自转影响的循环大尺度天气现象：全球大气的运动决定了地球上不同纬度地区的盛行风向，三个空气循环区第三章第一节航空器活动的环境中尺度天气现象：气团，在中等范围内，我们遇到的空气运动是由相同温度和湿度的空气组成一个整体的运动锋面：冷气团和暖气团相交。暖锋：热气团进入冷气团，移动较慢，持续时间较长，在这一带中会形成很大的雾区和雨区。冷锋：冷气团进入热气团，移动较快，持续时间较短，会带来大风，同时热空气的上升会带来雷雨天气和气流的颠簸。第三章第一节航空器活动的环境在小范围内遇到的危险现象：雷暴：在空气中有大量水汽，上下温差很大时出现，它首先形成积云，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。颠簸：指大气中空气有不稳定气流的上下运动.常见的颠簸：表面湍流、风切变、晴空湍流、飞机后面的尾流第三章第一节航空器活动的环境雷暴中起飞第三章第一节航空器活动的环境晴空湍流风切变表面湍流常见的颠簸尾流第三章第一节航空器活动的环境尾流对后机的影响第三章第一节航空器活动的环境第二节地球的有关知识第三章第二节地球的有关知识一、地球的地理坐标第三章第二节地球的有关知识第三章第二节地球的有关知识磁北极(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。地球磁场航线：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。二、飞行航线航线角：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。航线距离：航线起点到终点间的地面长度。1ft=0.3048m；1m=3.281ft；1mile=1.609km1kn=1nmile/h=1.852km/h＝1.15mile/h赤道上1º的弧长为60nmile(约为111km)，1’的弧长为1nmile（约1.852km或1.15mile）。第三章第二节地球的有关知识第三章第二节地球的有关知识大圆和小圆大圆航线：通过两航路点的大圆圈线建立的航线。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大圆圈线是球面上距离最短的曲线，所以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，（除了经线圈和赤道）第三章第二节地球的有关知识跨大西洋的大圆航线第三章第二节地球的有关知识等角航线：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。）等角航线等角航线是一条盘向两极的螺旋曲线等角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。（只有沿经线或沿赤道时相等）。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第二节地球的有关知识海拉尔至哈尔滨的等角航线第三章第二节地球的有关知识第三节地球运动与时间第三章第三节地球运动与时间1.地球的自转与公转第三章第三节地球运动与时间换算：时间差＝区号差东早西晚东加西减2.时间系统（1）地方时：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。（2）区时1884年国际经度会议提出采用区时制。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。第三章第三节地球运动与时间第三章第三节地球运动与时间（3）北京时间我国地跨东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。（4）世界时也叫格林尼治平时（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。第三章第三节地球运动与时间（5）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。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国际日期变更线本节重点内容一、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第三章航空器活动的环境及导航第四节空中导航一、导航的主要参数高度、速度、航向、时间真空速：飞机相对于空气的真实运动速度（与航向方向一致）地速：飞机相对于地面的运动速度。航迹：飞机实际的运动轨迹（对应地速）航线：飞机从地球一点到另一点的预定飞行路线。航向：从经线北端顺时针量到飞机纵轴延长线所指方向。导航：指一个物体在运动中确定它在空间或地面的位置和方向的方法第三章第四节空中导航二、风的影响逆风：GS＜TAS静风：GS（地速）＝TAS（真空速）顺风：GS＞TAS1.风对空速的影响第三章第四节空中导航风对飞行航迹的影响航向与航迹应飞航向与航迹，偏流2.风对航向的影响第三章第四节空中导航磁经线北端磁航向磁经线北端航行风向磁航迹角偏流角航迹角=偏流角+航向航向=航迹角-偏流角航行速度三角形第三章第四节空中导航航向(HDG:Heading)真航向（TH)trueheading磁航向（MH）magneticheading罗航向（CH）compassheading第三章第四节空中导航三、飞机与电台的关系（1）无线电方位线：飞机上的导航设备和地面导航台之间的连线，即无线电波的传播路线。（2）电台方位角：从飞机所在点的经线北端顺时针量到无线电方位线的角度。表明飞机从所在方位飞往电台的方位。①电台磁方位角②电台真方位角（3）飞机方位角：从电台所在点的经线北端顺时针量到无线电方位线的角度。表明飞机背离电台飞行的方位①飞机磁方位角②飞机真方位角（4）相对方位角RB（