談?wù)勀銓?duì)學(xué)習(xí)(編輯修改稿)
2024-11-15 06:40 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，在赤道地區(qū)為17000米，在中緯度地區(qū)（如北京、天津地區(qū)）為11000米，在地球兩極地區(qū)則為70008000米。對(duì)流層的主要特點(diǎn)是，空氣溫度隨著高度的增加而降低，因而又稱為變溫層，平均而言高度每上升1000米，℃。與此同時(shí)，氣壓也隨高度的增加而降低。由于地球引力的作用，在 5500米的高度范圍內(nèi)，包含了大氣總量的一半，而整個(gè)對(duì)流層，大約占了全部大氣質(zhì)量的四分之三。由于幾乎所有的水蒸氣都集中在這一層大氣內(nèi)，再加上大量的微粒，因而，這里也是風(fēng)云變幻最為劇烈的一層。從大約11000米的高度起，直到30500米左右，其大氣溫度基本不變，℃上下，因此被稱為同溫層（實(shí)際情況是：在25000米以下，氣溫隨高度的升高而上升。在同溫層頂，氣溫約升至43至33℃）。同溫層的氣溫之所以具有這樣的特點(diǎn)，是因?yàn)樵搶哟髿怆x地球表面較遠(yuǎn)，受地面溫度的影響較小，并且其頂部存在著臭氧，能夠直接吸收太陽的輻射熱等。同溫層所包含的空氣質(zhì)量大約占整個(gè)大氣的四分之一弱。在這一層大氣內(nèi)，沒有上下對(duì)流，只有水平方向的風(fēng)，所以又叫作平流層。另外，該層大氣幾乎不存在水蒸氣，基本上沒有云、霧、雨、雹等氣象變化的現(xiàn)象，這對(duì)飛行器的平穩(wěn)飛行是非常有利的。不過，由于空氣密度很小，飛機(jī)在這一高度層上又不適宜機(jī)動(dòng)飛行。人類的航空活動(dòng)差不多都集中在對(duì)流層和同溫層內(nèi)。為了保證飛機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)的工作效率，飛機(jī)飛行的高度一般不超過30千米的界限。從30千米到80100千米的高度范圍，被稱為中間層。這一層空氣的特點(diǎn)是：以 45千米為界，溫度先升后降。由于大量的臭氧存在，其氣溫先由同溫層頂?shù)?3℃提高到17至40℃左右；從45千米起，隨著高度的升高，氣溫又開始下降，℃至113℃。中間層的空氣已經(jīng)很稀薄了，其空氣質(zhì)量約只占整個(gè)大氣層的1/3000。在80千米高度上，空氣的密度只有地面的五萬分之一；而在100千米高度上，空氣的密度僅為地面的一千萬分之八。由于空氣非常稀薄，并且氣體開始呈現(xiàn)電離現(xiàn)象，因此，人們一般把飛行高度達(dá)到80—100千米的飛行器，看成是不依靠大氣飛行的航天器。1967年10月，美國試飛員約瑟夫沃爾克駕駛X15A火箭飛機(jī)飛出了 7297千米/小時(shí)的驚人速度，創(chuàng)造了有人駕駛飛機(jī)速度的世界紀(jì)錄。而且，他還曾多次飛到了80千米以上的高空，成為美國第一個(gè)“駕駛飛機(jī)的宇航員”。按照美國航空航天局規(guī)定：，稱作電離層。其特點(diǎn)是：含有大量的帶正電或負(fù)電的離子，空氣具有導(dǎo)電性。并且，其溫度隨高度的增大而迅速升高，在200千米高度時(shí)，氣溫可達(dá)400℃。所以，這里又被人們叫作“暖層”。在電離層頂端之外，便是大氣的最外層——“散逸層”了。由于地球引力的減弱，氣體分子和等離子體與地球已若即若離。電離層和散逸層的空氣密度極低，對(duì)太空飛行器的影響已很小，因此，人類大部分的航天活動(dòng)都是在它們之內(nèi)（或之外）進(jìn)行的。航空與航天的區(qū)別:第一，飛行環(huán)境不同。所有航空器都是在稠密大氣層中飛行的，其工作高度有限?，F(xiàn)代飛機(jī)最大飛行高度也就是距離地面30多千米。即使以后飛機(jī)上升高度提高，它也離不開稠密大氣層。而航天器沖出稠密大氣層后，要在近于真空的宇宙空間以類似自然天體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律飛行，其運(yùn)行軌道的近地點(diǎn)高度至少也在100千米以上。對(duì)在運(yùn)行中的航天器來講，還要研究太空飛行環(huán)境。第二，動(dòng)力裝置不同。航空器都應(yīng)用吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)提供推力，吸收空氣中的氧氣作氧化劑，本身只攜帶燃燒劑。而航天器其發(fā)射和運(yùn)行都應(yīng)用火箭發(fā)動(dòng)機(jī)提供推力，既帶燃燒劑又帶氧化劑。吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)離開空氣就無法工作，而火箭發(fā)動(dòng)機(jī)離開空氣則阻力減小有效推力更大。吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)包括燃燒劑箱在內(nèi)都可隨飛機(jī)多次使用，而發(fā)射航天器的運(yùn)載火箭都是一次性使用。雖然航天飛機(jī)的固體助推器經(jīng)過回收可以重復(fù)使用20次，其軌道器液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)可以重復(fù)使用50次，但與航空器使用的吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)比較起來，使用次數(shù)仍然是很少的。吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)所用的燃燒劑僅為航空汽油和航空煤油，而火箭發(fā)動(dòng)機(jī)所用的推進(jìn)劑卻是多種多樣的，既有液體的，也有固體的，還有固液型的。第三，飛行速度不同。現(xiàn)代飛機(jī)最快速度也就是音速的三倍多，且是軍用飛機(jī)。至于目前正在使用的客機(jī)，都是以亞音速飛行的。而航天器為了不致墜地，都是以非常高的速度在太空運(yùn)行的。如在距地面600千米高的圓形軌道上運(yùn)行的航天器，其速度是音速的22倍。所有航天器正常運(yùn)行時(shí)都處于失重狀態(tài)，若長(zhǎng)期載人會(huì)使人產(chǎn)生失重生理效應(yīng)，并影響健康。正因如此，航天員與飛機(jī)駕駛員比較起來，其選拔和訓(xùn)練要嚴(yán)格得多。一般人買票即可坐飛機(jī)，而花重金到太空遨游的人還必須通過專門培訓(xùn)。第四，工作時(shí)限不同。無論是軍用還是民用飛機(jī)，最大航程計(jì)約2萬千米，最長(zhǎng)飛行時(shí)間不超過一晝夜。其活動(dòng)范圍和工作時(shí)間都很有限，主要用于軍事和交通運(yùn)輸。雖然通用輕型飛機(jī)應(yīng)用廣泛，但每次活動(dòng)范圍相對(duì)更小。而航天器在軌道上可持續(xù)工作非常長(zhǎng)時(shí)間，如目前仍在使用的聯(lián)盟TM號(hào)載人飛船，可與空間站對(duì)接后在太空運(yùn)行數(shù)月之久。再如航天飛機(jī)，能在軌道上飛行730天。載人航天器運(yùn)行時(shí)間最長(zhǎng)的當(dāng)屬和平號(hào)空間站，它在太空飛行了整整15個(gè)年頭。至于無人航天器，如各種應(yīng)用衛(wèi)星，一般都在繞地軌道上工作多年。有的深空探測(cè)器，如先驅(qū)者10號(hào)，已在太空飛行了32年，正在飛出太陽系向銀河系遨游。航空器的優(yōu)點(diǎn)是能多次重復(fù)使用，而航天器除航天飛機(jī)外，只能一次性使用，載人宇宙飛船也不例外。第五，升降方式不同。飛機(jī)的升空是從起飛線開始滑跑到離開地面
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