談?wù)勀銓W習(編輯修改稿)
2024-11-15 06:40 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ，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。對流層的主要特點是，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，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，而整個對流層，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，是因為該層大氣離地球表面較遠，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)量大約占整個大氣的四分之一弱。在這一層大氣內(nèi)，沒有上下對流，只有水平方向的風，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，飛機在這一高度層上又不適宜機動飛行。人類的航空活動差不多都集中在對流層和同溫層內(nèi)。為了保證飛機和發(fā)動機的工作效率，飛機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火箭飛機飛出了 7297千米/小時的驚人速度，創(chuàng)造了有人駕駛飛機速度的世界紀錄。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“駕駛飛機的宇航員”。按照美國航空航天局規(guī)定：，稱作電離層。其特點是：含有大量的帶正電或負電的離子，空氣具有導電性。并且，其溫度隨高度的增大而迅速升高，在200千米高度時，氣溫可達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，對太空飛行器的影響已很小，因此，人類大部分的航天活動都是在它們之內(nèi)（或之外）進行的。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)代飛機最大飛行高度也就是距離地面30多千米。即使以后飛機上升高度提高，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動規(guī)律飛行，其運行軌道的近地點高度至少也在100千米以上。對在運行中的航天器來講，還要研究太空飛行環(huán)境。第二，動力裝置不同。航空器都應用吸氣發(fā)動機提供推力，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)射和運行都應用火箭發(fā)動機提供推力，既帶燃燒劑又帶氧化劑。吸氣發(fā)動機離開空氣就無法工作，而火箭發(fā)動機離開空氣則阻力減小有效推力更大。吸氣發(fā)動機包括燃燒劑箱在內(nèi)都可隨飛機多次使用，而發(fā)射航天器的運載火箭都是一次性使用。雖然航天飛機的固體助推器經(jīng)過回收可以重復使用20次，其軌道器液體火箭發(fā)動機可以重復使用50次，但與航空器使用的吸氣發(fā)動機比較起來，使用次數(shù)仍然是很少的。吸氣發(fā)動機所用的燃燒劑僅為航空汽油和航空煤油，而火箭發(fā)動機所用的推進劑卻是多種多樣的，既有液體的，也有固體的，還有固液型的。第三，飛行速度不同?，F(xiàn)代飛機最快速度也就是音速的三倍多，且是軍用飛機。至于目前正在使用的客機，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行的。如在距地面600千米高的圓形軌道上運行的航天器，其速度是音速的22倍。所有航天器正常運行時都處于失重狀態(tài)，若長期載人會使人產(chǎn)生失重生理效應，并影響健康。正因如此，航天員與飛機駕駛員比較起來，其選拔和訓練要嚴格得多。一般人買票即可坐飛機，而花重金到太空遨游的人還必須通過專門培訓。第四，工作時限不同。無論是軍用還是民用飛機，最大航程計約2萬千米，最長飛行時間不超過一晝夜。其活動范圍和工作時間都很有限，主要用于軍事和交通運輸。雖然通用輕型飛機應用廣泛，但每次活動范圍相對更小。而航天器在軌道上可持續(xù)工作非常長時間，如目前仍在使用的聯(lián)盟TM號載人飛船，可與空間站對接后在太空運行數(shù)月之久。再如航天飛機，能在軌道上飛行730天。載人航天器運行時間最長的當屬和平號空間站，它在太空飛行了整整15個年頭。至于無人航天器，如各種應用衛(wèi)星，一般都在繞地軌道上工作多年。有的深空探測器，如先驅(qū)者10號，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)點是能多次重復使用，而航天器除航天飛機外，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。飛機的升空是從起飛線開始滑跑到離開地面
黨政相關(guān)相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1