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大氣對空中飛行物體受到那些影響?

大氣對下層的所有物體都具有壓力的作用,在標準大氣壓下,很多物體都受到大氣壓力的作用。天空中飛翔的小鳥不僅受到大氣壓力的作用,還受到空氣阻力,風的側向力的作用,鳥在飛翔的時候,受到的大氣動壓力比較大,停在樹枝上時所受到的靜壓力比在空中飛翔時的靜壓力要大,又因為空氣在流動,所以靜止時動壓力非常小。每年候鳥在南北方遷移的過程中,也受到標準大氣壓的作用。但在大氣稀薄的高原上,飛行比較高的候鳥受到的大氣壓力比低海拔的平原要小,且受到的空氣摩擦阻力也要小,但是候鳥爬升要困難很多。由於高海拔空氣稀少,空氣密度小,候鳥受到的頂託力也要小,飛行雖然容易,但是受紫外線,氧氣偏少,總體上來說也不利於候鳥遷移。由山地向低海拔的平原遷移的時候,候鳥可以藉助山脈的風口,利用氣流順勢滑翔,可以節省不少體力,甚至可以藉助氣壓脊線遠距離向低壓區滑翔。由於在白天,山頂受熱比平原地區快,溫度逐漸上升,氣壓變得比較低,山下平原地區受熱比較慢,溫度還沒有升起來,氣壓比較高。太陽西落,在夜晚大氣冷卻,由於山頂溫度比較低,氣壓升高,山下平原地區比熱容比較小,溫度降得比較慢,氣壓比較低。候鳥可以藉助夜晚風向向平原遷移,在連綿起伏的山脈地形可以藉助氣流區域性地區流向來間斷飛行遷移,這樣候鳥不僅節省體力,還能遷移到更遠的目的地。有一種蜻蜓橫穿過印度洋到達1000多公里的地方,它是怎麼做到的呢?因為在順風的季風作用下,蜻蜓不僅可以節省很多體力,蜻蜓所受到的大氣靜壓力減少,空氣阻力也減少很多,所以飛行起來毫不費力。這樣比逆風飛行省太多的力,因為順風飛行時,雖然空氣氣壓上下表面受力不變,但是空氣前後的阻力發生了變化,由於順風,在蜻蜓前方容易形成低壓區,基本上都是保持層流狀態,氣流由後向前層流,相當於蜻蜓所受到的空氣摩擦阻力減少,氣流對蜻蜓起到了一個頂託作用,所以順著季風更有利於長途飛行,節省體能消耗。除了天空中飛翔的鳥和蜻蜓等,很多飛機也使用這種原理飛行。那麼飛機在空中飛行受到那些因素的影響呢?

大氣對空中飛行物體受到那些影響?

飛機在標準大氣壓力下,也受到各種力的作用,飛機能在天空中飛行跟飛機的形狀有很大的關係,因為飛機上下表面跟空氣接觸層不一樣,由於飛機上層機身成凸起的弧度,下層是平面,飛機在跟空氣流動層接觸,在相同的時間內,空氣流動過機身所用的時間相同,但是經過的路程不一樣,機身上層經過的路程要長,機身下層經過的路程要短,因為所用的時間一樣,所以在機身上層空氣流動越快,空氣壓力就越小,在下層由於受到空氣浮力,也可以叫做空氣向上的壓力,下層受到的空氣流動要慢,所以受到的壓力要大,機身下層形成高壓區,氣流向上升,所以飛機在空中掉不下來。飛機除了上下層受力外,機尾和機頭也受到大氣阻力的作用。如果飛機仰角不大,那麼整架飛機基本處於層流狀態,此時飛機飛行比較容易,而且節省原料。如果飛機仰角比較大,由於飛機機尾部處於湍流狀態,飛機上層形成低壓區,飛機下層形成高壓區,機尾區也形成低壓區,在仰角增大的情況下,機身下層壓力逐漸減弱,導致氣流向機尾低壓區流動,從而導致氣流對飛機阻力變大,機身出現振動,不僅影響飛行員操作,而且可能有墜落的風險。飛機在大氣對流層比較旺盛的情況下,也會出現空氣阻力增大,特別是在熱空氣劇烈時,大氣空氣密度變小,飛機比標準大氣壓力下的承載量要小,在雷雨天氣或是低空積雨雲和碎積雲的天氣,大氣能見度低,不利於飛行,且在低壓切變力的作用下,飛機飛行空氣阻力增大,飛機能耗增多,出現狀況也相應的增多。

分類: 科學
時間: 2021-09-21

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