¶ Atmosféra
- Plynný obal kolem země, který zároveň tvoří přechodovou vrstvu mezi jejím povrchem a kosmickým prostorem.
- S výškou klesá hustota i tlak.
- Nejhustější část se nachází nejblíže zemskému povrchu (Ve výšce 5,6km se nachází už pouze 50% její hmotnosti).
¶ Složení atmosféry
- N (78%) O(21%) CO2,Ne, He, Kr, Xe, stopové množství pevných částic.
- H2O ve všech skupenstvích: pevné (krystalky ledu/led), kapalné (kapičky vody různých velikostí, podchlazená voda), plynné (vodní pára).
- O3 Ozón soustředěn ve výšce cca 25-35km, ale je i v jiných výškách (např. ve stratosféře, kde se běžně létá), pro člověka je prudce jedovatý, ale stačí zahřát (v letadle packy na cca 400°C) a rozloží se na O2.
¶ Mezinárodní standardní atmosféra (ISA)
- Atmosféra kolem nás není ideální, byl pro to vytvořen matematický model statické atmosféry. (ISA International Standart Atmosphere).
- Definuje jak se mění fyzikální vlastnosti v závislosti na výšce. Pro letectví nesmírně důležitý model.
- Zavedena v roce 1952
- Tento model vychází ze stavu atmosféry Země.
Specifikace ISA:
Na úrovni ideální mořské hladiny je teplota vzduchu 15 °C a tlak 1013,25 hPa. Do 11 km teplota s výškou klesá 0,0065 °C/m, mezi 11 a 20 km se nemění, od 20 do 32 km roste 0,001 °C/m, od 32 do 47 km roste 0,0028 °C/m a od 47 do 51 km se teplota s výškou nemění.
¶ Vertikální členění
- Troposféra - Teplota klesá cca 2°/1000ft podle ISA (mezinárodní standardní atmosféra
Rozsah 11km v mírném pásu, 7km na pólech,
17 km na rovníku (Vlivem teploty) - kolísá s roční dobou
Téměř všechno počasí se odehrává právě v Troposféře
- Stratosféra - Do výšek 20 až 25 km ve spodní části se teplota nemění.
- Mezosféra - Do výšek 50 až 80 km teplota klesá až na -80°c.
- Termosféra - Do výšek 450 km teplota vzrůstá na několik stovek stupňů nelze jí měřit klasickými teploměry, lze jí vyjádřit jen kinetickou energií jednotlivých molekul
- Exosféra - Do výšek 500 - 700 km jen ojedinělé molekuly atomů plynů.
¶
¶
¶ Teplota vzduchu
Zdroj teploty - Slunce -Záření viditelné, 150 milionu km - světlo letí 8 minut - průchod atmosférou - pohlcování, rozptyl (modrá obloha) - odražení od zemského povrchu - vliv povrchu a úhlu pohledu.
Albedo - Poměr energie odražené k celkové energie dopadající, je různé s ohledem na povrch, v průměru cca 0,38 -38% se odrazí do vesmíru.
¶ Přenos tepla
- Molekulární výměna - v nepatrné výšce nad povrchem - Nepatrní podíl.
- Turbulentní výměna - v přízemní vrstvě, neuspořádané víry, vznikají v závislosti na zvrásnění povrchu
- Konvence - vznik vertikálních konvektivních proudů, stoupání teplejšího plynu.
- Radiace - Krátkovlnné sluneční záření pohlcuje země - příjem tepelné energie
- Zemský povrch pak vydává ve formě dlouhovlákného záření (šíření energie prostřednictvím elektromagnetického záření)
¶ Tlak Vzduchu
Tlak vzduchu je síla, působící na jednotkovou plochu, vyvolaná tíhou vzduchového sloupce, sahajícího až k horní hranici atmosféry.
- Vyjadřuje se v Pa (pascalech) a v hPa(vyjadřuje se v Pa, ale protože je to velmi malá jednotka, v letectví používáme hPa - tj. stovky pascalů).
- 1hPa = 0.01Pa
- 1Pa = 100hPa
- 1Pa = 1N/m2
- 1N = síla udělující 1kg zrychlení 1m/sec2
Tlak s výškou exponencionálně klesá.
Barický stupeň - je výškový rozsah, během kterého se změní tlak o 1hPa
- FL100 - 700hPa
- FL180 - 500hPa
- FL300 - 300hPa
- FL340 - 250hPa
- FL380 - 200hPa
“Každých 18000ft poklesne tlak na polovinu hodnoty ze spodní vrstvy.”
0ft - 1013,25 hPa
18000ft - 500hPa
36000ft - 250hPa
¶ Tlak vzduchu v závislosti na teplotě
- Pokud se letoun pohybuje v oblasti teploty nižší než ISA, roste hustota vzduchu a vzduchový sloupec pod letounem je víc stlačený tudíž se letoun nachází v menší výšce.
- Výškoměr má tendenci indikovat vyšší výšku, než je skutečná výška.
- Pohybuje-li se letoun v oblasti teploty vyšší než ISA, klesá hustota vzduchu a vzduchový sloupec pod letounem se víc rozpíná, tudíž se letoun nachází ve vyšší výšce.
- Výškoměr má tendenci indikovat menší výšku než je skutečná výška.
¶ Hustotní výška
- Výška, které odpovídá hustota vzduchu podle ISA, avšak měřená v daném místě za skutečných podmínek v atmosféře.
- Když se skutečná atmosféra odlišuje (tlakem, teplotou, nebo obojím) od té standardní, pak se hladina s odpovídající hustotou podle ISA posune do jiné výšky a do místa měření se také posune jiná hustoty hladina. Výška, které odpovídá tato nová hustota v místě měření se pak nazývá hustotní.
- Hustotní výška pak hraje velkou roli při výpočtu a porovnávání parametrů výkonnosti letounu, např. Při výpočtu délky rozjezdu.
¶ Zdroje:
Obr. "Vrstvy v atmosféře : http://edu.techmania.cz/cs/encyklopedie/fyzika/meteorologie/atmosfera/vrstvy-v-atmosfere
Obr. "Závislost tlaku na teplotě: https://www.flight-mechanic.com/pitot-static-flight-instruments-part-three/
Informace čerpány z mých vlastních zápisků.
Zpracoval : Jindřich Šikl (520425)