大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)：第1講 概論

1、大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)（概論）*第2/共25*第3/共25*第4/共25*第5/共25*第6/共25“大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)”課程介紹“大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)”是電子信息工程專業(yè)本科生的專業(yè)課程之一，主要介紹大氣數(shù)據(jù)基本理論、典型大氣數(shù)據(jù)儀表、大氣數(shù)據(jù)計算機及其輸出顯示部分。重點是理解氣壓高度公式的推導、能利用柏努里方程建立指示空速、計算空速、真空速、馬赫數(shù)公式。掌握氣壓高度表、指示空速表、馬赫數(shù)表、升降速度表等基本工作原理，基本掌握大氣數(shù)據(jù)計算機系統(tǒng)的組成、硬/軟件的分析、各種形式的監(jiān)控原理、顯示原理及大氣數(shù)據(jù)計算機與其他系統(tǒng)的聯(lián)系。*第7/共25“大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)”課程介紹計劃學時：12課內學期考試性質：閉卷筆試成績評定筆

2、試成績85分（閉卷）平時成績占15分（依據(jù)平時作業(yè)和出勤情況評定）大氣數(shù)據(jù)占課程總成績20%選用教材：趙淑榮，羅云林：大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)，兵器工業(yè)出版社授課老師：劉瑞華第8/共25“大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)”課程介紹主要教學內容：概論飛行高度及高度變化率的測量飛行速度全靜壓系統(tǒng)大氣數(shù)據(jù)計算機系統(tǒng)大氣數(shù)據(jù)計算機的基本計算方法大氣數(shù)據(jù)計算機系統(tǒng)輸出及顯示儀表*第9/共25大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)：發(fā)展概況50年代前，分立式儀表50年代后，機載設備相繼增多模擬式中央大氣數(shù)據(jù)計算機各種模擬器件,伺服系統(tǒng)70年代,混合式大氣數(shù)據(jù)計算機80年代,數(shù)字式大氣數(shù)據(jù)計算機（DADC）出現(xiàn)，為飛機提供更多的大氣數(shù)據(jù)參

3、數(shù)*第10/共25大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)：地球大氣層地球外圍由大氣層所包圍。按照物理性質，大氣可分為五層：對流層（變溫層）平流層（同溫層）中間層電離層（熱層）散逸層*第11/共25地球大氣層對流層距地球中緯度11km，赤道17km，兩極8km，包含了大氣質量的3/4平流層對流層頂部到離地約30km，溫度幾乎不變，包含了大氣質量的約1/4中間層30km到80100km為止，大量的臭氧，大氣質量的1/3000電離層中間層到離地500km，空氣稀薄，聽不到聲音散逸層離地5001600km之間，也稱為外層大氣*第12/共25大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)：大氣紊流大氣紊流（湍流）： 空氣紊亂流動的現(xiàn)象，旋渦和不規(guī)則的波動，使得大

4、氣中的風向、風速呈隨機變化。其特征是間斷性和片塊狀，會使飛機產生顛簸。風切變： 空間任意兩點之間風矢量的變化。微下沖氣流： 較強的下降氣流。飛機在起飛、著陸過程中遇到超過自己爬升或下降速率的下降氣流，對飛行的危害最大。*第13/共25大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)：大氣參數(shù)靜壓(ps)：飛機周圍自由空氣的壓力動壓(pd)：氣流的定向運動具有動能，當氣流到達駐點時，動能變?yōu)閴毫δ芎蜔崮?。單位面積上升高的壓力稱為動壓 pd=1/2H2 H為標準大氣H高度上的空氣密度，v為空速。 沖壓(pc)：定義與動壓相同。區(qū)別是：動壓是不可壓縮的流體的理想定義，而沖壓是考慮了空氣的可壓縮性。Ma數(shù)小于0.3時，沖壓與動壓似相等。

5、*第14/共25與大氣數(shù)據(jù)有關的參數(shù)全壓(pt)：動壓和靜壓之和，即氣流到達駐點時，單位面積上的總壓力總溫(Tt)：氣流到達駐點時獲得的氣溫叫總溫靜溫(Ts)：飛機周圍自由空氣所具有的溫度攻角(AOA)：飛機的質量中心運動軌跡與飛機縱軸之間的夾角（飛機豎軸和縱軸所在平面內測量的角度）側滑角(SSA)：飛機的質量中心運動軌跡與飛機縱軸之間的夾角（飛機橫軸和縱軸所在平面內測量的角度）*第15/共25大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)：國際標準大氣1972年，由航空航天器技術委員會起草，國際民航組織、國際氣象組織討論，世界各主要國家同意，國際標準化組織編寫國際標準ISO-2533標準大氣。標準規(guī)定了20008000米高度

6、范圍內大氣參數(shù)與高度的關系。*第16/共25大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)：國際標準大氣 國際標準大氣的規(guī)定空氣為干燥清潔的理想氣體，并遵循理想氣體方程所確立的關系式中，p：氣體壓強，：空氣密度，R：空氣氣體常數(shù)，T：氣體溫度*第17/共25國際標準大氣國際標準大氣以平均海平面作為零高度氣壓為1個標準大氣壓，氣溫15，密度為0.125kg.s2/m4為便于探討大氣中的壓力分布，國際標準大氣引用了重力勢高度的概念。重力勢表示地球大氣層內某一給定點上空氣微粒的勢能。重力勢高度以平均海平面作為重力勢高度和幾何高度的共同基準。重力勢高度又稱為標準氣壓高度。*第18/共25國際標準大氣當空氣微粒沿地球法線移動，單位質量所

7、做的功為：d=ghdz= ghdh 重力勢高度：H= /gn重力加速度隨地理緯度的變化：重力勢高度與幾何高度的關系為： H=rh/(r+h)*第19/共25國際標準大氣國際標準大氣規(guī)定的高度分層、大氣溫度及氣溫垂直梯度的關系式中，Hb和Tb分別為相應層的重力勢和大氣溫度的下界面值，為氣溫的垂直變化率(=dT/dH)*第20/共25國際標準大氣國際標準大氣條件，氣壓與溫度的關系取截面積為dF、高度為dh的微氣柱，其上下壓差為dp分析：dpdFgdhdFdh*第21/共25國際標準大氣從而得到國際標準大氣條件下，氣壓與高度的關系為*第22/共25大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)：大氣參數(shù)的測量單位壓力單位帕斯卡Pa：

8、每平方米的面積上作用有1牛頓的力 1Pa=1N/m2標準大氣atm：標準海平面的氣壓 1atm=101325Pa工程大氣壓at：1at=1Kgf/cm2=9.80665104Pa*第23/共25大氣參數(shù)的測量單位巴bar： 1bar=106dyn/cm2= 105 Pa毫米液柱：以液柱高度來表示壓力的大小1mmHg=1Torr=1/760atm=133.322Pa1mmH2O=9.80665Pa磅/英寸2PSi：1PSi=1bf/in2=6.89476103Pa*第24/共25大氣參數(shù)的測量單位溫標作為溫標的條件：可重復出現(xiàn)的固定點溫度，標準溫度計，相鄰溫度點的內插公式。三相點：可使一種物質三相（氣相，液相，固相）共存的一個溫度和壓力的數(shù)值。如水的三相點在0.01（273.16K）及611.73Pa