15.12.2004
Atmosféra je samozřejmý průvodce našeho života.
V podstatě ji nevnímáme.
Až na sedadle malého letadla nebo v popruzích rogala je atmosféra téměř hmatatelná.
Stejně tak pokud vystrčíte ruku z rychle jedoucího auta nebo vlaku,
ucítíte výrazně její hmotu.
Protože jsou vlastnosti atmosféry podstatné pro výkony letadel,
stala se již v začátcích leteckých výzkumů i atmosféra předmětem výzkumu.
I my bychom o ní měli něco vědět.
15.12.2004
Atmosféra (vzduch) je směs plynů:
78% dusíku,
21% kyslíku,
1% vzácné plyny,
kysličník uhličitý,
vodní pára.
U atmosféry můžeme měřit:
- vazkost
- stlačitelnost
- tlak
- teplotu
- měrnou hmotnost
Z měření je vidět, že rozdíl ve vlastnostech vzduchu na různých
místech, v různou roční dobu, v různých nadmořských výškách zásadním
způsobem ovlivňuje let. V praxi se to projevuje mnoha způsoby:
- - pro start ve vyšších nadmořských výškách se
musí letadla méně nakládat
- - motory musí být pro lety ve velkých výškách
upraveny
- - osádky letadel musí nastavovat výškoměry podle
místních meteorologických podmínek
- - pro cestující musí být ve velkých výškách
uměle zajištěny podmínky jako ve výškách malých
- atp.
15.12.2004
Složení vzduchu se mění s výškou, ale ve výškách využívaných
k létání letadel je v podstatě stálé. S rostoucí výškou se však
mění teplota vzduchu. Na každých 100m výšky o více než 0.5°C.
V letech 1947-48 probíhala měření z balonů (viz Balony v roce 1901)
a rakety V2:
Navíc se vlastnosti vzduchu mění s roční dobou, zeměpisnou šířkou,
konkrétním místem atd. atd. Aby bylo možné v aerodynamice srovnávat
výsledky měření pořízených za různých (výše uvedených) podmínek,
byl zaveden pojem Mezinárodní standardní atmosféry (MSA) -
je v grafu také zobrazena.
nadmořská výška [m] |
0 |
2000 |
5000 |
10000 |
teplota [°C] |
15 |
2 |
-17,5 |
-50 |
tlak [MPa] (kg/cm2) |
0.101 (1.033 ) |
0.045 (0.458) |
0.030 (0.307) |
0.015 (0.151) |
měrná hmotnost [kg/m3] |
1.226 |
1.007 |
0.736 |
0.413 |
15.12.2004
V souvislosti s atmosférou je zajímavé podívat se na vlastnosti plynů, které se používají k plnění balonů:
plyn |
hustota [kg/m3] |
hmotnost, kterou unese 1 m3 plynu [kg] |
vzduch 60°C |
1.06 |
0.17 |
vzduch 100°C |
0.95 |
0.28 |
svítiplyn |
0.60 |
0.63 |
hélium |
0.18 |
1.05 |
vodík |
0.09 |
1.14 |