先來(lái)了解一下大氣層，地球被一層很厚的大氣層包圍著，大氣層的成分主要有氮?dú)猓ㄕ?8．1％）、氧氣（占20．9％）、氬氣、（占0．93％）還有少量的二氧化碳、稀有氣體、水蒸汽。 大氣層的空氣密度隨高度而減小，空氣也越稀薄。大氣層的厚度大約在1000km以上，沒(méi)有明顯的界限，在2000 -- 16000 km高空仍有稀薄的氣體和基本粒子。由于地心引力作用，幾乎全部的氣體集中在離地面100km的高度范圍內(nèi)，其中，75％的大氣又集中在地面至10km高度的對(duì)流層范圍內(nèi)。
整個(gè)大氣層根據(jù)高度可分為對(duì)流層、平流層、中間層、暖層和散逸層，再上面就是星際空間了。對(duì)流層緊靠地球表面，其厚度大約為10—20km，水蒸氣幾乎都在這一層內(nèi)存在，云、霧、雨等現(xiàn)象都發(fā)生在這一層內(nèi)，氣溫隨高度的增加而降低，大約每升高1km，溫度下降5～6℃。動(dòng)植物的生存，人類的絕大部分活動(dòng)，都在這一層內(nèi)。 對(duì)流層以上是平流層，大約距地球表面20--50km，低緯度地區(qū)平均在16--18km以上，中緯度地區(qū)平均在10--12km以上；高緯度地區(qū)平均在8--9km以上，平流層空氣比較穩(wěn)定，大氣是平穩(wěn)流動(dòng)的，在平流層內(nèi)水蒸氣和塵埃很少。
平流層以上是中間層，大約距地球表面50--85km，這里的空氣已經(jīng)很稀薄，突出的特征是氣溫隨高度增加而迅速降低，空氣的垂直對(duì)流強(qiáng)烈。中間層以上的是暖層，大約距地球表面100—800km。暖層最突出的特征是太陽(yáng)光中的紫外線被該層中的氧原子大量吸收，因此，溫度升高。其它層就不贅述了。
我國(guó)民航規(guī)定，中型以上的民航飛機(jī)飛行的高度在海拔7km--12km，最高限制為12.6km，這個(gè)12.6km是平流層的最頂端。在8.4km（含）以下，每300米為一個(gè)飛行高度。8.4km以上，每600米為一個(gè)飛行高度。小型飛機(jī)的飛行高度一般控制在3km米以下。超音速客機(jī)的飛行高度在13km到18km米之內(nèi)。大型噴氣客機(jī)在起飛之后，須迅速升高到7km以上的高空，但最高不能超過(guò)13km。 之所以有以上高度的限制，主要是為了飛行安全，適當(dāng)?shù)乜紤]節(jié)省燃料和噪聲污染等。 大中型飛機(jī)除起飛和降落外，多是在平流層中飛行，這是由于平流層中大氣以平流運(yùn)動(dòng)為主，垂直運(yùn)動(dòng)幾乎沒(méi)有。平流層水汽和塵埃含量少，天氣比較晴朗，能見(jiàn)度高，有利于飛行員的控制和操作，可避免機(jī)鳥(niǎo)相撞的事故發(fā)生。另外，地面的噪聲污染相對(duì)較小。
飛機(jī)的飛行高度如果在8.9km到10.1km米的范圍內(nèi)，基本上是在對(duì)流層頂端附近飛行，由于大氣密度小，空氣比較稀薄，摩擦阻力小，飛機(jī)需要推力較小，可減少燃料的消耗。 在允許高度的范圍內(nèi)，更高的高度飛行，飛機(jī)遇到的湍流較少，乘客也會(huì)感到比較舒服，如果發(fā)生緊急情況，飛行員有足夠的應(yīng)對(duì)時(shí)間，另外，在發(fā)動(dòng)機(jī)失效的情況下也需要足夠的速度才有可能重啟發(fā)動(dòng)機(jī)。
隨著飛行高度的升高，空氣密度會(huì)逐漸減小，所以大氣壓力也隨之減小，空氣密度越小，則空氣給予飛機(jī)的升力也越小。 高度的升高，使大氣溫度逐漸降低，到一定高度后，有導(dǎo)致飛機(jī)結(jié)冰的危險(xiǎn)，高空飛行應(yīng)避免在結(jié)冰的條件下飛行。飛機(jī)無(wú)限制地升高，空氣過(guò)于稀薄，會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)熄火、失速，失速時(shí)，飛機(jī)會(huì)產(chǎn)生失控的俯沖顛簸運(yùn)動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生振動(dòng)，可使駕駛員異常操縱，另外，飛行員需要戴氧氣面罩，否則，就嚴(yán)重缺氧。 |
