Influenţa atmosferei asupra aparatelor de zbor

Atmosfera este un înveliş de aer ce înconjoară pământul şi se aşterne pe suprafaţa acestuia. Putem spune că atmosfera este un amestec de gaze, care are masă, greutate şi formă nedeterminată.

Atmosfera este compusă din 78% Azot, 21% oxigen şi 1% alte gaze (argon, bioxid de carbon, heliu). Dintre aceste elemente unele sunt mai grele decât altele. Elementele mai grele, ca oxigenul, se stabilesc pe suprafaţa pământului, în timp ce elementele mai uşoare sunt ridicate la o altitudine mai mare. Marea majoritate a oxigenului din atmosferă se găseşte sub altitudinea de 10,668 de metri.


Partea de sus a atmosferei Pămantului

Partea de sus a atmosferei Pămantului


Aerul, ca şi fluidul, poate curge şi îşi poate schimba forma. De exemplu, aerul poate umple orice recipient în care este introdus, prin extindere sau prin contractare.

Presiunea atmosferică

Una dintre principalele presiuni care ne interesează este cea atmosferică. Este un factor de bază al schimbării vremii, ajută la portanţă şi acţionează asupra unor instrumente de zbor (altimetru, variometru, etc.).

Aerul este foarte uşor, dar are masă şi este afectat de atracţia gravitaţională. Ca orice substanţă are greutate, şi datorită greutăţii apare o forţă. Datorită faptului că este o substanţă fluidă, forţa este distribuită egal în toate direcţiile, şi efectul asupra corpurilor aflate în aer se numeşte presiune. Presiunea atmosferică variază în funcţie de locaţie şi timp.

OACI (Organizaţia Aviaţiei Civile Internaţionale) a stabilit la nivel internaţional un standard al atmosferei. Orice temperatură sau presiune care diferă de cea standard se numeşte temperatură şi presiune “nonstandard”. Din moment ce performanţa avioanelor este comparată şi evaluată luând în considerare atmosfera standard, toate instrumentele sunt calibrate pentru acest tip de atmosferă.

Tabel cu Atmosfera Standard

Altitudine (metri) Presiune (Hg) Temperatură (°C)
0 (Nivelul mării) 29.92 + 15
1,524 24.90 + 5.1
3,048 20.58 - 4.8
4,572 16.89 - 14.7
6,096 13.75 - 24.6
7,620 11.10 - 34.5
9,144 8.89 - 44.4
10,668 7.04 - 54.3
12,192 5.54 - 56.5

După cum putem vedea în tabel, pentru fiecare altitudine avem o presiune caracteristică, aceasta este importantă pentru a determina performanţele unui avion, dar şi pentru atribuirea nivelurilor de zbor. Altimetrul este un barometru calibrat să indice altitudinea în atmosfera standard. Altitudinea indicată de acesta este dată de presiunea altitudinii la respectivul nivel de zbor.

Densitatea aerului

Densitatea afectează performanţele avionului, deoarece pe măsură ce aerul devine mai puţin dens, se reduce:

  • puterea motorului, deoarece acesta absoarbe mai puţin aer
  • tracţiunea, deoarece o elice este mai puţin eficientă în aer rarefiat
  • portanţa, deoarece aerul mai puţin dens exercită o forţă mai mică asupra aripii

Densitatea altitudinii este folosită pentru a calcula performanţele unei aeronave, deoarece în condiţii de atmosferă standard, aerul de la fiecare nivel al atmosferei este caracterizat de o densitate şi o presiune caracteristică ce defineşte nivelul.

Densitatea aerului este influenţată de schimbările de altitudine, temperatură şi umiditate.

Efectul presiunii asupra densităţii aerului

Aerul fiind un gaz, poate fi comprimat sau extins. Atunci când este comprimat sub acţiunea unei presiuni, o cantitate mai mare de aer va ocupa un volum dat, iar dacă presiunea scade aerul se rarefiază pentru a ocupa un spaţiu mai mare. Densitatea este direct proporţională cu presiunea. Dacă presiunea creşte, atunci creşte şi densitatea, dacă presiunea scade, atunci scade şi densitatea. Acestea se întâmpla la o temperatură constantă.

Efectul temperaturii asupra densităţii aerului

Dacă se măreşte temperatura unei substanţe îi scade densitatea şi invers, dacă scădem temperatura se măreşte densitatea. Deci, densitatea aerului este invers proporţională cu temperatura. Acestea se întâmpla doar la o presiune constantă.

În atmosferă, atât temperatura cât şi presiunea scad o dată cu creşterea altitudinii şi au efecte diferite asupra densităţii. Totuşi, de obicei presiunea are efect dominant asupra densităţi, o dată cu creşterea altitudinii.

Efectul umidităţii asupra densităţii aerului

Paragrafele anterioare fac referire la un aer care este perfect uscat. În realitate, nu este niciodată complet uscat. O mică cantitate de vapori de apă suspendaţi în atmosferă pot fi aproape neglijaţi în anumite condiţii, dar în anumite condiţii umiditatea poate deveni un factor foarte important în performanţele unui avion. Vaporii de apă sunt mai uşori ca aerul, de aici putem trage concluzia că aerul umed este mai uşor decât aerul uscat. Prin urmare, pe măsură ce conţinutul de vapori de apă creşte, aerul devine mai puţin dens.

Umiditatea nu este considerată un factor important în calcularea densităţii altitudinii şi performanţelor unui avion, dar contribuie şi ea.



Data publicării: 14 ianuarie 2012Categorie: Generalități