忽略气体分子之间间隔 忽略气体分子之间相互作用力 假设气体分子之间是完全弹性碰撞
p为大气的压强(N/㎡)；
T为绝对温度（K）；
R为气体常数（对空气R=287 J/kg·K）。
对于一定质量的空气：
当密度保持不变时即其体积不变： 温度升高，压强增大； 温度降低，压强降低。
当温度保持不变时： 压强增大，体积缩小，密度增加； 压强降低，体积增大，密度减小。
对流层顶 Tropopause
对流层 Troposphere
大气的特性
气体的状态参数——T、p、ρ
大气温度T （Temperature） 物体的冷热程度用一个数量来表示，就是温度。 空气冷热程度，是空气分子热运动的度量，称为空气的 温度也称气温。 气温实际上是空气分子平均动能大小的反映。当空气获 得热量时，分子运动的平均速度增大，平均动能增加， 气温也就升高；反之，当空气失去热量时，分子运动的 平均速度减小，平均动能减小，气温也就降低。
距离。
地形点或障碍物至平均海平面的垂直距离称为标高（Elevation）
我国使用黄海高程系，青岛有个基准点，表示平均海平面的高度，然后开始测量各地 的高度。
相对高度 机场标高
真实高度 绝对高度
地点标高
海平面
●气压高度
根据实际测量压强，按照ISA中压强与高度的关系确定的高度
例：飞机在实际大气中10000 米高空飞行，外界压强P=301 百帕，求飞机的几何高度、气 压高度？
当压强保持不变时： 温度升高，体积变大，密度减小； 温度降低，体积变小，密度增大。
实际空间内，不同地点，不同时刻，空气状态参数不同， 高度增加，空气压力减小 高度增加，空气密度减小 高度增加，空气温度减小
1.2.2 国际标准大气 （International standard atmosphere）
A
8500m
P=30742.9Pa B T=-3ห้องสมุดไป่ตู้.5
9500m
飞机飞行原理
Principle of Flight – Airplane
1.2 外界大气条件
1.2.1 实际大气 1.2.2 国际标准大气
飞机是在大气里航行的飞行器。 飞机的空气动力、发动机工作状态都与大气密切相 关。
1.2.1 实际大气
大气
氮气—78% 纯干空气 氧气—21% 水蒸气 其他气体—1%
据。
ISA
ISA的规定： (1). 海平面高度为0 (2). 海平面气温为288.15K、15C; (3).海平面气压为1013.2hPa; (4).海平面的密度为1.225kg/m3；
(5).温度随高度的变化：
从0到11km或36089ft（对流层顶），对流层内标准温度递减率为： 每增加1000m温度递减6.5C，或每增加1000ft温度递减2C。
所谓国际标准大气，简称ISA，就是人为地规定一个不变的大气环 境，作为计算和试验飞机的统一标准。
以北半球中纬度地区（北纬35°～60°）大气物理特性的平均值 为依据，并加以适当修正而建立。
大气是静止的; 空气为干燥洁净的理想气体;
在规定温度-高度廓线和海平面上的温度﹑压力和密度初始值后， 通过对大气静力方程和气体状态方程的积分，获得压力和密度数
几何高度：10000米； 气压高度：9144米；
Hp=9144m
h=10000m
例：测得某飞机在飞行高度上的气压为p=30742.9帕， 则此处的气压高度为？
查ISA表知：大气压强 p=30742.9帕对应的高度为 9000m，则该飞机的气压高度 为9000m。
Hp=9000m h=？
气压高度才反映了实际大气的压强 p，因此飞机的性能与气压
ISA偏差(ISA Deviation):某处实际温度与ISA 标准温度的差值。（ΔT） ISA偏差= T实际— T标准 T实际= T标准+ISA偏差
练习：飞机巡航高度2000m，该高度上实际气温 为-6℃。求：该高度处的ISA偏差。
解：高度2000m处，ISA标准温度应为： T标准=15-（6.5℃/1000m）*2000m= 2℃， 而实际温度为：T实际=-6℃。 所以，ISA偏差即温度差为： ISA偏差= －6℃ - 2℃=－8℃. 实际温度表示为：ISA－8.
几何高度
以地表面上某一水平面作为基准面的高度，实际就是 相对于地球表面的真实高度。
标高
真实高度
绝对高度
压力高度
几何高度： 1）真高（Absolute/True Height ）：飞机到正下方的地点平面的
垂直距离； 2）相对高(Relative Height):：飞机到某机场平面的垂直距离； 3）绝对高（Positive/True Altitude）：飞机到平均海平面的垂直
尘埃颗粒
根据气温的垂直分布特点，
可将大气分为对流层、平 流层、中间层、电离层、 和散逸层等五层。
>800km
80km-800km 50km-80km 11km～50km
11km
5
散(外/逃)逸层 Exosphere
暖(热/电离)层 thermospher e 中间层 mesosphere
平流层 等(同)温层 Stratosphere
高度有关，不取决于其飞行的几何高度。
例：某飞机在8500m和9500m的几 何高度飞行时，若它们的气压均为 p=30742.9帕，则它们的气压高度均 为9000m
而气压高度9000m的ISA温度为： 15-6.5×9=-43.5 因此它们的温度(-33.5)同为ISA+10,
P=30742.9Pa
T=-33.5
从11km到20km之间的平流层底部气体温度为常值：-56.5 C 。
（6）各高度上的压强和密度值应根据公式计算得出
低空中气压随高度的变化近似为线性变化: 高度每增加1000ft，气压约降低1 inHg； 高度增加28ft,气压约降低1hpa ； 高度增加11m,气压约降低1mmHg.
ISA偏差
大气压强 P
空气的的压强，是指物体单位面积上所受空气垂 直作用力。从数量说，即是物体单位面积上所承 受的大气柱的重量。习惯上也称之为大气压力。 大气压力的产生是地球引力作用的结果。
大气密度ρ 大气的密度是指单位体积空气的质量
状态方程
一般空气可以看作是完全气体，其状态参数满足方程：
其中：
P=RρT