一般民航飞机飞行高度(飞行高度为何限制在海拔7km至12km)

先来了解一下大气层,地球被一层很厚的大气层包围着,大气层的成分主要有氮气(占78.1%)、氧气(占20.9%)、氩气、(占0.93%)还有少量的二氧化碳、稀有气体、水蒸汽。

大气层的空气密度随高度而减小,空气也越稀薄。大气层的厚度大约在1000km以上,没有明显的界限,在2000 -- 16000 km高空仍有稀薄的气体和基本粒子。由于地心引力作用,几乎全部的气体集中在离地面100km的高度范围内,其中,75%的大气又集中在地面至10km高度的对流层范围内。

一般民航飞机飞行高度(飞行高度为何限制在海拔7km至12km)(1)

整个大气层根据高度可分为对流层、平流层、中间层、暖层和散逸层,再上面就是星际空间了。对流层紧靠地球表面,其厚度大约为10—20km,水蒸气几乎都在这一层内存在,云、雾、雨等现象都发生在这一层内,气温随高度的增加而降低,大约每升高1km,温度下降5~6℃。动植物的生存,人类的绝大部分活动,都在这一层内。

对流层以上是平流层,大约距地球表面20--50km,低纬度地区平均在16--18km以上,中纬度地区平均在10--12km以上;高纬度地区平均在8--9km以上,平流层空气比较稳定,大气是平稳流动的,在平流层内水蒸气和尘埃很少。

一般民航飞机飞行高度(飞行高度为何限制在海拔7km至12km)(2)

平流层以上是中间层,大约距地球表面50--85km,这里的空气已经很稀薄,突出的特征是气温随高度增加而迅速降低,空气的垂直对流强烈。中间层以上的是暖层,大约距地球表面100—800km。暖层最突出的特征是太阳光中的紫外线被该层中的氧原子大量吸收,因此,温度升高。其它层就不赘述了。

一般民航飞机飞行高度(飞行高度为何限制在海拔7km至12km)(3)

我国民航规定,中型以上的民航飞机飞行的高度在海拔7km--12km,最高限制为12.6km,这个12.6km是平流层的最顶端。在8.4km(含)以下,每300米为一个飞行高度。8.4km以上,每600米为一个飞行高度。小型飞机的飞行高度一般控制在3km米以下。超音速客机的飞行高度在13km到18km米之内。大型喷气客机在起飞之后,须迅速升高到7km以上的高空,但最高不能超过13km。

之所以有以上高度的限制,主要是为了飞行安全,适当地考虑节省燃料和噪声污染等。

大中型飞机除起飞和降落外,多是在平流层中飞行,这是由于平流层中大气以平流运动为主,垂直运动几乎没有。平流层水汽和尘埃含量少,天气比较晴朗,能见度高,有利于飞行员的控制和操作,可避免机鸟相撞的事故发生。另外,地面的噪声污染相对较小。

一般民航飞机飞行高度(飞行高度为何限制在海拔7km至12km)(4)

飞机的飞行高度如果在8.9km到10.1km米的范围内,基本上是在对流层顶端附近飞行,由于大气密度小,空气比较稀薄,摩擦阻力小,飞机需要推力较小,可减少燃料的消耗。

在允许高度的范围内,更高的高度飞行,飞机遇到的湍流较少,乘客也会感到比较舒服,如果发生紧急情况,飞行员有足够的应对时间,另外,在发动机失效的情况下也需要足够的速度才有可能重启发动机。

一般民航飞机飞行高度(飞行高度为何限制在海拔7km至12km)(5)

随着飞行高度的升高,空气密度会逐渐减小,所以大气压力也随之减小,空气密度越小,则空气给予飞机的升力也越小。

高度的升高,使大气温度逐渐降低,到一定高度后,有导致飞机结冰的危险,高空飞行应避免在结冰的条件下飞行。飞机无限制地升高,空气过于稀薄,会造成发动机熄火、失速,失速时,飞机会产生失控的俯冲颠簸运动,发动机发生振动,可使驾驶员异常操纵,另外,飞行员需要戴氧气面罩,否则,就严重缺氧。

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