I. Свойства атмосферы

ВВЕДЕНИЕ

Всесторонняя подготовка воина-парашютиста требует не только выработка специальных практических навыков подготовки, но и изучение теоретических основ прыжка с парашютом. Грамотных и осмысленных действий при совершении прыжков из летательных аппаратов можно ожидать только от тех парашютистов, которые знают теорию прыжка.

Кроме того, появление новых типов летательных аппаратов, новых образцов парашютов требует пересмотра некоторых устаревших положений, а также теоретических обоснований элементов прыжка с парашютом.

В настоящей лекции рассматриваются теоретические положения без глубокого анализа приводимых формул, некоторые аксиомы принимаются уже из готовых таблиц.

I. СВОЙСТВА АТМОСФЕРЫ.

Газообразная оболочка, окружающая земной шар, называется атмосферой (по гречески «атмос»-пар, воздух, «сфера»-шар). Она простирается до высоты более 1000км.

Атмосферу обычно делят на тропосферу, стратосферу и ионосферу.

- тропосфера - слой, непосредственно прилегающий к земной поверхности (над полюсами до Н=8км, над экватором Н=17км, в средних широтах Н=11км). Характерно для тропосферы резкое уменьшение давления и постепенное понижение температуры;

- тропопауза - пограничный слой Н=1-2км между тропосферой и стратосферой. Характерно для тропопаузы - температура не понижается. В отдельные периоды или в отдельных районах тропопаузы может не быть.

- стратосфера- слой атмосферы, простирается до Н=80-85км. Характерно для стратосферы:

- до Н=25км наблюдается постоянство или незначительное повыше­ние температуры;

- ветры в стратосфере устойчивы, облачности и туманов почти нет;

- начиная с Н=25км в стратосфере наблюдается повышение температуры. На Н = 40км =0˚С, а на Н=60км =40-50˚С;

- выше Н=60км до Н=80км наблюдается спад температуры, а дальше снова рост и продолжается в ионосфере.

- ионосфера отличается от стратосферы высокой электронной плотностью.

Основная масса воздуха - 75% сосредоточена в тропосфере и представляет собой смесь азота -78% и кислорода - 21%, В состав воздуха входят также аргон, водород, неон, гелий. Кроме газов, составляющих воздух, в атмосфере земного шара находится ряд примесей, вода во всех состояниях, продукты горения, углекислота и др.

Атмосфера характеризуется следующими величинами:

- давлением;

- плотностью воздуха;

- влажностью;

- температурой.

Давление. Воздух имеет массу и давит на поверхность земли. Давлением называется сила, приходящаяся на единицу поверхности. Эта сила обозначается буквой Р. Р = Iкгс/см ² - техническая атмосфера. Техническая атмосфера равна силе, которую создает столб ртути высотой 760мм. Такое давление принято считать нормальным.

С подъемом на высоту давление понижается в строго определенной закономерности в среднем на 1мм через каждые 10м.

Это свойство используется в анероидно-мембранных устройствах: высотомерах, приборах автоматического раскрытия парашюта.

В зависимости от температуры и влажности воздуха меняется его плотность.

Плотность воздуха. Обозначается буквой ρ(ро). При нормальных средних условиях (давления -760мм.рт. столба, температуре + 15°С) I куб. метр воздуха весит I, 225кг. Масса I кубометра воздуха может быть вычислена делением веса 1 куб.м воздуха на постоянную величину - ускорения силы тяжести,

Она равна ;

Плотность воздуха определяется отношением его массы к единице объема:

;

Плотность воздуха с подъемом на высоту уменьшается. Так на Н=1000м = 0,113; на Н=2000м = 0,102; на Н=3000м = 0,092;

на Н=4000м = 0,083.

На высотах более 4 тыс.м парашютистам необходима специальная кислородная аппаратура. Плотность воздуха не только влияет на живой организм, но и на работу парашюта. Чем меньше плотность воздуха, тем большая скорость падения (снижения) парашютиста.

Так на Н=1000м=44-61м/с=5,25м/с;

Н=2000м=46-64м/с=5,51м/с;

Н=3000м=49-67м/с= 5,80м/с.

Влажность. Влажностью называется количество содержащегося в воздухе водяного пара. Воздух может содержать в себе только определенное количество влажности. При избытке ее образуется туман, роса, облака. Для характеристики состояния воздуха пользуются относительной влажностью. Относительная влажность измеряется специальными приборами - гигрометрами и психрометрами и выражается в %.

При температуре + 15°С нормальной считается влажность 40-60%

Температура. Воздух пропускает солнечные лучи, почти не задерживая тепла. Эти лучи нагревают землю, а воздух, соприкасаясь с нагретой поверхностью земли, сам нагревается. Температура воздуха с высотой понижается довольно равномерно – в среднем на 6,5^оС на каждый км высоты. Летом температура с высотой изменяется более резко, чем зимой, т.е. летом она будет ниже, а зимой выше. Большим значением для правильной оценки условий выполнения прыжков является тот факт, что днем суша теплее воды, а ночью вода теплее суши.

До высоты Н=11000м температура понижается до -56^о С.

Движение воздуха. Вследствие различного рельефа местности воздух над поверхностью земли прогревается неравномерно. Это приводит к разности температур, давления, что вызывает ветер. Ветер характе­ризуется скоростью и направлением. Скорость ветра измеряется в м/с, а направление - в градусах. Направление ветра определяют по направлению, - откуда дует ветер. При малой скорости ветра струи его параллельны - ламинарное движение. При повышенной скорости ветра появляются беспорядочные вихри - турбулентное движение. Внешние проявления турбулентности - внезапные и быстрые изменения ветра по скорости и направлению. При увеличении высоты изменяется направление ветра. На высотах от земли до 1000м. ветер, как правило, отклоняется вправо на угол 30град.

Различают два вида ветра: суточный и фронтальный.

При суточном ходе солнца ветер появляется с прогревом земной поверхности. У поверхности земли он больше, чем на высоте. Перед заходом солнца суточный ход ветра ослабевает.

Фронтальный ветер зависит от перепада давления над поверхностью земли. На высоте он больше, чем у поверхности. Кроме горизонтального перемещения воздуха наблюдается и вертикальное его перемещение. Чаще всего вертикальные потоки имеют терми­ческое происхождение, т.е. возникает от перегрева воздуха на небольшом участке. Скорость вертикальных потоков у поверхности земли обычно составляют 1-2м/с, но и этого достаточно, чтобы оказать существенное влияние на исход прыжка с парашютом.

Особенно сильными вертикальные потоки бывают при наличии кучевых облаков на высотах 1000-1500м. Вертикальные потоки бывают восхо­дящими и нисходящими. Парашютисты всегда используют, так называемый, средний ветер. Как его находить поговорим ниже.

При решении вопроса о проведения прыжков принято считать допустимый средний ветер по высотам не более 20м/с., допустимый максимальный ветер у земли по категориям парашютистов изложен в НПСДП - 2001 ст. 114.