جو استاندارد | هوافضای جوان

جو استاندارد

جو استاندارد

همون طور که رو اسم هوایپما اومده، قراره هوا رو بپیماییم. پس باید هوا رو خوب بشناسیم و بدونیم که هوا در ارتفاعات مختلف چه رفتاری از خودش نشون می‌ده. ما به دنبال این هستیم که بدونیم با بالا رفتن مشخصات هوا مثل دما، فشار و چگالی چه تغییراتی رخ می‌ده. برای این که اهمیت این موضوع رو بیشتر نشون بدم چند تا مثال می‌زنم.

خوب می‌دونیم که تو موتور هواپیما، مثل موتور ماشین باید هوا بره. پس غلظت هوا مهمه و با افزایش ارتفاع چگالی تغییر می‌کنه. بنابراین هواپیما که به موتور نیاز داره باید بدونه در هر ارتفاعی چقدر هوا داخل موتورش وارد می‌شه. همین چگالی، روی نیروهای وارد به هوپیما تأثیر داره. یعنی اگه شما یه فضای خلا داشته باشید، هواپیما بدون مقاومت هوا حرکت می‌کنه.

بعضی از موتورها فقط تو یه سری دما کار می‌کنند. پس باید حواسمون به دما هم باشه. یه نکته خیلی مهم هم بگم که این ویژگی‌های هوا، روی هم تأثیر می ذارن. یعنی تغییر دما باعث تغییر در فشار و چگالی می‌شه. حالا دوستانی که سال سوم دبیرستان هستن؛ قانون گاز کامل رو بلدن و می‌دونند که اینها روی هم چه طوری تأثیر می ذارن.

یه مثال دیگه این که ابرها کجا قرار گرفتن؟ ما دوست نداریم تو ابرها حرکت کنیم چون قدرت موتورمون رو کم می‌کنه. اگه تو ابر حرکت کنیم، یعنی داریم تو قطرات ریز آب حرکت می کنیم. اگر طرح درس های مربوط به موتور هواپیما از همین سایت رو بخونید متوجه می­شید هوای ورودی به موتور برای روشن کردن یه آتش توی محفظه احتراق موتور استفاده می‌شه و ورود آب ابرها همراه با هوا، این کار رو مشکل می‌کنه. در ضمن اگر تو ابر باشیم، خلبان دید خوبی نداره و اینکه تو ابرها شرایط هوا خوب نیست و ممکنه بادهای شدید بیاد.

الآن که اهمیت هواشناسی رو فهمیدیم بریم ببنیم هوا چه جوریاست! حتماً تا حالا کوه رفتید و دیدید که هرچه بالاتر می‌رید هوا سردتر می‌شه. تحقیقات و داده بُرداریها نشون داده که به ازای هر کیلومتر که ارتفاع زیاد می‌کنیم حدود ۶ درجه سانتی گراد از دمای هوا کمتر می‌شه. اونایی که کوه‌نورد حرفه‌ای هستند، می‌دونند وقتی آدم به کوه‌های خیلی بلند می‌ره، ممکنه غش کنه! چون تو ارتفاع‌های زیاد چگالی هوا کم می‌شه و همین موضوع باعث می‌‌شه کوه‌نورد نفس کم بیاره. برا همین برا رفتن به کوه‌های بلند باید در ارتفاع‌های مختلف صبر کنیم تا بدنمون به شرایط عادت کنه.

خوب بعد گفتن این مقدمه بریم ببینیم هوا در ارتفاعات مختلف چه تغییری می‌کنه. برای این که تغییرات هوا رو بررسی کنیم نیاز به یک مرجع داریم. یعنی یه روز رو به عنوان استاندار تعیین کنیم و اون رو مورد بررسی قرار بدیم و اگه هوا تغییر کرد بر اساس اون روز استاندارد تغییرات رو اعلام کنیم. روز استاندارد به روزی می گن که دما تو سطح دریا، ۱۵ درجه سانتی گراد باشه. حالا نمودار تغییرات دما در ارتفاع های مختلف به صورت زیره:

f31

همون طور که تو نمودار می بینیم، با افزایش ارتفاع، دما کم می شه تا این که می رسه به ارتفاع تقریبا ۱۱ کیلومتری. بعد از اون دما دیگه ثابت می‌مونه تا ارتفاع تقریباً ۲۰ کیلومتری و سپس زیاد می‌شه. نمودار بالا داره تغییرات دما با ارتفاع نشون می‌ده. اکثر هواپیماهای مسافربری تو لایه اول حرکت می کنند؛ ولی بعضی از هواپیماهای جنگی ارتفاع‌های بالاتر هم پرواز می‌کنند. حالا تغییرات چگالی و ارتفاع رو هم با ارتفاع می‌تونید تو عکس زیر ببینید.

f32

با افزایش ارتفاع، هم چگالی و هم فشار کاهش پیدا می کنه. از یه لحاظ هایی خوبه؛ ولی از یه لحاظ هایی هم بده. مثلاً از دید موتور خوب نیست. یعنی هر چی بالاتر می‌ریم نفس هواپیما می بره و نفس کم می‌یاره. ولی مقاومت هوا که بهش پسا یا درگ می‌گیم کم می‌شه. پس نمی‌شه گفت این اتفاق ۱۰۰ % به نفع ماست یا به ضرر ماست.

اگر تا حالا با هواپیما برواز کردید، شاید از خودتون بپرسید که چرا اثری از این کم شدن فشار یا  سرد شدن دما حس نکردید! جواب این مسأله اینه که هواپیماهای مسافربری طوری ساخته میشن که مسافرها رو از اثرات این کاهش دما و فشار در امان نگه دارند. یعنی یک پمپ هوا با پمپ کردن هوای بیرون هواپیما به داخل، سعی میکنه فشار داخل رو روی مقدار مطلوب نگه داره و یک بخاری هم دمای هوا رو کنترل می‌کنه. اگر این سامانه­ها نبودند مسافرها و خود خلبان از شدت سرما و کمبود هوا بیهوش می‌شدند. برای همینه که تو هواپیماهایی که تو ارتفاع بالا پرواز می‌کنند، امکان پایین کشیدن شیشه­ی پنجره‌ها وجود نداره.


پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

لطفا معادله امنیتی را وارد کنید. * Time limit is exhausted. Please reload the CAPTCHA.