 |
Теоретические вопросы прыжка с парашютом
|
|
|
|
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ПРЫЖКА С ПАРАШЮТОМ
АТМОСФЕРА И ЕЕ СВОЙСТВА
С момента отделения от самолета до приземления парашютист находится в воздушной среде. Поэтому для успешного выполнения прыжка ему необходимо знать основные свойства воздуха, влияние этих свойств на исход прыжка. Зная основные свойства воздуха и некоторые законы механики и аэродинамики, можно точно рассчитать любой параметр прыжка с парашютом на всех этапах парашютирования.
Газообразная оболочка, окружающая земной шар, называется атмосферой (от греческих atmos-воздух и sphaira-шар). Атмосфера простирается до высоты свыше 1000 км. Ее обычно делят на тропосферу, непосредственно прилегающую к земной поверхности, стратосферу и ионосферу. Пограничный слой в 1-2 км между тропосферой и стратосферой называют иногда тропопаузой
Тропосфера простирается над полюсами до высоты 8 км, над экватором - 17 км и в средних широтах - 11 км. Для тропосферы характерно резкое уменьшение давления и постепенное понижение температуры воздуха с увеличением высоты. Начиная с тропопаузы, дальнейшее падение температуры прекращается. Выше тропопаузы, а при ее отсутствии - непосредственно от верхней границы тропосферы - начинается стратосфера.
В нижней части стратосферы до высоты 25 км наблюдается постоянство или незначительное возрастание температуры с увеличением высоты. Ветры в стратосфере устойчивы, облачности и туманов почти нет.
Начиная с 25 км в стратосфере наблюдается повышение температуры. На высоте около 40 км она становится равной 0° С и достигает 40-60° С на высоте около 60 км. Выше 60 км и до 80 км начинается спад температуры, который затем прекращается, и температура вновь растет до высоты 200 км. С высоты 80-; 85 км начинается ионосфера, отличающаяся 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 и гелий. Кроме газов, составляющих воздух, в атмосфере земного шара находится ряд примесей: вода во всех состояниях, споры растений, продукты горения, углекислота и другие. Содержание их непостоянно и зависит от времени года, земного ландшафта, состояния атмосферы. Например, при пыльной буре мелкие частицы земли могут подниматься на высоту до 2 км и более.
Давление.
Воздух имеет массу и давит на поверхность земли с определенной силой. Давлением называется сила, приходящаяся на единицу поверхности. Эта сила обозначается буквой р.
В механике давление обычно измеряется в кгс/см2. Давление в 1 кгс на 1 см2 принято называть технической атмосферой. В аэродинамике давление измеряется в мм ртутного столба. Известно, что на уровне моря, при температуре плюс 15° С воздух давит на поверхность земли с силой 1 кгс на 1 см2. С такой же силой давит столб ртути высотой 760 мм. Такое давление принято считать нормальным *.
В зависимости от температуры и влажности воздуха меняется его плотность, что, в свою очередь, вызывает изменение давления. С подъемом на высоту давление понижается в строго определенной закономерности. Это дает возможность заранее определить, каким оно будет на той или иной высоте.
Свойство давления изменяться в зависимости от высоты используется в анероидно-мембранных устройствах: высотомерах, приборах автоматического раскрытия парашюта.
Плотность воздуха.
Одним из факторов, влияющих на скорость падения парашютиста в воздушной среде и скорость парашютирования, т. е. снижения с раскрытым парашютом, является плотность воздуха. Плотность воздуха - это масса его, соизмерения силы. 1 атм =1 -; =98 100 Па. 1 мм рт. ст =133 Па. см2 держащаяся в единице объема. Масса тела измеряется в кг, а объем - в м3.
|
|
|
Опытным путем установлено, что 1 м3 воздуха при нормальных условиях (температуре плюс 15° С и давлении 760 мм рт. ст. ) имеет массу 1, 225 кг, т. е. плотность его равна
р = 1, 225 кг/м3.
* В принятой в настоящее время международной системе единиц СИ, давление измеряется в Паскалях 1 Па=1 -, где Н – ньютон – единица измерения силы. 1 атм = 1 = 98100 Па. 1 мм рт. ст. = 133 Па.
Плотность воздуха - величина непостоянная. Она меняется с изменением температуры и давления.
Если плотность воздуха у поверхности земли равна 1, 225 кг/м3, то на высоте 6500 м она будет составлять всего 0, 612 кг/м3, т. е. вдвое меньше. Это значит, что 1 м3 воздуха на этой высоте содержит вдвое меньше кислорода.
На высотах свыше 4000 м для выполнения прыжков с парашютом необходима специальная кислородная аппаратура. Плотность воздуха влияет не только на дыхание. От нее зависит характер работы парашюта. Чем меньше плотность воздуха, тем больше скорость снижения парашютиста.
Влажность.
Влажностью называется количество содержащегося в воздухе водяного пара. Абсолютной влажностью называется количество пара, содержащееся в 1 м3 воздуха. Воздух может содержать в себе только определенное количество влаги. При избытке ее образуются туман, роса, облака. Степень насыщения воздуха влагой зависит от температуры. С повышением температуры растет способность воздуха содержать в себе водяные пары. Для характеристики состояния воздуха пользуются относительной влажностью, т. е. отношением абсолютной влажности к количеству пара, насыщающего единицу объема воздуха при данной температуре.
Относительная влажность измеряется специальными приборами - гигрометрами и психрометрами и выражается в %.
Если 1 м3 воздуха содержит 0, 012 кг влаги, а для насыщения его паром при данной температуре требуется 0, 015 кг, то относительная влажность будет равна
100 % = 80%
При температуре +15° С нормальной считается влажность 40-60%.
|
|
|
