הדפסה מבנה האטמוספירה לטייסים

לימוד טיסה מתבצע באוויר, אך לא בחלל הריק, אלא ב"אטמוספירה" שהוא שם כללי המגדיר שכבת גזים שמקיפה גוף שמיימי. כשאנו מדברים על כדור הארץ אנחנו מדברים על שכבת האוויר המקיפה את הכדור.

האוויר הוא תערובת של גזים. לצרכים התעופתיים אנו מגדירים את החלוקה של מרכיבי האטמוספירה, בצורה שחלקו היחסי של כל מרכיב נשאר קבוע בגבהים השונים של האטמוספירה ולאורך זמן. זאת אומרת, שגם בגובה רב עדיין תהיה אותה חלוקה יחסית בין מרכיבי האטמוספירה, למרות שהאוויר דליל יותר בגובה. דלילות האוויר בשכבות הגבוהות משפיעה על הכמות/המסה של הגזים אבל לא על החלק היחסי שלהם מתוך כלל האטמוספירה באותה שכבה. אגב, ההתייחסות הזאת אל מרכיבי האטמוספירה כזהים לחלוטין, מבחינת חלקם היחסי, בכל הגבהים אינה מדוייקת מבחינה מדעית, אבל לצרכים שלנו חלוקה זו היא טובה מספיק.

המרכיבים העקריים של האוויר הם חנקן וחמצן._

בממוצע, החנקן תופש 78% בערך מהאטמוספירה ואילו החמצן בערך 21%. אין לזלזל בגזים האחרים שהם בנפח יחסי של פחות מאחוז, כי חלקם לפחות חיוניים לחיים שלנו, כמו למשל האוזון שתופש רק חלקי מזערי שנמדד בחלקים של מליון אבל לא יהיו חיים על פני כדור הארץ.

יתר האוויר, שזה למעשה 1% בלבד מתוך כלל האמטמוספירה כולל בעיקר גזים כמו דו תחמוצת הפחמן CO2, אוזון O3, אבק, אירוסולים (חלקיקים הנישאים באויר), ארגון, ניאון ואדי מים.

בנקודה ה"עבה" ביותר, גובה האטמוספירה מעל פני הים הוא 500,000 רגל, אבל:

50% מהמסה של האטמוספירה נמצאת בגובה שעד 18,000 רגל מעל פני הים.

75% מהמסה של האטמוספירה נמצאת עד 36,000 רגל מעל פני הים.

 

 

 

 

לחץ וצפיפות

 

למרות משקלו הסגולי הקטן של האוויר, מפעילה שכבת האוויר לחץ ניכר על פני כדור הארץ. הלחץ הפועל על אינצ' מרובע (אינצ'=2.54 ס"מ), שווה ערך ללחץ שמפעיל עמוד מים בגובה 34 רגל (רגל=0.304 מטר).

בשעת טיסה חשוב לנו לדעת את הלחץ האטמוספירי מסיבות שונות. בין השאר, מד הגובה פועל באמצעות מדידת לחץ האוויר.

__1

את הלחץ מודדים בעזרת ברומטר. זהו מכשיר שמורכב בצנור זכוכית אטום מצידו העליון ופתוח בצד התחתון. הצד התחתון טבול בתוך כלי פתוח מלא כספית.לחץ האוויר פועל על הכספית ודוחף אותה לתוך הצינור. ככל שיש יתר לחץ – הכספית עולה יותר גבוה בתוך הצינור וכך מודדים את הלחץ.

יחידת המדידה המקובלות הן "אינצ' כספית" כלומר לאיזה גובה באינצ'ים הכספית מתרוממת בתוך הצינור הטבול בכספית. יחידת מדידה נוספת נקראת "מיליבר" או "הקטופסקאל" אך יש מדינות שבהן מודדים את הלחץ במילימטרים. בכל מקרה הרעיון דומה: לאיזה גובה מתרוממת הכספית בתוך הצינור.

 

 

 

 

ISA  

בגלל הגורמים הרבים בהם יש להתחשב בעת מדידת הלחץ לשם קביעת הגובה, נקבע תקן סטנדרטי, המבוסס על ממוצעים מסויימים. לתקן זה קוראים "האטומספירה התקנית הבינלאומית" או בשפת המקור International Standard Atmosphere. תקן זה קובע את התנאים הבאים:

  1. גובה: פני הים. 
  1. טמפ' בגובה פני הים: 15 מעלות צלזיוס. 
  1.  
  1. קצב שינוי טמפרטורה – ירידה של 2 מעלות צלזיוס לכל 1,000 רגל של עליה בגובה (עד לגבול של מינוס 56 מעלות צלזיוס גבובה של כ-36,000 רגל).

 

שאלה:

מה הטמפרטורה בגובה 10,000 רגל לפי תנאי ISA?

פתרון: 10 (כי זה גובה 10,000) כפול 2 מעלות (כי יש ירידה של 2 מעלות לכל 1,000 רגל) שווה 20 מעלות צלזיוס. לכן יש להפחית 20 מעלות מ-15 מעלות שיש בגובה פני הים ויוצא שהטמפרטורה בגובה 10,000 רגל היא מינוס 5 מעלות. 

 

spacer.png, 0 kB