航空航天的参数（航空航天知识科普）

上次小航和大家分享了温度、密度、压力三个参数与高度之间存在什么样的关系，我们明白了三个参数随高度变化的原因。在上次文章的最后呢，我们提到可以采用压强作为高度测量的输入，这样我们就可以通过测量该高度的压强来得到高度了，这也就是气压式高度表它的测量原理。

那么这节课我们就来看一下，高度和压强之间具有怎样的一一对应的关系呢？前面我们提到一种大气状态叫做标准大气，首先我们先来介绍一下什么样的大气是标准大气。

什么是标准大气呢？因为我们飞机的飞行性能和大气数据仪表的指示，都与大气状态的基本参数有密切的联系，为了便于比较飞机的性能和设计大气数据仪表，必须以一定的大气状态为标准。这种标准状态，通常取某一特定地区的气温、气压和空气密度的平均值，加以适当修订后选定的，处于这种状态的大气我们把它称为标准大气。

目前各国通用的标准大气是：

（3）对流层内气温的垂直递减率为6.5℃/km,，对流层顶界11 km处温度下降为-56.5℃；在平流层25km以下，气温不随高度变化，高度超过25km时，高度升高，气温逐渐上升，气温的垂直递升率为1℃/km。

为求得大气压力PH和高度之间的关系，也就是衡量气压随高度升高而变化的程度，一般用一个高度单位所引起的气压变化量——垂直气压梯度来衡量。我们在周围的大气选取一个底面积为S的空气柱，在这个空气柱里面选取一个高度为dH的薄空气层，我们对这个薄空气层进行受力分析。我们这个薄空气层在空气中上表面和下表面都会受到大气压力的作用，上表面和下表面大气压力之差dH再乘以底面积S就是我们这个薄空气层它所受到的大气压给它的力，即：

除了这个力，我们这个的薄空气层还受到什么力呢？是不是重力，重力怎么计算呢？体积乘以密度再乘以重力加速度，也就是：

我们这个薄空气层是处于静力平衡状态，所以这两个力是大小相等，方向相反的，我们可以写出它的受力平衡方程式：

我们对这个式子进行整理，两边消去S，整理得到：

其中：R为标准大气常数；T为温度它是随着高度的变化而不断的变化的。

即得到气压和高度关系的基本微分方程。

我们今天的分享就到这里，你明白了什么是标准大气及压力与高度之间的函数关系是怎样的出来的了吗？那么我们根据在这个原理的基础上怎样进一步计算设计出气压式高度表呢？我们下次继续分享。

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