航空概论（M1）
空气动力学基础
广州民航职业技术学院
P
01A
R
大气的组成和结构T
2.1.1大气的组成
?大气是由多种气体混合而成，主要成分是氮气和氧气。按体积计算
，氮气约占78%，氧气约占21%。余下1%是氩、二氧化碳、氖、氦
、氪、氢等其它气体。除了气体之外，大气中还含有水蒸气和尘埃
颗粒。
2.1.2大气层的结构
?按照大气温度随高度的分布特征，把大气层分为对流层、平流层、
中间层、热层和散逸层。
1.对流层
?对流层是贴近地球表面的一层，在地球中纬度
地区，它的顶层距地面约为11千米，在地球赤
道较高，约为17千米，在两极较低，约为7到8
千米。由于地心引力的作用，大气全部质量的
3/4和全部水蒸汽都集中在这一层，所以对流层
是天气变化最复杂的一层，有云、雨、冰雹等
现象。
?在此高度内存在空气的水平流动和垂直流动，
形成水平和垂直方向的突风；大气的物理参数
（压强、密度、温度和声速）均随高度的增加
而降低。
?这一层是航空器活动的主要区域。
2.平流层
?平流层位于对流层之上，顶层离地面约50千米。在平流层的下
半部（约20千米以下），其温度几乎不随高度而变化，常年平
均值为-56.5℃。平流层的上半部由于臭氧含量较多，能强烈吸收
紫外线辐射，随高度的增加温度开始上升，直到顶部温度上升到
0℃左右。平流层中的空气稀薄，空气密度小，飞机的空气动力
性能受到影响，操纵时飞机反应迟缓。
大型和高速喷气客机装有增压装置，可在7到13千米的对流层顶部和平流层中飞行，
这里几乎没有垂直方向的气流运动，飞机飞的平稳，而且空气稀薄，飞行阻力小，因
而飞机可以较高的速度飞行，节约燃料，经济性好。现代民航运输的大部分活动就是
在这一层中进行，超声速飞机和一些高速军用飞机，为了减少阻力，巡航在13.5到18
千米甚至更高的高空。
3.中间层
?高度在离地表50到85千米的一层，温度随高度增加而下降，到离
地表高度85千米的中间层顶，温度接近最小值，约为-80℃。在该
层空气十分稀薄，又出现比较强的垂直对流作用。
4.电离层
?中间层之上，上界可达800千米以上的大气层，又称为热层。电离
层中的空气处于高度的电离状态，氮氧分子电离成为离子和自由电
子，带有很强的导电性，能吸收、反射和折射无线电波。所以这一
层对无线电通信很重要。由于空气电离和太阳辐射，这一层的温度
很高，并随着高度增加而上升，所以电离层也被称为热层。这一层
的空气密度极小，声波已经无法传播。
5.散逸层
?散逸层是大气的最外层，从电离层顶部到大气层的最外缘。由于大
气向上越来越稀薄，地心引力减弱，以致一个气体质点被碰撞出这
层后，就很难有机会再被上层气体撞回来，而进入宇宙空间了。散
逸层是一层相当厚的过渡层，其高度约为2000到3000千米，该层
温度也随高度增加而升高。
版权所有