密度高度以及其與溫度、濕度、大氣壓力的關(guān)系
密度高度
和非標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下的空氣動力學(xué)性能有關(guān)的更合適的術(shù)語是密度高度- 對應(yīng)于特定空氣密度時的標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下的高度。
密度高度是經(jīng)非標(biāo)準(zhǔn)溫度修正后的壓力高度。當(dāng)空氣的密度增加(較低的密度高度)時，飛機(jī)性能增加，相反地，隨著空氣密度降低(較高的密度高度)時，空氣性能降低。空氣密度的下降意味著高密度高度；空氣密度增加意味著較低的密度高度。密度高度用于計(jì)算性能。在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下，大氣中每個高度上的空氣都有特定的密度，且在標(biāo)準(zhǔn)條件下，壓力高度和密度高度表示的高度相同。因而，密度高度是標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下給定密度位置在海平面上的垂直距離。
密度高度的計(jì)算必須要考慮壓力(壓力高度)和溫度。因?yàn)槿魏胃叨壬巷w機(jī)性能是基于標(biāo)準(zhǔn)白天條件下的空氣密度，應(yīng)用到空氣密度高度的這個性能數(shù)據(jù)可能和高度計(jì)指示不一致。在高于或者低于標(biāo)準(zhǔn)的條件下，這些高度不能直接從高度計(jì)來計(jì)算。
密度高度先通過首次測得的壓力高度來計(jì)算，然后為非標(biāo)準(zhǔn)溫度的變化而修正這個高度。由于密度直接隨壓力而變化，隨溫度相反地變化，允許密度變化的時候一個給定的壓力高度可能存在于很大范圍的溫度 內(nèi)。然而，一個已知的密度會在任何一個溫度和壓力高度下發(fā)生。當(dāng)然，空氣的密度對飛機(jī)和發(fā)動機(jī)性能有明顯的影響。不管飛機(jī)運(yùn)行的實(shí)際高度是多少，它會表現(xiàn)出好像它運(yùn)行在一個等于當(dāng)前密度高度的高度上。
例如，當(dāng)設(shè)定為29.92時，高度計(jì)可能指示壓力高度為5000英尺。根據(jù)飛機(jī)飛行手冊/飛行員操作手冊，在標(biāo)準(zhǔn)溫度條件下 起飛時的地面滑跑可能要求距離為790英尺。然而，如果溫度是標(biāo)準(zhǔn)之上的20攝氏度，空氣的膨脹提高了密度高度。使用表格或者圖表中的溫度修正數(shù)據(jù)或者用計(jì)算機(jī)得出密度高度，可能發(fā)現(xiàn)密度高度是7000英尺，需要的地面滑跑距離可能會接近1000英尺。
空氣密度受高度，溫度和濕度變化的影響。高密度高度指的是稀薄空氣而低密度高度指的是稠密的空氣。導(dǎo)致高密度高度的條件是高海拔高度，低大氣壓力，高溫，高濕度或者這些因素的某些組合。低海拔高度，高大氣壓力，低溫和低濕度是低密度高度的更明顯預(yù)兆。
使用飛行計(jì)算器，密度高度可以通過輸入壓力高度和飛行高度上的外部空氣溫度來計(jì)算。密度高度也可以通過參考如圖9-3和9-4的表格和圖表來計(jì)算。
壓力對密度的影響
因?yàn)榭諝馐菤怏w，它可以被壓縮或膨脹。當(dāng)空氣被壓縮時，一定的體積就可以包含更多質(zhì)量的空氣。相反地，當(dāng)作用于一定體積的空氣的壓力降低時，空氣就會膨脹，占據(jù)更大的空間。即，原來的空氣柱在低壓力時包含的空氣質(zhì)量更少。換句話說，密度降低了。實(shí)際上，密度直接和壓力成比例。如果壓力加倍，密度也加倍，且如果壓力下降了，密度也就降低。這個結(jié)論只在恒溫時才成立。
溫度對密度的影響
物質(zhì)的溫度增加會降低它的密度。相反地，降低溫度會增加密度。因此，空氣密度和溫度相反變化。這個結(jié)論只在恒溫時成立。
在大氣中，溫度和壓力都隨高度而降低，對密度有相反的影響。然而，高度增加時壓力的明顯快速下降通常是主要的影響。因此，飛行員可以預(yù)期密度隨高度而降低。
濕度(潮濕)對密度的影響
前面的幾段文字假設(shè)空氣是完全干燥的。實(shí)際上，它從來不是完全干燥的。在大氣中懸浮的少量水蒸氣在某些情況下幾乎可以忽略不計(jì)，但是在其他情況下，濕度可能變成飛機(jī)性能中的一個重要因素。水蒸氣比空氣輕；進(jìn)而，潮濕的空氣比干燥的空氣輕。因此，空氣中的水份增加時，空氣密度會降低，密度高度增加，降低了性能。當(dāng)在一組設(shè)定條件下，空氣可以變得最輕，它含有最多的水蒸氣。
濕度，也稱為“相對濕度”，是指大氣中的水蒸汽含量，用空氣可以包含的最多水蒸氣的百分比來表示。這個含量隨著溫度而變化，暖空氣可以含有更多的水蒸氣，而冷空氣包含的更少。完全干燥的空氣不包含水蒸氣，其相對濕度為0%，而飽和的空氣則不能再吸收更多的水蒸汽，其相對濕度為100%。在計(jì)算密度高度和飛機(jī)性能時，單獨(dú)的濕度不被看作一個重要因素；然而，它確實(shí)有影響。
溫度越高，空氣就可以含有更多的水蒸氣。當(dāng)比較兩個獨(dú)立的空氣團(tuán)時，第一個是溫暖且潮濕的(這兩個屬性都使空氣趨向變輕)，第二個氣團(tuán)冷且干燥(兩個屬性讓它變的更重)，第一個氣團(tuán)必定沒有第二個稠密。壓力，溫度和濕度對飛機(jī)性能有很大的影響，因?yàn)樗鼈儗γ芏扔杏绊憽]有簡單規(guī)則或者圖表來計(jì)算濕度對密度高度的影響，因此可以這樣考慮，在高濕度條件下總體性能會預(yù)期下降。
