一、大氣環境
隨著航空工業的發展，飛機的性能越來越好。現在世界上飛機飛行的高度已達3萬多米，飛行的最快速度已達每小時3000多千米，飛行的最遠距離可達2萬多千米。那麼，這樣的高空，高速飛行對人將會產生什麼樣的影響呢？
為什麼乘坐氣球的人員飛到高空，會發生種種怪病，這是什麼原因？難道高空有什麼妖魔鬼怪不成！要想揭開這個謎，還得先從天天與我們打交道的大氣談起。
在我們賴以生存的地球上，周圍包著一層空氣，叫做大氣，我們既看不見它，又摸不著它。大氣的底層就是地球表麵，但上層則伸展得很遠很遠。蓋在地球上這層大氣到底有多厚？有人用人造衛星去探測，它大概可以一直延伸到6萬多千米的高空，大氣才稀薄到具有宇宙間的密度。
人類就生活在空氣海洋的最底層，但與我們關係最密切的則是我們頭頂上10~20千米以內的這一層空氣，叫做對流層。空氣在對流層裏是非常活躍的，地麵上的熱空氣不斷地上升，上麵的冷空氣則不斷地下來補充，這樣上上下下，不停地對流著，不斷地發生風、雨、雪、雹，冷熱變化。這一層的空氣占全部空氣量的3/4，並含有大量的水汽和灰塵。因此，對我們的生活影響最大，人類在這裏最適宜生存。
從對流層往上直到大約40千米高空，這一層叫做平流層。平流層裏的景色與對流層就大不相同了，空氣稀薄，大約占全部空氣量的1/5。冷熱變化不大，一年四季是晴空萬裏，氣流平穩，水汽和灰塵很少，是個靜悄悄的世界。這一層空氣阻力小，飛機在這裏飛行最適宜。可是對人則是進入了一個危險的境界，這裏隻有極稀少的氧氣，這裏也沒有人在地麵所習慣的大氣壓力，飛機把人帶到這裏，必須要有防護，否則對人就會有很大的生命危險。
上麵談到的這兩層空氣是現代飛機經常活動的地方。再往上,更高的是中間層、電離層和擴散層。那裏的空氣簡直少得可憐，1000千米高空的空氣密度，隻有地麵空氣的260億分之一，這裏還有臭氧、紫外線、宇宙射線及大大小小多得不可勝數的流星等,不要說人難以生存，就連一般飛機也去不了，它隻是人造地球衛星、宇宙火箭和飛船才能去的地方。
誰都知道，人要是把鼻子和嘴巴堵起來，用不了幾分鍾，就會憋死，這說明人不呼吸空氣就無法生存。但是人所吸入的空氣隻有一部分才是生命最必需的，那就是空氣中的氧氣。而其他部分又是些什麼氣體呢？它們各占多少呢？又有哪些特點呢？
經過科學家的不斷研究，才弄清空氣是個大家庭，由許多氣體混合組成。其中主要是氮氣，約占78%，這種氣體很難和其他東西化合；其次是氧氣，約占21%，它不僅是生命的必需品，而且非常活潑，並可以幫助燃燒；還有其他一些數量很少的惰性氣體，即氦、氖、氬、氪、氙氣和二氧化碳氣等，它們合在一起約占15%，此外，還有不多的水蒸氣、灰塵和它們雜居在一起。在距地麵19千米以下，這些氣體的組成比例是恒定的。
由於空氣是有重量的，所以就會產生一定的壓力，習慣稱為大氣壓力。如果你拿個盛滿水的玻璃杯，杯口上蓋張較厚的紙，很快地把杯口朝下，這時杯裏的水卻不會流出來。這是什麼道理呢？這主要是空氣有壓力作用在紙上，把水托住了。
那麼空氣壓力有多大呢？雖然它是既看不見也摸不到的東西，科學家還是有辦法把它算出來。在地麵上每平方厘米空氣柱的重量約為1千克，也就是說象我們一個指甲蓋那麼大小的一點地方就有約1千克重的空氣壓著，而且它相當於同等麵積760毫米水銀柱高的重量，為了便於科學上的計量，我們通常把這760毫米水銀柱高的空氣壓力，定為一個大氣壓。例如我們燒水的鍋爐蒸汽壓力可達2個大氣壓；火箭燃燒室裏的壓力可達30個大氣壓；炮彈在炮膛受到擊發的瞬間可達2000個大氣壓。
一個人體的表麵積大約為2平方米，如果按每平方厘米18牛頓的空氣壓力來計算，我們身上經常壓著近20萬牛頓的壓力，但為什麼沒有把我們壓得粉身碎骨呢？這是因為20萬牛頓壓力是均勻分布在身體內外所有表麵上。我們身體內部也有向外的壓力，也是每平方厘米9，8牛頓，它正好和外部的壓力相抵消，所以我們連一點感覺也沒有。
空氣既然是由幾種氣體混合組成的，那麼它的壓力也是由組成它的氮、氧等幾種氣體的分壓共同按比例構成的。如氧氣約占空氣的21%，所以氧氣就占大氣壓力760毫米水銀柱的21%，為159亳米水銀柱，這就是在一個大氣壓的地麵上氧氣的分壓。
大氣壓是隨著高度的增加而降低的，例如在5，7千米高空上的大氣壓隻有地麵壓力的一半，為380毫米水銀柱，氧分壓也相應地按比例降低到隻有80毫米水銀柱；16千米高空上的大氣壓隻有地麵壓力的10%，為76毫米水銀柱，氧分壓也隻有16毫米水銀柱；而32千米高空的大氣壓更小到隻有地麵的1%，氧分壓僅1，59毫米水銀柱。