Standard atmosfære

fra Wikipedia, den gratis encyklopædi
Spring til navigation Spring til søgning

Standardatmosfæren , normal atmosfære eller standardatmosfære er et udtryk fra luftfarten og beskriver idealiserede egenskaber ved jordens atmosfære .

International Standard Atmosphere (ISA) er defineret af International Civil Aviation Organization (ICAO). Det repræsenterer en atmosfære, hvor variablerne lufttryk, lufttemperatur, luftfugtighed og temperaturfald pr. 100 m højde har værdier, der er omtrent lig med middelværdierne på jorden. Den internationale standardatmosfære svarer således nogenlunde til de tryk- og temperaturforhold (15 ° C og 1013,25 hPa ), der hersker på midterbreddegrader på 40 ° nord . Hensigten er at skabe en internationalt ensartet referenceværdi og ikke at give en nøjagtig beskrivelse af den aktuelle, lokale atmosfære. Den internationale standardatmosfære svarer til den amerikanske standardatmosfære i 1976 op til en højde på 20 km.

Tidligere blev en standard kendt som International Standard Atmosphere brugt. I Tyskland var der også DIN 5450 standardatmosfære , i 1975 blev standardatmosfæren specificeret i DIN ISO 2533.

brug

luftfart

Standard atmosfære

De definerede egenskaber er z. B. havde brug for at korrigere ydeevne værdier af en motor kører i en prøvestand til en neutral standard og at være i stand til at fremsætte en erklæring om, hvorvidt denne motor producerer nok fremstød for at accelerere et fly tilstrækkeligt på landingsbanen .

Brug af en standardatmosfære er nødvendig for at beregne ydelsesdata for fly , motorer og raketter . Det bruges også til at kalibrere trykmåleudstyr såsom højdemåler og speedometer .

Følgende betingelser gælder for disse ved middel havniveau :

parameter metrisk målesystem kejserlige målesystem
Fugtighed / H 2 O 0 rel. % 0
Tryk p 0 1013,25 hPa 29,92 inHg
Tæthed ρ 0 1.225 kg / m 3 0,002378 slug / ft 3
Temperatur T 0 15 ° C / 288,15 K 59 ° F / 518,67 ° R
Lydets hastighed a 0 340 m / s 1116,4 ft / s
Tyngdekraft 9.80665 m / s 2 32.174 ft / s 2

Klassificeringen af ​​atmosfæren er også beskrevet. Her gælder følgende:

Temperaturen i en højde under tropopausen kan beregnes ved hjælp af følgende formel:

Meter systemet:

Imperial system:

Højdenheden (Meter eller fod) forkortes med længdeenheden af ​​temperaturgradienten eller resulterer i en ekstra omregningsfaktor.

Terrestrisk brydning

Lignende modeller

Amerikansk standardatmosfære 1976

ICAO (International Civil Aviation Organization) definerede en generelt anvendelig og bindende standardatmosfære for luftfart i 1976 med ICAO -dokument 7488 [1] . [2] Dette erstatter en tidligere version fra 1962. Følgende er defineret som ensartede forhold på havoverfladen, der svarer til et gennemsnitligt niveau af moderate breddegrader:

Temperaturprofilen med højden er defineret i henhold til følgende tabel med lineær interpolation mellem de eksplicit definerede niveauer. Det øverste niveau er også den øvre grænse for denne model.

Standardatmosfære 1976 op til 90 km højde
Standardatmosfære 1976
geopot. Højde h
i m
geometri. Højde z
i m
Temperatur T
i ° C
Lufttryk s
i Pa
00.00 0 00.00 0 - 15 , 0 101.325 , 0000
11.000 11.019 −56,5 0 22.632 , 0000
20.000 20.063 −56,5 00 5.474,9 000
32.000 32.162 −44,5 000 868,02 00
47.000 47.350 0 -2,5 000 110,91 00
51.000 51.413 0 -2,5 000,0 66,939 0
71.000 71.802 −58,5 000,00 3,9564
84.852 86.000 −86,2 000,00 0,3734

Desuden er følgende værdier defineret som konstanter:

  • Gravitationsacceleration g 0 : 9.80665 m / s² (svarer nogenlunde til den reelle værdi ved 45 ° breddegrad ved havets overflade)
  • Jordradius R jord : 6 356 766 m (mindre end den sande middelradius for at tage højde for det noget stejlere fald i gravitationsacceleration ved omdannelse af geopotential til geometriske højder - på grund af roterende centrifugalkraft sammenlignet med en stationær jorden)
  • Molens masse M i luften: 28.9644 g / mol (standardatmosfæren indeholder ikke vanddamp )
  • Universal gas konstant R * : 8,31432 J / (mol K)

Lufttætheden ved havniveau er beregnet til 1.225 kg / m³.

Det antages, at luften opfylder visse love på en ideel måde, især den generelle gasligning . Dette gør det muligt at beregne det højdeafhængige lufttryk. Den internationale barometriske formel for højde opnås således for bundlaget. For lag med en lineær temperaturprofil er resultatet den barometriske højdeformel med en lineær temperaturprofil .

Standardatmosfæren arbejder med standardtrykområder i de geopotentiale højder , da accelerationen på grund af tyngdekraften antages at være uafhængig af højde: . I lave højder svarer disse temmelig godt til de ellers sædvanlige geometriske højder, men i højere højder i stedet for den geometriske højde z skal den geopotentiale højde h , som svarer til det ovennævnte homogent forestillede tyngdefelt , bruges i stedet for det geometriske højde z . Forholdet mellem de to højder er givet ved:

Jacchia reference atmosfære

Jacchia -referenceatmosfæren, som især bruges til rumrejser , beskriver en atmosfæremodel, der definerer atmosfæriske værdier som temperatur, tæthed, tryk og andre i højder på 90 til 2.500 km. I modsætning til den internationale standardatmosfære tages der også hensyn til forskellige værdier afhængigt af breddegrad og årstid samt geomagnetiske og solvirkninger . Derudover skal der bruges en yderligere atmosfæremodel til lavere højder.

Jacchia -referenceatmosfæremodellen blev første gang udgivet i 1970 af Luigi Giuseppe Jacchia og opdateret i 1971 og 1977. Det er baseret på aerodynamiske trækdata fra rumflyvninger.

NRLMSISE-00 model

Den nyere NRLMSISE-00- model fra 2000 giver referenceværdier for højder fra jordoverfladen til rummet.

Se også

Individuelle beviser

  1. @ 1 @ 2 Skabelon: Toter Link / de.scribd.com ( siden er ikke længere tilgængelig , søg i webarkiver : ICAO originaldokument 7488, 3. udgave fra 1993 (op til 80 km højde) )
  2. ICAO standardatmosfære 1976 @ 1 @ 2 skabelon: Toter Link / www.deutscher-wetterdienst.de ( siden er ikke længere tilgængelig , søg i webarkiver ) Info: Linket blev automatisk markeret som defekt. Kontroller venligst linket i henhold til instruktionerne, og fjern derefter denne meddelelse. (PDF; 89 kB) Arkiveret kopi ( erindring om originalen fra 16. september 2012 i internetarkivet ) Info: Arkivlinket blev indsat automatisk og er endnu ikke kontrolleret. Kontroller det originale og arkivlink i henhold til instruktionerne, og fjern derefter denne meddelelse. @ 1 @ 2 Skabelon: Webachiv / IABot / home.anadolu.edu.tr (PDF; 480 kB)

Weblinks

Wikibooks: Hydrostatics formelsamling - lærings- og undervisningsmateriale