Americká standardní atmosféra - U.S. Standard Atmosphere

The Americká standardní atmosféra je statický atmosférický model jak tlak, teplota, hustota, a viskozita z Atmosféra Země změnit v širokém rozsahu nadmořské výšky nebo výšky. Model, založený na existujícím mezinárodním standardu, byl poprvé publikován v roce 1958 americkým výborem pro rozšíření standardní atmosféry a byl aktualizován v letech 1962, 1966 a 1976. Metodika je do značné míry konzistentní s Mezinárodní standardní atmosféra, lišící se hlavně předpokládaným rozložením teploty ve vyšších nadmořských výškách.

Metodologie
USSA matematický model rozděluje atmosféru na vrstvy s předpokládaným lineárním rozdělením absolutní teplota T proti geopotenciální nadmořská výška h.[2] Další dvě hodnoty (tlak P a hustota ρ) jsou počítány pomocí simultánní řešení rovnic vyplývající z:
- the vertikální kolísání tlaku, který se týká tlaku, hustoty a geopotenciální výšky (za použití standardního tlaku 101 325 pascalů (14 696 psi) při průměrná hladina moře jako okrajová podmínka ):
- , a
- the zákon o ideálním plynu v molární forma, která se týká tlaku, hustoty a teploty:
v každé geopotenciální výšce, kde G je standardní gravitační zrychlení, a Rcharakteristický je konstanta specifického plynu pro suchý vzduch.
Aby se vyřešil tlak, musí být vypočítána hustota vzduchu a je použita při výpočtu dynamický tlak pro jedoucí vozidla. Dynamická viskozita je empirická funkce teploty a kinematická viskozita se vypočítá vydělením dynamické viskozity hustotou.
Standard tedy sestává z tabulky hodnot v různých nadmořských výškách a několika vzorců, z nichž byly tyto hodnoty odvozeny.
Umožnit modelování podmínky pod průměrnou hladinou moře, troposféra je ve skutečnosti rozšířena na -210 stop (610 m), kde teplota je 18,1 ° C, tlak je 108 900 Pa a hustota je 0,08 106 liber na kubickou stopu ( 1,2985 kg / m3).
Verze 1962
Základní předpoklady učiněné pro verzi z roku 1962 byly:[3]
- vzduch je čistý, suchý, perfektní plyn směs (Cp/Cproti = 1.40)
- molekulární váha na 90 km 28,9644 (stupnice C-12)
- Předpokládá se, že hlavní složky hladiny moře jsou:
- přiřazené průměrné podmínky v hladina moře jsou následující:
Verze 1976
Toto je nejnovější verze a liší se od předchozích verzí pouze nad 51 km:
Dolní index b | Geopotenciál výška nad MSL[4] | Statický tlak | Standardní teplota (K) | Teplotní prodleva | |||
---|---|---|---|---|---|---|---|
(m) | (ft) | (pascaly) | (inHg) | (K / m) | (K / ft) | ||
0 | 0 | 0 | 101325 | 29.92126 | 288.15 | -0.0065 | -0.001981 |
1 | 11,000 | 36,089 | 22632.1 | 6.683245 | 216.65 | 0.0 | 0.0 |
2 | 20,000 | 65,617 | 5474.89 | 1.616734 | 216.65 | 0.001 | 0.0003048 |
3 | 32,000 | 104,987 | 868.019 | 0.2563258 | 228.65 | 0.0028 | 0.0008534 |
4 | 47,000 | 154,199 | 110.906 | 0.0327506 | 270.65 | 0.0 | 0.0 |
5 | 51,000 | 167,323 | 66.9389 | 0.01976704 | 270.65 | -0.0028 | -0.0008534 |
6 | 71,000 | 232,940 | 3.95642 | 0.00116833 | 214.65 | -0.002 | -0.0006096 |
Viz také
Reference
- ^ Geometrická nadmořská výška vs. teplota, tlak, hustota a rychlost zvuku odvozená z americké standardní atmosféry z roku 1962.
- ^ Gyatt, Graham (2006-01-14): „Standardní atmosféra“. Matematický model standardní atmosféry USA z roku 1976.
- ^ Tuve, George Lewis; Bolz, Ray E. (1973). Příručka tabulek CRC pro aplikovanou vědu o inženýrství. Boca Raton: CRC Press. ISBN 0-8493-0252-8.
- ^ US Standard Atmosphere, 1962, U.S. Government Printing Office, Washington, D.C., 1962
Dokumenty
- Rozšíření USA na standardní atmosféru ICAO, U.S. Government Printing Office, Washington, DC, 1958.
- US Standard Atmosphere, 1962, U.S. Government Printing Office, Washington, D.C., 1962.
- US Standard Atmosphere Supplements, 1966, U.S. Government Printing Office, Washington, DC, 1966.
- Americká standardní atmosféra, 1976, U.S. Government Printing Office, Washington, D.C., 1976 (propojený soubor je 17 MB).