Стандартная атмосфера США - U.S. Standard Atmosphere

Сравнение графика геометрической высоты по стандарту атмосферы США 1962 года в зависимости от плотности воздуха , давления , скорости звука и температуры с приблизительными высотами различных объектов.

Стандарт США Атмосфера является статической моделью атмосферы того , как давление , температура , плотность и вязкость из атмосферы Земли изменения в широком диапазоне высот или возвышений . Модель, основанная на существующем международном стандарте, была впервые опубликована в 1958 году Комитетом США по распространению на стандартную атмосферу и обновлялась в 1962, 1966 и 1976 годах. Она в значительной степени соответствует методологии Международного стандарта атмосферы , отличаясь от нее. в основном в предполагаемом распределении температуры на больших высотах.

Визуализация объемного состава атмосферы Земли. Водяной пар не включен, так как он сильно варьируется. Каждый крошечный кубик (например, представляющий криптон) имеет одну миллионную часть объема всего блока. Данные взяты из НАСА в Лэнгли .

Методология

Математическая модель USSA делит атмосферу на слои с предполагаемым линейным распределением абсолютной температуры T в зависимости от геопотенциальной высоты h . Два других значения (давление P и плотность ρ ) вычисляются путем одновременного решения уравнений, полученных из:

, и

на каждую геопотенциальную высоту, где г является стандартным ускорением силы тяжести , а R удельным является удельным газовым постоянным для сухого воздуха.

Плотность воздуха должна быть рассчитана для определения давления и используется при расчете динамического давления для движущихся транспортных средств. Динамическая вязкость является эмпирической функцией температуры, а кинематическая вязкость рассчитывается путем деления динамической вязкости на плотность.

Таким образом, стандарт состоит из таблицы значений на различных высотах, а также некоторых формул, по которым эти значения были получены.

Чтобы моделировать условия ниже среднего уровня моря , тропосфера фактически расширена до −2000 футов (−610 м), где температура составляет 66,1 ° F (18,9 ° C), давление составляет 15,79 фунта на квадратный дюйм (108900 Па) и Плотность составляет 0,08106 фунтов на кубический фут (1,2985 кг / м 3 ).

Версия 1962 года

Основные предположения, сделанные для версии 1962 года, были:

Версия 1976 года

Это самая последняя версия и отличается от предыдущих версий только выше 51 км:

Нижний индекс b Геопотенциальная
высота над MSL
Статическое давление Стандартная температура
(K)
Температурный интервал
(м) (футы) (паскали) (дюйм рт. ст.) (К / м) (К / фут)
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

Стандартная модель атмосферы США.png

Смотрите также

Ссылки

Документы

  • Расширение США до стандартной атмосферы ИКАО, Типография правительства США, Вашингтон, округ Колумбия, 1958.
  • Стандартная атмосфера США, 1962 год, Типография правительства США, Вашингтон, округ Колумбия, 1962 год.
  • Стандартные добавки к атмосфере США, 1966, Типография правительства США, Вашингтон, округ Колумбия, 1966.
  • Стандартная атмосфера США , 1976 г., Типография правительства США, Вашингтон, округ Колумбия, 1976 г. (размер связанного файла 17 МБ).

внешние ссылки