1.7. Международная стандартная атмосфера
Изменение основных параметров воздуха (давления, температуры и плотности) влияет на величину сил, возникающих при движении самолета в воздушном потоке. Поэтому при полетах в разных метеорологических и климатических условиях изменяются летные и аэродинамические характеристики самолетов.
Чтобы охарактеризовать летные и аэродинамические данные самолетов при одинаковых параметрах воздуха, всеми странами принята единая Международная стандартная атмосфера (МСА). Таблица МСА составлена на основании среднегодовых условий средних широт (широта около 45°) на уровне моря при влажности нуль процентов и следующих параметрах воздуха:
барометрическое давление В =760 мм рт. ст. (Ро= 10330 кгс/м2);
температура t=+15°C (То=288 К);
массовая плотность ρо=0,125 кгс см4;
удельный вес ρ =1,225 кгс/см3.
Согласно МСА температура воздуха в тропосфере падает на 6,5°С на каждые 1000 м. в данном учебнике приводится часть таблицы МСА до высоты 5 км. Зависимость параметров стандартной атмосферы Земли (СА-64 ГОСТ 4401-64) приведены в таблице 2.
Таблица 2
ПАРАМЕТРЫ СТАНДАРТНОЙ АТМОСФЕРЫ ЗЕМЛИ (СА-64 ГОСТ 4401-64)
Элемент |
Модель |
Описание |
Ускорение силы тяжести |
|
RЗ = 6371210 м – радиус Земной сферы, H – фактическая высота на уровнем моря, g0= 9,80665 м/с2 – ускорение силы тяжести у поверхности Земли (H=0), g – ускорение силы тяжести на высоте H. |
Геопотенциальная высота |
|
– геопотенциальная высота. |
Температура воздуха |
|
T0 = 288,15К – температура на уровне моря (Н=0), T11 = 216,66К – температура на высоте 11 км, = 0,00651122 – вертикальный градиент температуры. |
Атмосферное давление |
|
P0 = 1,01325 бар – атмосферное давление на уровне моря (760 мм рт. ст.), P11 – атмосферное давление на высоте 11 км, рассчитанное по первой формуле (0..11 км), R = 287,053 Дж/(кг*K) – универсальная газовая постоянная, g – ускорение силы тяжести на высоте H, 11 – геопотенциальная высота, соответствующая высоте H=11 км |
Плотность воздуха (формула для моделирования СА-64) |
|
0 = 0,1225 кг/м3 – плотность воздуха на уровне моря, 11 – плотность воздуха на высоте 11 км, рассчитанная по первой формуле (0..11 км). |
Плотность воздуха (универсальная формула) |
|
P – атмосферное давление на высоте H, Т – температура воздуха на высоте H. |
Скорость звука |
|
Т – температура воздуха на высоте H, a – скорость звука (м/с). |
Барометрическая высота |
|
Т – температура воздуха на высоте H, P – атмосферное давление на высоте H. |
Барическая ступень |
|
t – температура в С (t = T-273,15), p – атмосферное давление в мм.рт.ст. (p=P*760/P0) на высоте H. |
Международная стандартная атмосфера используется при градуировании пилотажно-навигационных и других приборов, при инженерных и конструкторских расчетах.