Atmosfera wzorcowa
Atmosfera wzorcowa, atmosfera standardowa (ang. International Standard Atmosphere, ISA) – pionowy, umowny rozkład ciśnienia, temperatury, gęstości i lepkości kinematycznej powietrza oraz prędkości dźwięku przyjęty za wzorzec międzynarodowy do porównywania wyników badań statków powietrznych i zespołów napędowych przeprowadzanych w różnych warunkach. Parametry atmosfery wzorcowej są obliczane przy założeniu, że atmosfera jest układem statycznym, powietrze jest gazem suchym, a jego skład chemiczny nie zależy od wysokości. Ponadto przyjmuje się stałe wartości graniczne dla wysokości równej poziomowi morza:
- temperatura: = 288,15 K (15 °C)
- ciśnienie: = 1013,25 hPa
- gęstość: = 1,2255 kg/m³
- lepkość kinematyczna: = 1,461·10−5 m²/s
- prędkość dźwięku: = 340,3 m/s
- pionowy gradient temperatury do 11 km wynoszący –6,5 K/km (°C/km), od 11–20 km temperatura jest stała (–56,5 °C), a od 20 do 32 km dodatni gradient wynoszący 1 K/km (°C/km).
Do obliczania parametrów atmosfery wzorcowej do 11 000 m przyjmuje się wzory:
- temperatura:
- ciśnienie:
- gęstość:
- prędkość dźwięku:
Wiele przyrządów jest skalowanych w oparciu o założenia atmosfery wzorcowej, np. wysokościomierze barometryczne wskazujące wysokość na podstawie ciśnienia statycznego.
Warstwy atmosfery wzorcowej
Model ISA dzieli atmosferę na warstwy według liniowych zmian temperatury z wysokością (stałego gradientu temperatury)[1]. Inne wartości są obliczane z podstawowych stałych fizycznych i relacji między nimi. Standard składa się z tabeli wartości w podstawie warstwy, gradientu temperatury w warstwie[2][3].
| Warstwa | Nazwa sfery | Geopotencjalna wysokość podstawy (w m) | Wysokość podstawy geometryczna (w m) | Gradient temperatury (w °C/km) | Temperatura podstawy (w °C) | Ciśnienie w podstawie (w Pa) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 | troposfera | 0,0 | 0,0 | −6,5 | 15,0 | 101 325 |
| 1 | tropopauza | 11 000 | 11 019 | +0,0 | −56,5 | 22 632 |
| 2 | stratosfera | 20 000 | 20 063 | +1,0 | −56,5 | 5474,9 |
| 3 | stratosfera | 32 000 | 32 162 | +2,8 | −44,5 | 868,02 |
| 4 | stratopauza | 47 000 | 47 350 | +0,0 | −2,5 | 110,91 |
| 5 | mezosfera | 51 000 | 51 413 | −2,8 | −2,5 | 66,939 |
| 6 | mezosfera | 71 000 | 71 802 | −2,0 | −58,5 | 3,9564 |
| 7 | mezopauza | 84 852 | 86 000 | – | −86,2 | 0,3734 |
Przypisy
- ↑ Gyatt, Graham (2006-01-14): „The Standard Atmosphere”. A mathematical model of the 1976 U.S. Standard Atmosphere.
- ↑ D.J. Auld, K. Srinivas: Properties of the Atmosphere. 2008. [dostęp 2010-12-11].
- ↑ G.K. Batchelor, An Introduction to Fluid Dynamics, Cambridge Univ. Press, 1967.
Linki zewnętrzne
- http://www.desktopaero.com/appliedaero/appendices/stdatm.html – Standard Atmosphere Computations
- https://web.archive.org/web/20081027161831/http://aero.stanford.edu/StdAtm.html – Standard Atmosphere Computations
Media użyte na tej stronie