国际标准大气(ISA).docVIP

概述 国际标准大气(ISA) 标准大气模型的建立 大气是指地球周围的大气层。在世界的不同地区，其特点是不同的。为此，需要采用一组平均的条件，即：国际标准大气 (ISA)。 温度模型的建立 下图(图 A1) 解释了标准大气中温度的变化： 图 A1： ISA温度 国际标准的基础是海平面温度15°C，气压 1013.25 hPa。海平面空气标准密度为 1.225 kg/m3。 在对流层顶以下，温度以恒定的速率-6.5°C/1000米 或 -1.98°C/1000英尺随着高度变化。标准的对流层顶的高度为11,000 米或 36,089 英尺。 从对流层顶向上，温度保持恒定的-56.5°C。 因此，在ISA模型中被认为是理想气体的空气具有以下特性： ( 在平均海平面 (MSL)： ISA 温度 = T0 = +15°C = 288.15 K ( 在 MSL以上对流层顶以下 (36,089 英尺)： ISA 温度 (oC) = T0 - 1.98 x [高度(英尺)/1000] 为了快速确定在给定高度的标准温度，可以使用以下的近似公式： ISA 温度 (oC) = 15 - 2 x[高度(英尺)/1000] ( 在对流层顶之上 (36，089 )： ISA 温度 = -56.5oC = 216.5 K 这个ISA模型作为一个基准，用于比较真实大气条件和相应的发动机/飞机性能。因此，在给定的高度，大气条件被表达为ISA +/- (ISA 。 例如： 让我们考虑以下条件的飞行： 高度 = 33,000 英尺 实际温度 = -41oC 在 33,000 英尺的标准温度为：ISA = 15 - 2 x 33 = -51oC， -41oC，即：比标准温度高10oC。 结论：飞行条件为ISA+10。 气压模型的建立 为了计算给定高度条件下的标准的压力P，我们进行以下假设： 对应高度，温度是标准的。 空气是理想气体。 通过测量气压得到的高度被称为气压高度（PA），可以建立一个标准(ISA)表格 (表 A1)。 图 A2：气压高度与气压的函数关系 压力 (hPa) 气压高度 (PA) FL= PA/100 (英尺) () 200 38661 11784 390 250 34000 10363 340 300 30066 9164 300 500 18287 5574 180 850 4813 1467 50 1013 0 0 0 表 A1：用表格表示的气压高度值示例 假定一个体积的气体处于静平衡，其气体状态方程为： dP = ?gdh 其中 ??= 高度 h的空气密度 g= 重力加速度 (9.80665 m/s2) dh = 体积单位的高 dP = 对应dh的压力变量 理想气体方程为： 其中 R = 通用气体常数 (287.053 J/kg/K) 结果： 在平均海平面 (MSL)： P0 = 1013.25 hPa 高于 MSL但低于对流层顶 (36,089 英尺) 其中 P0 = 1013.25 hPa (海平面的标准气压) T0 = 288 .15 K (海平面的标准温度) ( = 0.0065 oC/m g0 = 9.80665 m/s2 R = 287.053 J/kg/K h = 高度 (m) 注： 在低空，气压每降低1 hPa，气压高度大约增加 28 英尺 在对流层顶以上 (36,089 英尺)： P1 = 226.32 hPa (在 11,000米的标准气压) T1 = 216.65 K (在 11,000米的标准温度) h1 = 11，000 m g0 = 9.80665 m/s2 R = 287.053 J/kg/K h = 高度 (米) 密度模型的建立 为了计算给定高度上的标准密度 ? 空气被假设为理想气体。因此，在给定高度，可以按以下方法获得标准密度? (kg/m3) ： 其中 R = 通用气体常数 (287.053 J/kg/K) P 以百帕为单位 T 为开氏温度 在平均海平面(MSL)： ?0 = 1.225 kg/m3 国际标准大气 (ISA)表 可以按以下表A2的方式，按高度提供国际标准大气的参数（温度、压力、密度）：  高度 (英尺) (°C) 压力 压力比 ( = P/Po 密度 ( = ρ/ρo 音速 (kt) 高度 (米) hPa PSI In.Hg 40 000 39 000 38 000 37 000 36 000 - 56.5 - 56.5 - 56.5 - 56.5 - 56.3 188