Стандартная атмосфера США — это статическая модель атмосферы , показывающая, как давление , температура , плотность и вязкость земной атмосферы изменяются в широком диапазоне высот . 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. По методологии она во многом соответствует Международной стандартной атмосфере , отличаясь главным образом в предполагаемом распределении температуры на больших высотах.
Визуализация объемного состава атмосферы Земли. Водяной пар не учитывается, поскольку он сильно варьируется. Каждый крошечный кубик (например, представляющий криптон) имеет одну миллионную часть объема всего блока. Данные предоставлены НАСА в Лэнгли.
изменение вертикального давления , которое связывает давление, плотность и геопотенциальную высоту (с использованием стандартного давления 101 325 паскалей (14,696 фунтов на квадратный дюйм) на среднем уровне моря в качестве граничного условия ):
, и
закон идеального газа в молярной форме, который связывает давление, плотность и температуру:
Плотность воздуха необходимо рассчитать, чтобы определить давление, и она 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 обеспечить моделирование условий 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 фунтов на квадратный дюйм (108 900 Па), а плотность составляет 0,08106 фунтов на кубический фут (1,2985 кг/м 3 ).
Версия 1962 года
Основные предположения, сделанные для версии 1962 года, были: [3]
R * = 1545,31 фут⋅фунт/(фунтмоль⋅°R) = 8,31432 Дж/(моль⋅К).
Федеральные авиационные правила определяют стандартную атмосферу в 14 CFR 1.1 со ссылкой на Стандартную атмосферу США 1962 года (таблицы геопотенциальных высот).
Версия 1976 года
Это самая последняя версия и отличается от предыдущих только на дистанции выше 51 км:
^ Геометрическая высота в зависимости от температуры, давления, плотности и скорости звука, полученная на основе Стандартной атмосферы США 1962 года.
^ Гьятт, Грэм (14 января 2006 г.): «Стандартная атмосфера». Математическая модель стандартной атмосферы США 1976 года.
^ Туве, Джордж Льюис; Больц, Рэй Э. (1973). Справочник CRC по таблицам для прикладных технических наук . Бока-Ратон: CRC Press . ISBN 0-8493-0252-8.
^ Стандартная атмосфера США, 1962 г., Типография правительства США, Вашингтон, округ Колумбия, 1962 г., https://www.ngdc.noaa.gov/stp/space-weather/online-publications/miscellaneous/us-standard-atmSphere-1976/ нам-стандарт-атмосфера_st76-1562_noaa.pdf
Документы
Расширение США до стандартной атмосферы ИКАО, типография правительства США, Вашингтон, округ Колумбия, 1958 г.
Стандартная атмосфера США, 1962 г., типография правительства США, Вашингтон, округ Колумбия, 1962 г. [1]
Дополнения к стандартной атмосфере США, 1966 г., типография правительства США, Вашингтон, округ Колумбия, 1966 г.
Стандартная атмосфера США, 1976 г., типография правительства США, Вашингтон, округ Колумбия, 1976 г. (размер связанного файла - 17 МБ).
Внешние ссылки
Викискладе есть медиафайлы, связанные со стандартной атмосферой США .
НАСА GSFC ModelWeb
Математическая модель стандартной атмосферы США 1976 года.
Онлайн-калькулятор и генератор таблиц стандартной атмосферы США 1976 года
Рассчитайте 28 свойств стандартной атмосферы 1976 года.