国际标准大气ISA

1、A. 概述1. 国际标准大气(ISA)1.1. 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)。1.1.1. 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 1013.25 hPa 等于 29.92 in Hg。 hPa 表示百帕， in Hg 表示英寸汞柱。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°

2、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)/100

3、0· 在对流层顶之上 (36，089 英尺)：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 +/- DISA 。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，而实际温度为 -41ºC，即：比标准温度高10ºC。结论：飞行条件为ISA+10。1.1.2. 气压模型的建立为了计算给定高度条件下

4、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)。 气压高度PA = f(P)PAPA = f(P)PA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)(米)2003866111784390250340001036334030030066916430050018287557418085048131467501013000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：d

5、P = rgdh其中 r = 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：l 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)a = 0.0065 ºC/mg0 = 9.80665 m/s2R = 287.053 J/kg/Kh = 高度 (m)注：

6、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)：其中 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 mg0 = 9.80665 m/s2R = 287.053 J/kg/Kh = 高度 (米)1.1.3. 密度模型的建立为了计算给定高度上的标准密度 r 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r (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

7、l 在平均海平面(MSL)：r0 = 1.225 kg/m31.2. 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)温度(°C)压力压力比d = P/Po密度s = /o音速(kt)高度(米)hPaPSIIn.Hg40 00039 00038 00037 00036 000- 56.5- 56.5- 56.5- 56.5- 56.31881972062172272.722.582.993.143.305.545.816.106.406.710.18510.19420.20380.21380.22430.24620.25

8、830.27100.28440.298157357357357357312 19211 88711 58211 27810 97335 00034 00033 00032 00031 000- 54.3- 52.4- 50.4- 48.4- 46.42382502622742873.463.633.803.984.177.047.387.748.118.490.23530.24670.25860.27090.28370.30990.32200.33450.34730.360557657958158458610 66810 36310 0589 7549 44930 00029 00028 00

9、027 00026 000- 44.4- 42.5- 40.5- 38.5- 36.53013153293443604.364.574.784.995.228.899.309.7310.1710.630.29700.31070.32500.33980.35520.37410.38810.40250.41730.43255895915945975999 1448 8398 5348 2307 92525 00024 00023 00022 00021 000- 34.5- 32.5- 30.6- 28.6- 26.63763934104284465.455.705.956.216.4711.10

10、11.6012.1112.6413.180.37110.38760.40460.42230.44060.44810.46420.48060.49760.51506026046076096117 6207 3157 0106 7066 40120 00019 00018 00017 00016 000- 24.6- 22.6- 20.7- 18.7- 16.74664855065275496.757.047.347.657.9713.7514.3414.9415.5716.220.45950.47910.49940.52030.54200.53280.55110.56990.58920.6090

11、6146166196216246 0965 7915 4065 1824 87715 00014 00013 00012 00011 000- 14.7- 12.7- 10.8- 8.8- 6.85725956196446708.298.638.999.359.7216.8917.5818.2919.0319.790.56430.58750.61130.63600.66140.62920.65000.67130.69320.71566266286316336364 5724 2673 9623 6583 35310 0009 0008 0007 0006 000- 4.8- 2.8- 0.8+ 1.1+ 3.169772475378281210.1010.5110.9211.3411.7820.5821.3922.2223.0923.980.68770.71480.74280.77160.80140.73850.76200.78600.81060.83596386406436456473 0482 7432 4382 1341 8295 0004 0003 0002 0001 000+ 5.1+ 7.1+ 9.1+ 11.0+ 13.084387590894297712.2312.6913.1713.6714.1724.9025.8426.8227.8228.860.8320