Air Density & Geografisk Altitude

I de tidlige dager av flyturen, lite informasjon var tilgjengelig om atmosfæren. Balloonists hadde tatt målinger og meteorologer hadde bygget råolje modeller basert på empiriske data, men disse gjorde lite for å hjelpe et nytt felt av engineering som stolte på lufttemperatur, lufttetthet og atmosfærisk trykk. Aerodynamicists nødvendig nøyaktige data for rikene der de fløy.

Høyde

Før forskerne kunne utvikle en nøyaktig modell av atmosfæren, må de først definere "høyde". Dette var ikke så lett en oppgave som det kan virke. Astronomer definert høyde fra sentrum av jorden, men aerodynamicists ikke bryr seg om hva som skjedde under overflaten av jorden. Forskere jobbet i form av "geopotential" høyde, som er en høydemåling brukes kun for å forenkle beregninger som det foruts tyngdens akselerasjon er konstant. "Geografisk" høyde er en fysisk måling fra jordens overflate til et punkt i atmosfæren. Dette er en sann måling av høyden, men det kan gjøre beregninger ekstremt vanskelig. Heldigvis er forskjellen mellom geografisk og geopotential høyde i atmosfæren minuscule, slik at de to kan vanligvis brukes om hverandre.

NACA

Forgjengeren til National Aeronautics and Space Administration (NASA) var National Advisory Committee for Aeronautics (NACA). NACA arbeid i de tidlige dagene av luftfart var avgjørende for landets fremme i feltet i flere tiår. I 1923, NACA tok hauger av uorganiserte empirisk atmosfærisk data og utviklet "standard atmosfære." Rapporten og tabeller som fulgte den definerte endringer i trykk, temperatur og tetthet gjennom hele atmosfæren.

standard Atmosphere

Den grunnleggende ligning for standarden atmosfæren er det hydrostatiske ligning, som fastslår en endring i lufttrykket er lik minus luft tetthet ganger tyngdens akselerasjon ganger endringen i høyden, eller høyde. Ved å manipulere tilstand ligningen p = (rho) RT, avledet forskere en ligning for tetthet i den standard atmosfære som bare er avhengige av temperaturen. Hvis du vet temperaturen til enhver høyde, kan du beregne tetthet.

tetthet Altitude

Mens standard atmosfæren gir konstante verdier for trykk, tetthet og temperatur på gitte høyder, atmosfæren er sjelden "standard". En verdi aerodynamicists bruke for slike ikke-standardiserte situasjoner er "tetthetshøyde." Denne verdien kommer fra måling av lufttetthet direkte og finne den tilhørende verdi for høyde i standard atmosfære tabeller. Denne verdien er viktig for piloter som bruker den til å kalibrere sine høydemålere, spesielt når du flyr ut av flyplassene i store høyder.

Aerodynamikk

Grunnleggende aerodynamikk er veldig avhengig av standard atmosfære. For eksempel, hvis du har tetthetshøyde, kan du slå opp i forbindelse trykk- og temperaturverdier i standard atmosfære tabeller. Lufttetthet er kritisk i kontinuitetsligningen, i hjertet av enhver luftstrøm beregning, spesielt i kompressibel strømmer. Arbeidet NACA gjorde i 1923 er fortsatt en del av selv de mer avanserte flyteknikk tekster.