Таблица вычисления высоты по плотности
Высота по плотности - это высота относительно стандартных атмосферных условий, при которой плотность воздуха будет равна указанной плотности воздуха в месте наблюдения. Другими словами, высота по плотности - это плотность воздуха, заданная как высота над средним уровнем моря. Высота по плотности также может рассматриваться как барометрическая высота с поправкой на нестандартную температуру.
И повышение температуры, и снижение атмосферного давления, и, в гораздо меньшей степени, увеличение влажности, вызовет увеличение плотности на высоте. В жарких и влажных условиях высота по плотности в определенном месте может быть значительно выше истинной высоты.
В авиации высота по плотности используется для оценки аэродинамических характеристик самолета при определенных погодных условиях. подъемная сила, создаваемая аэродинамическими поверхностями самолета, и соотношение между его показанной воздушной скоростью (IAS) и его истинной воздушной скоростью (TAS), также подвержены изменениям плотности воздуха. Кроме того, мощность двигателя самолета зависит от плотности и состава атмосферы.
Содержание
- 1 Безопасность самолета
- 2 Прыжки с парашютом
- 3 Расчет
- 3.1 Формула Национальной метеорологической службы (NWS)
- 3.2 Формула аппроксимации для расчета высоты по плотности на основе барометрической высоты
- 4 См. Также
- 5 Примечания
- 6 Ссылки
- 7 Внешние ссылки
Безопасность воздушного судна
Плотность воздуха, возможно, является самым важным фактором, влияющим на летно-технические характеристики воздушного судна. Он имеет прямое отношение к:
- подъемной силе, создаваемой крылом - уменьшение плотности воздуха снижает подъемную силу крыла.
- Эффективность пропеллера или ротора - что для пропеллер (фактически аэродинамический профиль ) ведет себя аналогично подъемной силе на крыле.
- Выходная мощность двигателя - выходная мощность зависит от потребления кислорода, поэтому мощность двигателя уменьшается, как эквивалентная плотность сухого воздуха уменьшается, и он производит еще меньше энергии, поскольку влага вытесняет кислород в более влажных условиях.
Самолет вылетает из аэропорта «жарко и высоко », например, Аэропорт Кито или Мехико находятся в значительном аэродинамическом недостатке. Следующие эффекты возникают из-за высоты по плотности, превышающей фактическую физическую высоту:
- Самолет будет ускоряться медленнее при взлете из-за пониженной выработки мощности.
- Самолету необходимо будет достичь более высокая истинная воздушная скорость для достижения той же подъемной силы - это подразумевает как более длинный разбег при взлете, так и более высокую истинную воздушную скорость, которую необходимо поддерживать в воздухе, чтобы избежать сваливания .
- Самолет будет набирать медленнее из-за его снижение выработки мощности и уменьшение подъемной силы.
Из-за этих проблем с летными характеристиками может потребоваться снижение взлетной массы самолета или может потребоваться запланировать взлет на более прохладное время дня. Возможно, потребуется учитывать направление ветра и уклон взлетно-посадочной полосы.
Прыжки с парашютом
Высота по плотности является важным фактором в прыжках с парашютом, и его трудно правильно оценить даже для опытных парашютистов. В дополнение к общему изменению эффективности крыла, которое характерно для всей авиации, парашютный спорт требует дополнительных соображений. Существует повышенный риск из-за высокой мобильности прыгунов (которые часто будут путешествовать в зону приземления с совершенно другой высотой плотности, чем они привыкли, не будучи сознательно осведомлены об этом рутиной калибровка по QNH / QFE ). Другим фактором является более высокая подверженность гипоксии на большой высоте над уровнем моря, что в сочетании, особенно с неожиданно высокой скоростью свободного падения, может создавать опасные ситуации и несчастные случаи. Парашюты на больших высотах летают более агрессивно, уменьшая их эффективную площадь, что требует более высоких навыков пилота и может быть особенно опасным при высокопроизводительных посадках, которые требуют точных оценок и имеют низкий предел погрешности, прежде чем они станут опасными.
Расчет
Высота по плотности может быть рассчитана на основе атмосферного давления и температуры наружного воздуха (при условии сухого воздуха) по следующей формуле:
В этой формуле
- Высота по плотности в метрах ();
- (Статическое) атмосферное давление;
- Стандартный уровень моря атмосферное давление (гектопаскалях () в Международной стандартной атмосфере (ISA), или дюймов ртутного столба () в стандартной атмосфере США );
- Температура наружного воздуха в кельвинах () (добавить до температуры в градусах Цельсия ());
- Температура воздуха на уровне моря по ISA ;
- ISA градиент температуры ;
- Постоянная идеального газа ;
- Ускорение свободного падения ;
- Молярная масса сухого воздуха .
Национальная метеорологическая служба (NWS) формула
Национальная метеорологическая служба использует следующее приближение сухого воздуха к формуле для высоты плотности выше в своем стандарте:
В этой формуле
- Высота по плотности в футах ();
- Давление на станции (статическое атмосферное давление) в дюймах ртутного столба ();
- Температура станции (температура наружного воздуха) в градусах Фаренгейта ().
Обратите внимание, что Стандарт NWS указывает, что высота по плотности должна быть округлена до ближайшего значения .
Формула аппроксимации для расчета высоты по плотности на основе барометрической высоты
Это - это более простая формула для вычисления (с большим приближением) высоты плотности по th Барометрическая высота и отклонение температуры ISA:
В этой формуле
- Барометрическая высота в футах () ;
- Атмосферное давление в миллибарах () с поправкой на средний уровень моря ;
- Температура наружного воздуха в градусах Цельсия ();
- , при условии, что температура наружного воздуха падает со скоростью на высоты до тропопаузы (на ) достигнуто.
Округление в большую сторону - , это приближение упрощается и становится
См. также
Примечания
Ссылки
Внешние ссылки