国际标准大气IS
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 hPa1。海平面空气标准密度为 kg/m3。
在对流层顶以下，温度以恒定的速率°C/1000米或°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°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)：
= +15°C = K
ISA 温度 = T
1 hPa 等于‘in Hg。‘hPa’ 表示百帕，‘in Hg’ 表示英寸汞柱。
在 MSL以上对流层顶以下 (36,089 英尺)：
- x [高度(英尺)/1000]
ISA 温度 (oC) = T
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 英尺)：
ISA 温度 = = 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，
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)。
PRESSURE ALTITUDE
P
4000030000
20000
10000
(hPa)
图 A2：气压高度与气压的函数关系
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 m/s 2)
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 J/kg/K)
结果：
在平均海平面 (MSL)：
P 0 = hPa
高于 MSL 但低于对流层顶 (36,089 英尺)：
RT
P
=ρ
其中P
= hPa (海平面的标准气压)
T
= 288 .15 K (海平面的标准温度)
= oC/m
g
= m/s2
R = 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)：
其中P
1
= hPa (在 11,000米的标准气压)
T
1
= K (在 11,000米的标准温度)
h 1 = 11，000 m
R
g
)h
T
(
P
Pα
α0
1-
=
1
1
1
RT
)
h
h(
g
e
P
P
-
-
=
g
= m/s2
R = J/kg/K
h = 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 J/kg/K)
P 以百帕为单位
T 为开氏温度
在平均海平面(MSL)：
0 = kg/m3
RT
P
=
ρ
1.2.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）：
表 A2：国际标准大气 (ISA)