미국 스탠더드 분위기

미국 스탠더드 대기는 광범위한 고도나 고도에 걸쳐 지구 대기의 압력, 온도, 밀도, 점도가 어떻게 변화하는지 보여주는 정적 대기 모델이다. 기존의 국제표준에 기초한 이 모델은 1958년 미국 표준대기연장위원회가 처음 발간한 것으로, 1962년, 1966년, 1976년에 업데이트되었다. 그것은 국제 표준 대기권과의 방법론에서 대체로 일치하며, 주로 높은 고도에서 가정된 온도 분포에서 다르다.

방법론

USSA 수학적 모델은 지오포텐셜 고도 h에 대한 절대 온도 T의 가정된 선형 분포를 사용하여 대기를 층으로 나눈다.^[2] 나머지 두 값(압력 P와 밀도 ρ)은 다음과 같은 결과의 방정식을 동시에 풀어서 계산한다.

• 평균 해수면에서의 압력, 밀도 및 지오포텐셜 고도(101,325 pascal (14.696 psi)의 표준 압력을 경계 조건으로 사용하는 수직 압력 변화:

${\displaystyle \frac{d}{}}$ P ${\displaystyle \frac{d}{}}$ ${\displaystyle \frac{}{}}$= -${\displaystyle \rho }$ ${\displaystyle g}$ ${\displaystyle {\frac {dP}{dh}=-\rho g}$및

• 어금니 형태의 이상적인 가스 법칙(압력, 밀도 및 온도와 관련됨):

${\displaystyle \P=\rho R_{\rm {특정}}T}$

각 지오포텐셜 고도(g)에서 g는 중력의 표준 가속도, R은_specific 건조한 공기에 대한 특정 기체 상수다.

공기 밀도는 압력을 해결하기 위해 계산되어야 하며 이동 중인 차량의 동적 압력을 계산하는데 사용된다. 동적 점도는 온도의 경험적 함수로, 동적 점도를 밀도로 나누어 키네마틱 점도를 계산한다.

따라서 표준은 다양한 고도에서 값의 표와 그러한 값이 도출된 일부 공식으로 구성된다.

평균 해수면 이하의 모델링 조건을 허용하기 위해 대류권은 실제로 -2,000피트(-610m)까지 확장되며, 여기서 기온은 66.1°F(18.9°C), 압력은 평방인치당 15.79파운드(108,900Pa), 밀도는 입방피트당 0.08106파운드(1.2985kg/m³)이다.

1962년판

1962년 버전의 기본 가정은 다음과 같다.^[3]

• 공기는 깨끗하고 건조하며 완벽한 가스 혼합물이다(c_p/c_v = 1.40).
• 28.9644의 90km에 이르는 분자량(C-12 척도)
• 주요 해수면 구성요소는 다음과 같이 가정한다.
  • N₂ – 78.084%
  • O₂ – 20.9476%
  • 아르 – 0.934%
  • CO₂ – 0.0314%
  • Ne – 0.001818%
  • 그는 – 0.000524%
  • CH₄ – 0.0002%.
• 해수면에서 할당된 평균 조건은 다음과 같다.
  • P = 14.696 psi = 2116.22 psf = 101325 Pa = 29.92 inHg = 0.1013250 MN/m²
  • T = 59°F = 518.67°R = 15°C = 288.15K
  • ρ = 0.0764734lb/(cu ft) = 1.155 0 kg/m³
  • g = 32.102 1ft/s² = 9.80665m/s²
  • R^* = 1545.31 ft⋅lb/(lbmol⋅°R) = 8.31432 J/(mol⋅K)

1976년 버전

이것은 가장 최신 버전이며 51km 이상에서만 이전 버전과 다르다.

첨자 b	지오포텐셜 MSL[4] 이상 높이		정적 압력		표준 온도 (K)	온도 경과율
	(m)	(ft)	(기타)	(InHg)		(K/m)	(K/ft)
0	0	0	101325	29.92126	288.15	-0.0065	-0.001981
1	11,000	36,089	22632.1	6.683245	216.65	0.0	0.0
2	20,000	65,617	5474.89	1.616734	216.65	0.001	0.0003048
3	32,000	104,987	868.019	0.2563258	228.65	0.0028	0.0008534
4	47,000	154,199	110.906	0.0327506	270.65	0.0	0.0
5	51,000	167,323	66.9389	0.01976704	270.65	-0.0028	-0.0008534
6	71,000	232,940	3.95642	0.00116833	214.65	-0.002	-0.0006096

참고 항목

• 대기 모델
• NRLMSISE-00
• 기압식

참조

문서.

• 1958년 미국 워싱턴 D.C. 미국 정부 인쇄소 ICAO 표준 대기권, 1958.
• 미국 표준 대기, 1962년, 미국 정부 인쇄소, 워싱턴 D.C.
• 미국 표준 대기 보충제, 1966년, 미국 정부 인쇄소, 워싱턴 D.C.
• 미국 표준 대기, 1976년, 워싱턴 D.C. 미국 정부 인쇄소(Linked file은 17MB).

외부 링크

위키미디어 커먼스는 미국 스탠더드 분위기 관련 매체를 보유하고 있다.

• NASA GSFC 모델웹
• 1976년 미국 스탠더드 대기의 수학적 모델
• 1976년 미국 표준 대기 계산기 및 테이블 생성기
• 1976년 기준 대기의 28가지 특성 계산