Mezinárodní standardní atmosféra

Standardní atmosféra je mezinárodně dohodnutý model (ideální) atmosféry odvozený ze stavu atmosféry Země. Je určen zejména pro potřeby letectví. Na úrovni ideální mořské hladiny je teplota vzduchu 15 °C a tlak 1 013,25 hPa. Do 11 km teplota s výškou klesá 0,006 5 °C/m, mezi 11 a 20 km se nemění, od 20 do 32 km roste 0,001 °C/m, od 32 do 47 km roste 0,002 8 °C/m a od 47 do 51 km se teplota s výškou nemění.

MSA (Mezinárodní standardní atmosféra) je zjednodušený model zemské atmosféry.

MSA byla zavedena v roce 1952 ICAO.

Pohyb těles ve vzduchu je ovlivněn jeho vlastnostmi – hustotou, tlakem a teplotou. Tyto vlastnosti nejsou všude stejné, ale mění se s časem, zeměpisnou polohou a hlavně s výškou.

Model MSA nepočítá s kolísáním v poloze a čase a každé výšce přiřazuje jednu hodnotu hustoty, tlaku a teploty. To nám umožňuje například navrhovat letadla a rakety, porovnávat jejich výkony nebo jednotně ocejchovat tlakoměrné přístroje (výškoměr, rychloměr, variometr).

Hodnoty MSA odpovídají průměrným hodnotám naměřeným v mírných zeměpisných šířkách.

Popis MSA

Model předpokládá že:

• atmosféra je homogenní, složení vzduchu 78 % dusík, 21 % kyslík, 1 % ostatní plyny
• vzduch je ideální plyn, tj. platí stavová rovnice plynů
• tíhové zrychlení je konstantní ${\displaystyle g=9{,}81\,\mathrm {m/s^{2}} }$
• podmínky ve výšce ${\displaystyle H=0\,\mathrm {m} }$ (při hladině moře)
  • tlak vzduchu 1 013,25 hPa
  • hustota vzduchu 1,225 kg/m³
  • teplota vzduchu 15 °C
• až do výšky 11 km (tj. až do tropopauzy) klesá teplota o 6,5 stupně Celsia na 1 000 m, potom zůstává konstantní -56,5 °C

Složení vzduchu

Složení vzduchu ^{[pozn. 1]}

Plyn	Zastoupení [%]	Molární hmotnost [kg/kmol]
Dusík (N2)	78,084	28,013 4
Kyslík (O2)	20,947 6	31,998 8
Argon (Ar)	0,934	39,948
Oxid uhličitý (CO2)	0,031 4 [pozn. 2]	44,009 95

Rychlost zvuku

Rychlost zvuku je dána vztahem:

${\displaystyle a={\sqrt {\varkappa rT}}}$,

kde ${\displaystyle \varkappa ={c_{p} \over c_{V}}={7 \over 5}=1{,}4}$ je Poissonova konstanta.

Výpočet hodnot pro výšky menší než 11 km

• Teplota

${\displaystyle t=15-0{,}006\,5H}$

• Tlak

${\displaystyle p=1\,013{,}25\left(1-{\frac {H}{44\,308}}\right)^{5{,}255\,3}}$

• Hustota

${\displaystyle q=1{,}225\left(1-{\frac {H}{44\,308}}\right)^{4{,}255\,3}}$

(H je nadmořská výška v metrech)

Poznámky

Externí odkazy

• Obrázky, zvuky či videa k tématu Standardní atmosféra na Wikimedia Commons
• 1976 standard atmosphere calculator
• Standard Atmosphere Computations

Zdroj