Стандартная атмосфера (СА)

Выше были приведены данные, показывающие, в каких зна­чительных пределах может изменяться температура и плотность воздуха на одной и той же высоте полета в зависимости от ши­роты места, времени года и суток, а также от условий погоды. А так как температура и плотность воздуха оказывают большое влияние на аэродинамические характеристики самолета и ра­боту авиационного двигателя, то летные данные одного и того же самолета различны в зависимости от состояния атмосферы и изменяются от полета к полету. Для возможности сравнения между собой различных самолетов, а также результатов летных испытаний, получаемых для одного и того же самолета в разных полетах, принято — приводить результаты полетных испытаний к единообразным условиям.

С этой целью в ряде стран установлена условная так назы­ваемая стандартная атмосфера, для которой на основе многолетних наблюдений принят тот или иной закон изменения физических параметров атмосферы с высотой.

До 1920 г. у нас применяли так называемую условную ат­мосферу, выработанную для Подмосковного района на основе обработки наблюдений Кучинского института за 1905—1914 гг., проводившихся до высоты 18 км при помощи шаров-зондов. По­нятно, что вследствие огромной протяженности СССР и боль­шого разнообразия климатических условий в различных его пунктах невозможно составить единую стандартную атмосферу, которая отражала бы с достаточной точностью среднегодовые изменения параметров атмосферы с высотой для всех пунктов Союза. В связи с этим принятая в нашей стране в настоящее время стандартная атмосфера составлена на основании обра­ботки среднегодовых изменений температуры с высотой для об­ластей, расположенных на 40—50° северной широты.

Стандартная атмосфера СССР і установлена до высоты 30 км и основана на следующих предположениях:

1. В качестве нулевой высоты в условиях этой атмосферы принят уровень моря, причем для него приняты следующие на­чальные данные:

р0 = 760 мм рт. ст.; ^0=+15°С; То = 1,225 кг/м8;
р0 = 0,124966 кг-сек* [м*.

1 В дальнейшем всюду сокращенно обозначается буквами СА. См. ГОСТ 4401—48. Таблица стандартной атмосферы. Издание официальное. Стандартгиз, 1949.

Такие условия состояния воздуха называются нормаль­ными условиями.

2. До высоты Н—-11 км принят следующий закон изменения температур с высотой:

для #<11 000 м tи = 15—0,0065 Н, (1. 12)

где Н — высота воздушного слоя от уровня моря в м, а /н — тем­пература воздуха в этом слое в °С. Таким образом для высот до 11 км принято, что температура воздуха падает на 6,5° Сна каждые 1000 м, т. е. р = —0,0065 град/м.

Для высот Н выше 11 км принято, что температура воздуха остается постоянной и равной температуре воздуха на вы­соте 11 км, а именно — 56,5° С:

£#=const=—56,5° С. (1. 12′)

3. Приняты следующие значения параметров, входящих в формулы для определения давления и плотности:

газовая постоянная R для воздуха: R = 29,2746 ————— ,ускоре­

на. градус

ние силы тяжести g—9,80665 м/сек2.

4. На всех высотах относительная влажность воздуха при­нята равной нулю.

При указанных выше допущениях формулы для определения давлений и плотностей в стандартной атмосфере до высоты 11 км имеют следующий вид:

РН__( j __ Н 5,2553 _ /7^ 5,2553

Ро~ 44308/ 7о/

н р0 ^ 44308;

а формулы для высот выше 11 км имеют такой вид:

я—и ооо

Рн _Ря ___ р 6318 .

Рп Рн

в этих формулах Н берется в м.

Отрицательные высоты приведены в СА в связи с тем/ что ими приходится пользоваться в некоторых случаях, как это по­казано ниже, при обработке результатов летных испытаний.

В стандартной атмосфере приведены также численные зна­чения кинематического коэффициента вязкости v и скорости звука а, рассчитанные по приведенным в § 2 формулам, причем значение k принято равным 1,4.

В табл. 2 приведена в сокращенном виде стандартная атмо­сфера СССР, а на фиг. 1.9 показано изменение с высотой тем­пературы, давления и относительной плотности воздуха в стан­дартной атмосфере.

Таблица стандартной атмосферы СССР