Politechnika Rzeszowska im. Ignacego

Politechnika Rzeszowska im. Ignacego

Ł

Ł

ukasiewicza

ukasiewicza

WYDZIA

WYDZIA

Ł

Ł

BUDOWY MASZYN I LOTNICTWA

BUDOWY MASZYN I LOTNICTWA

Katedra Samolot

Katedra Samolot

ó

ó

w i Silnik

w i Silnik

ó

ó

w Lotniczych

w Lotniczych

Atmosfera wzorcowa

Atmosfera wzorcowa

Dr inż. Andrzej MAJKA

Katedra Samolot

Katedra Samolot

ó

ó

w i Silnik

w i Silnik

ó

ó

w Lotniczych

w Lotniczych

Atmosfera Wzorcowa

•

•

PN

PN

-

-

78/N

78/N

-

-

03100 Atmosfera Wzorcowa

03100 Atmosfera Wzorcowa

•

•

Ab

Ab

ł

ł

amowicz

amowicz

A., Nowakowski W.: Podstawy

A., Nowakowski W.: Podstawy

aerodynamiki i mechaniki lotu. Szkolenie

aerodynamiki i mechaniki lotu. Szkolenie

samolotowe Aeroklub PRL.

samolotowe Aeroklub PRL.

WKi

WKi

Ł

Ł

,

,

Warszawa 1980

Warszawa 1980

•

•

Fiszdon

Fiszdon

W.: Mechanika Lotu, tom I, PWN,

W.: Mechanika Lotu, tom I, PWN,

Warszawa 1961

Warszawa 1961

•

•

Cheda

Cheda

W.,

W.,

Malski

Malski

M.: Techniczny poradnik

M.: Techniczny poradnik

lotniczy. P

lotniczy. P

ł

ł

atowce.

atowce.

WKi

WKi

Ł

Ł

, Warszawa 1980

, Warszawa 1980

Literatura

Literatura

Katedra Samolot

Katedra Samolot

ó

ó

w i Silnik

w i Silnik

ó

ó

w Lotniczych

w Lotniczych

Atmosfera Wzorcowa

Atmosfera fizyczna

Atmosfera fizyczna

atmosfera - (gr. atmos - para i sphaira - kula = kula
wyziewów) gazowa powłoka otaczająca planetę,
księżyc lub gwiazdę; wokół ciał skalistych powstaje
głównie w wyniku uwalniania się pod wpływem
temperatury cząsteczek gazów z płaszcza globu.

Katedra Samolot

Katedra Samolot

ó

ó

w i Silnik

w i Silnik

ó

ó

w Lotniczych

w Lotniczych

Atmosfera Wzorcowa

Atmosfera fizyczna

Atmosfera fizyczna

Atmosfera ziemska jest mieszanin

Atmosfera ziemska jest mieszanin

ą

ą

gaz

gaz

ó

ó

w,

w,

pary wodnej i pewnej ilo

pary wodnej i pewnej ilo

ś

ś

ci aerozoli.

ci aerozoli.

Główne składniki atmosfery (powietrza)

Składnik powietrza

zawartość objętościowa

Azot N

2

78,084 %

Tlen O

2

20,948 %

Argon Ar

0,9340 %

Dwutlenek węgla CO

2

0,0314 %

Inne

Katedra Samolot

Katedra Samolot

ó

ó

w i Silnik

w i Silnik

ó

ó

w Lotniczych

w Lotniczych

Atmosfera Wzorcowa

Atmosfera zosta

Atmosfera zosta

ł

ł

a podzielona na kilka warstw

a podzielona na kilka warstw

(stosownie do zmian temperatury):

(stosownie do zmian temperatury):

¾

¾

troposfera (0

troposfera (0

–

–

11 km)

11 km)

¾

¾

stratosfera (11

stratosfera (11

–

–

50 km)

50 km)

¾

¾

mezosfera (50

mezosfera (50

–

–

85 km)

85 km)

Strefy przej

Strefy przej

ś

ś

ciowe:

ciowe:

¾

¾

tropopauza

tropopauza

¾

¾

stratopauza

stratopauza

¾

¾

mezopauza

mezopauza

Atmosfera fizyczna

Atmosfera fizyczna

Katedra Samolot

Katedra Samolot

ó

ó

w i Silnik

w i Silnik

ó

ó

w Lotniczych

w Lotniczych

Atmosfera Wzorcowa

Atmosfera fizyczna

Atmosfera fizyczna

Katedra Samolot

Katedra Samolot

ó

ó

w i Silnik

w i Silnik

ó

ó

w Lotniczych

w Lotniczych

Atmosfera Wzorcowa

Atmosfera Wzorcowa ISO

Atmosfera Wzorcowa ISO

(International

(International

Standarting

Standarting

Organization)

Organization)

atmosfera wzorcowa ( atmosfera standardowa) -
międzynarodowy wzorzec atmosfery; umowny
rozkład ciśnienia, gęstości i temperatury powietrza
na różnych wysokościach.

Katedra Samolot

Katedra Samolot

ó

ó

w i Silnik

w i Silnik

ó

ó

w Lotniczych

w Lotniczych

Atmosfera Wzorcowa

Atmosfera Wzorcowa ISO

Atmosfera Wzorcowa ISO

(International

(International

Standarting

Standarting

Organization)

Organization)

Umowny pionowy rozkład temperatury, ciśnienia
gęstości powietrza, dotyczący wszystkich szerokości
geograficznych, przyjęty za wzorzec międzynarodowy
przy porównywaniu wyników badań samolotów,
rakiet silników lotniczych przeprowadzanych
w różnych warunkach. Parametry a.w. są obliczane
przy założeniu, że w atmosferze ziemskiej obowiązują
prawa statyki, powietrze jest suchym gazem
doskonałym i jego skład nie zależy od wysokości.

Katedra Samolot

Katedra Samolot

ó

ó

w i Silnik

w i Silnik

ó

ó

w Lotniczych

w Lotniczych

Atmosfera Wzorcowa

1. Stworzenie warunków dla porównywania osiągów

samolotów oraz stworzenie normy przy

obliczeniach i projektowaniu statków powietrznych.

Przedstawianie wyników badań silników oraz

skalowanie przyrządów pokładowych itp.

2. Opracowywanie obserwacji geofizycznych

i meteorologicznych

Atmosfera Wzorcowa ISO

Atmosfera Wzorcowa ISO

(International

(International

Standarting

Standarting

Organization)

Organization)

Istotą wprowadzenia modelu matematycznego atmosfery
nazywanego krótko Atmosferą Wzorcową są dwa cele:

Katedra Samolot

Katedra Samolot

ó

ó

w i Silnik

w i Silnik

ó

ó

w Lotniczych

w Lotniczych

Atmosfera Wzorcowa

Własności fizyczne atmosfery na poziomie morza

p

n

= 101 325 [Pa]

– ciśnienie

ρ

n

= 1,225 [kg/m

3

]

– gęstość

T

n

= 288,15 [K]

– temperatura

R = 287,053 [J/K/kmol]

– właściwa stała gazowa

χ= 1,41

– wykładnik adiabaty

Poissone’a

Atmosfera Wzorcowa ISO

Atmosfera Wzorcowa ISO

(International

(International

Standarting

Standarting

Organization)

Organization)

Katedra Samolot

Katedra Samolot

ó

ó

w i Silnik

w i Silnik

ó

ó

w Lotniczych

w Lotniczych

Atmosfera Wzorcowa

Wysokość

[km]

Temperatura

[K]

Gradient temperatury

[K/km]

-2

301,15

-6,5

0

288,15

-6,5

11

216,65

0,0

20

216,65

1,0

32

228,65

2,8

47

270,65

0,0

51

270,65

-2,8

71

214,65

-2,0

80

196,65

Atmosfera Wzorcowa ISO

(International Standarting Organization)

Pionowy rozkład temperatur

Katedra Samolot

Katedra Samolot

ó

ó

w i Silnik

w i Silnik

ó

ó

w Lotniczych

w Lotniczych

Atmosfera Wzorcowa

(

)

( ) ( )

0

pS

p

dp S

z g z Sdz

ρ

−

+

−

=

p

RT

ρ

=

dp

g

dz

p

RT

= −

(

)

0

0

0

1

,

0

g

R

p

p

H

H

dla

T

β

β

β

−

⎡

⎤

=

+

−

≠

⎢

⎥

⎣

⎦

(

)

0

0

exp

,

0

g

p

p

H

H

dla

RT

β

⎡

⎤

=

−

−

=

⎢

⎥

⎣

⎦

p

RT

ρ

=

a

RT

χ

=

Atmosfera Wzorcowa ISO

(International Standarting Organization)

Równanie równowagi statycznej atmosfery