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.

Průběh MSA s výškou do 11 km

Průběh MSA s výškou do 90 km

Tento článek potřebuje úpravy.

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

1. Tato tabulka z ISO 2533:1975 dále obsahuje Ne, He, Kr, Xe, H₂, N₂O, CH₄, O₃, SO₂, NO₂ a I₂.
2. tato hodnota se může významně lišit závislosti na lokalitě

Externí odkazy

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

Portály: Letectví