La densidad del aire y la altitud geográfica

April 2

La densidad del aire y la altitud geográfica


En los primeros días de vuelo, había poca información disponible acerca de la atmósfera. Balloonists habían tomado medidas y los meteorólogos habían construido modelos de crudo a partir de datos empíricos, pero éstos hicieron poco para ayudar a un nuevo campo de la ingeniería que se basaba en la temperatura del aire, la densidad del aire y la presión atmosférica. Aerodinamicistas necesitan datos precisos de los reinos en los que volaron.

Altitud

Antes que los científicos podrían desarrollar un modelo preciso de la atmósfera, primero tienen que definir la "altitud". Esto no era tan fácil una tarea que pueda parecer. Los astrónomos definen la altitud desde el centro de la tierra, pero en aerodinámica no se preocupan por lo que pasó por debajo de la superficie de la tierra. Los científicos trabajaron en función de la altitud "geopotencial", que es una medición de altitud se utiliza únicamente para simplificar los cálculos, ya que supone la aceleración de la gravedad es constante. "Geográfica" altitud es una medida física de la superficie de la tierra a un punto en la atmósfera. Esta es una verdadera medición de altitud, pero puede hacer cálculos extremadamente difícil. Afortunadamente, la diferencia entre la altitud geográfica y geopotencial dentro de la atmósfera es minúscula, así que los dos por lo general se pueden utilizar indistintamente.

NACA

El predecesor de la Aeronáutica y del Espacio (NASA) fue el Comité Consultivo Nacional de Aeronáutica (NACA). El trabajo de la NACA en los primeros días de la aeronáutica fue vital para el avance del país en el campo durante décadas. En 1923, la NACA tomó montones de datos atmosféricos empírica no organizado y desarrollado la "atmósfera estándar." El informe y las tablas que lo acompañaban define los cambios de presión, temperatura y densidad en la atmósfera.

Standard Atmosphere

La ecuación básica para la atmósfera estándar es la ecuación hidrostática, que establece un cambio en la presión del aire es igual a menos las veces la densidad del aire la aceleración de la gravedad veces el cambio de altura, o la altitud. Mediante la manipulación de la ecuación de estado, p = (rho) RT, los científicos deriva una ecuación para la densidad en la atmósfera estándar que sólo es dependiente de la temperatura. Si sabes la temperatura a cualquier altitud, se puede calcular la densidad.

Altitud densidad

Mientras que la atmósfera estándar proporciona valores constantes para la presión, densidad y temperatura en altitudes dadas, la atmósfera rara vez es "estándar". Un valor en aerodinámica utilizan para este tipo de situaciones no estándar es "densidad de la altitud". Este valor proviene de la medición de la densidad del aire directamente y encontrar el valor asociado de altitud en las tablas atmósfera estándar. Este valor es importante para los pilotos que lo utilizan para calibrar sus altímetros, especialmente cuando volar fuera de los campos de aviación a gran altura.

Aerodinámica

la aerodinámica básica se basa en gran medida en la atmósfera estándar. Por ejemplo, si usted tiene la altitud de densidad, se puede consultar los valores de presión y temperatura asociados en las tablas atmósfera estándar. La densidad del aire es crítica en la ecuación de continuidad, el corazón de cualquier cálculo del flujo de aire, especialmente en los flujos compresibles. El trabajo NACA hizo en 1923 es todavía una parte de incluso los textos de ingeniería aeronáutica más avanzada.


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