Стандарт предназначен для использования при расчетах проектировании, испытаниях и эксплуатации летательных аппаратов и другой техники, действующей в атмосфере на высотах до 80 км.
2. Модели применимы только для северного полушария; модель для широты 15° и летние модели для широт 30 и 45° удовлетворительно аппроксимируются и могут использоваться для соответствующих по времени года и широте условий в южном полушарии.
Настоящий стандарт соответствует МС ИСО 5878 по всем табличным параметрам атмосферы.
3. В стандарте имеется справочное приложение, в котором содержатся основные положения, данные для расчета справочных атмосфер и информация о широтных и сезонных вариациях температуры и плотности воздуха.
Все модели рассчитаны при следующих допущениях:
воздух - идеальный газ, свободный от влажности и пыли;
молярная масса сухого воздуха постоянна на рассматриваемых в стандарте высотах, не зависит от широты и времени года и равна 28,96442 кг×кмоль-1.
Справочное
1. Основные положения и расчетные данные
1.1. В настоящем стандарте представлено семейство моделей, каждая из которых по классификации Всемирной метеорологической организации называется справочной атмосферой.
Справочные атмосферы - вертикальные распределения средних значений температуры, давления и плотности воздуха, рассчитанные для определенных областей земного шара с осреднением за данный период времени. Настоящий стандарт содержит семейство моделей для пяти широт со следующими периодами осреднения; представленными в табл. 1.
Таблица 1
|
Наименование модели |
Широта j, ° |
Период осреднения |
|
Тропическая |
15 |
Год |
|
Субтропическая |
30 |
Июнь-июль, декабрь-январь |
|
Среднеширотная |
45 |
Июнь-июль, декабрь-январь |
|
Субарктическая |
60 |
Июнь-июль, декабрь-январь; холодные и теплые режимы, в стратосфере и мезосфере в декабре-январе |
|
Арктическая |
80 |
Июнь-июль, декабрь-январь; холодные и теплые режимы, в стратосфере и мезосфере в декабре-январе |
1.2. Значения температуры, давления, ускорения свободного падения на уровне моря и условного радиуса Земли для каждой справочной атмосферы даны в табл. 2.
Таблица 2
|
Широта j, ° |
Температура Т, К |
Давление р, Па×103 |
Ускорение свободного падения gj, м×с2 |
Условныйрадиус Земли r, км |
||
|
Декабрь-январь |
Июнь- июль |
Декабрь-январь |
Июнь-июль |
|||
|
15 |
299,650 |
299,650 |
101,3250 |
101,3250 |
9,78381 |
6337,838 |
|
30 |
283,150 |
297,150 |
102,0500 |
101,4000 |
9,79324 |
6345,653 |
|
45 |
272,650 |
291,160 |
101,8000 |
101,3500 |
9,80665 |
6356,766 |
|
60 |
236,150 |
282,150 |
101,3000 |
101,0200 |
9,81911 |
6367,103 |
|
80 |
248,950 |
276,650 |
101,3800 |
101,2000 |
9,83051 |
6376,562 |
1.3. Параметры моделей справочных атмосфер рассчитаны по формулам обязательного приложения к ГОСТ 4401-81, в которых вместо gс используются соответствующие значения gj из табл.2. Для расчета приняты профили температуры, в которых вертикальные градиенты постоянны относительно геопотенциальной высоты внутри каждого рассматриваемого слоя. Значения градиентов, а также температур на уровнях изменения градиентов для всех моделей представлены в табл. 3-5. Он основаны на температурных разрезах атмосферы, полученных с 23 станций ракетного зондирования на широтах от 8° ю.ш. до 80° с.ш. для высот более 30 км, и большого количества станций рациозондирования для высот ниже 30 км.
Таблица 3
Среднегодовое вертикальное распределение температуры моделей справочных атмосфер на широте 15°
|
Геопотенциальная высота Н, км |
Температура Т, К |
Градиент температуры b, К/км |
Геопотенциальная высота H, км |
Температура Т, К |
Градиент температуры b, К/км |
|
0,00 |
299,65 |
-6,0 |
46,00 |
272,35 |
0,0 |
|
2,25 |
286,15 |
+3,2 |
51,00 |
272,35 |
-2,4 |
|
2,50 |
286,95 |
-6,7 |
54,00 |
265,15 |
-3,0 |
|
16,50 |
193,15 |
+4,0 |
60,00 |
247,15 |
-3,5 |
|
22,00 |
215,15 |
+2,0 |
66,00 |
226,15 |
-3,0 |
|
30,00 |
231,15 |
+2,8 |
73,00 |
205,15 |
-1,0 |
|
4000 |
259,15 |
+2,2 |
80,00 |
198,15 |
|
Таблица 4
Вертикальное распределение температуры моделей справочных атмосфер на широтах 30, 45, 60 и 80°
|
Широта j, ° |
Декабрь-январь |
Июнь-июль |
||||
|
Геопотенциальная высота Н, км |
Температура Т, К |
Градиент температуры b, К/км |
Геопотенциальная высота Н, км |
Температура Т, К |
Градиент температуры b, К/км |
|
|
30 |
0,00 |
283,15 |
-1,5 |
0,00 |
297,15 |
-4,5 |
|
2,00 |
280,15 |
-6,4 |
2,00 |
288,15 |
-6,0 |
|
|
12,00 |
216,15 |
-2,0 |
8,00 |
252,15 |
-7,0 |
|
|
16,50 |
207,15 |
0,0 |
14,50 |
206,65 |
0,0 |
|
|
18,00 |
207,15 |
+2,0 |
17,00 |
206,65 |
+2,6 |
|
|
24,00 |
2l9,15 |
+1,8 |
22,00 |
219,65 |
+1,5 |
|
|
34,00 |
237,15 |
+2,5 |
29,00 |
230,15 |
+2,4 |
|
|
47,00 |
269,65 |
0,0 |
47,00 |
273,35 |
0,0 |
|
|
50,00 |
269,65 |
-2,6 |
51,00 |
273,35 |
-2,7 |
|
|
70,00 |
217,65 |
-2,2 |
60,00 |
249,05 |
-4,0 |
|
|
80,00 |
195,65 |
|
70,00 |
209,05 |
-1,8 |
|
|
|
|
|
80,00 |
191,05 |
|
|
|
45 |
0,00 |
272,62 |
-4,0 |
0,00 |
291,15 |
-4,5 |
|
3,00 |
260,65 |
-6,0 |
2,00 |
282,15 |
-6,0 |
|
|
10,00 |
218,65 |
-0,4 |
13,00 |
216,15 |
-0,0 |
|
|
18,00 |
215,45 |
0,0 |
17,00 |
216,15 |
+1,2 |
|
|
28,00 |
215,45 |
+2,3 |
25,00 |
225,75 |
+2,0 |
|
|
35,00 |
231,55 |
+2,6 |
30,00 |
235,75 |
+2,4 |
|
|
47,00 |
262,75 |
0,0 |
47,00 |
276,55 |
0,0 |
|
|
51,00 |
262,75 |
-1,6 |
51,00 |
276,55 |
-2,6 |
|
|
60,00 |
248,35 |
-2,1 |
60,00 |
253,15 |
-4,4 |
|
|
80,00 |
206,35 |
|
70,00 |
209,15 |
-3,0 |
|
|
|
|
|
80,00 |
179,15 |
|
|
|
60 |
0,00 |
256,15 |
+2,0 |
0,00 |
282,15 |
-4,2 |
|
1,00 |
258,15 |
-4,0 |
5,00 |
261,15 |
-7,0 |
|
|
3,00 |
250,15 |
5,5 |
10,00 |
226,15 |
0,0 |
|
|
9,00 |
217,15 |
0,0 |
23,00 |
226,15 |
+1,5 |
|
|
15,00 |
217,15 |
-0,5 |
32,00 |
239,65 |
+3,0 |
|
|
25,00 |
212,15 |
+0,7 |
46,00 |
281,65 |
0,0 |
|
|
35,00 |
219,15 |
+2,3 |
51,00 |
281,65 |
-2,3 |
|
|
49,00 |
251,35 |
0,0 |
60,00 |
260,95 |
-4,8 |
|
|
51,00 |
251,35 |
-1,0 |
80,00 |
164,95 |
|
|
|
80,00 |
222,35 |
|
|
|
|
|
|
80 |
0,00 |
248,95 |
+4,10 |
0,00 |
267,65 |
-4,10 |
|
1,00 |
253,05 |
-2,80 |
4,00 |
260,25 |
-6,40 |
|
|
3,00 |
247,45 |
-6,50 |
9,00 |
228,25 |
+0,50 |
|
|
8,00 |
214,95 |
-1,05 |
15,00 |
231,25 |
+0,25 |
|
|
20,00 |
202,35 |
0,00 |
23,00 |
233,25 |
+1,25 |
|
|
22,50 |
202,35 |
+2,00 |
32,00 |
244,50 |
+2,70 |
|
|
32,50 |
222,35 |
+1,60 |
45,00 |
279,60 |
0,00 |
|
|
48,00 |
247,15 |
0,00 |
52,50 |
279,60 |
-3,25 |
|
|
53,00 |
247,15 |
-1,10 |
60,15 |
253,60 |
-4,60 |
|
|
80,00 |
217,45 |
|
73,00 |
196,10 |
-3,00 |
|
|
|
|
|
80,00 |
175,10 |
|
|
Таблица 5
Вертикальное распределение температуры для моделей 60 и 80° при теплых и холодных стратосферных и мезосферных режимах в декабре-январе
|
Широта j,° |
Теплая стратосфера |
Холодная стратосфера |
||||
|
Геопотенциальная высота Н, км |
Температура Т, К |
Градиент температуры b, К/км |
Геопотенциальная высота Н, км |
Температура Т, К |
Градиент температуры b, К/км |
|
|
60 |
0,00 |
256,15 |
+2,0 |
0,00 |
256,15 |
+2,0 |
|
1,00 |
258,15 |
-4,0 |
1,00 |
258,15 |
-4,0 |
|
|
3,00 |
250,15 |
-5,5 |
3,00 |
250,15 |
-5,5 |
|
|
9,00 |
217,15 |
0,0 |
9,00 |
217,15 |
+1,0 |
|
|
51,00 |
217,15 |
0,0 |
15,00 |
223,15 |
+1,0 |
|
|
19,00 |
213,15 |
-1,0 |
20,00 |
223,15 |
0,0 |
|
|
24,00 |
213,15 |
0,0 |
34,00 |
216,15 |
-0,5 |
|
|
36,00 |
261,15 |
+4,0 |
44,00 |
220,15 |
+0,4 |
|
|
42,00 |
267,15 |
+1,0 |
49,00 |
243,15 |
+4,6 |
|
|
48,00 |
267,15 |
0,0 |
64,00 |
243,15 |
0,0 |
|
|
80,00 |
187,15 |
-2,5 |
70,00 |
255,15 |
+2,0 |
|
|
|
|
|
80,00 |
238,15 |
-1,7 |
|
|
80 |
0,00 |
248,95 |
+4,10 |
0,00 |
248,95 |
+4,10 |
|
1,00 |
253,05 |
-2,80 |
1,00 |
253,05 |
-2,80 |
|
|
3,00 |
247,45 |
-6,50 |
3,00 |
247,45 |
-6,50 |
|
|
8,00 |
214,95 |
-1,15 |
8,00 |
214,95 |
-0,10 |
|
|
20,00 |
201,15 |
0,00 |
20,00 |
213,75 |
+0,70 |
|
|
24,00 |
201,15 |
+1,80 |
45,50 |
231,60 |
+2,70 |
|
|
28,00 |
208,35 |
+8,00 |
52,00 |
249,15 |
0,00 |
|
|
30,00 |
224,35 |
+4,40 |
59,00 |
249,15 |
-1,20 |
|
|
40,00 |
268,35 |
0,00 |
80,00 |
223,95 |
|
|
|
45,50 |
268,35 |
-4,00 |
|
|
|
|
|
47,50 |
260,35 |
-1,35 |
|
|
|
|
|
59,50 |
244,15 |
-2,60 |
|
|
|
|
|
71,00 |
214,25 |
-1,10 |
|
|
|
|
|
80,00 |
204,35 |
|
|
|
|
|
