A. 概述
1. 国际标准大气(ISA) 1.1. 标准大气模型的建立
大气是指地球周围的大气层。在世界的不同地区，其特点是不同的。为此，需要采用一组平均的条件，即：国际标准大气 (ISA)。
1.1.1. 温度模型的建立
下图(图 A1) 解释了标准大气中温度的变化：
高度(ft)40000350003000025000200001500010000-56.5°C-60-405000-200(km)1210864215°C20
同温层 对流层顶 = 36089 ft亚音速喷气机运输巡航 高度层 对流层 海平面4060 温度(°C)图 A1： ISA温度
国际标准的基础是海平面温度15°C，气压 1013.25 hPa1。海平面空气标准密度为 1.225 kg/m3。
1
1013.25 hPa 等于 29.92 ‘in Hg。 ‘hPa’ 表示百帕， ‘in Hg’ 表示英寸汞柱。
在对流层顶以下，温度以恒定的速率-6.5°C/1000米 或 -1.98°C/1000英尺随着高度变化。标准的对流层顶的高度为11,000 米或 36,089 英尺。 从对流层顶向上，温度保持恒定的-56.5°C。 因此，在ISA模型中被认为是理想气体的空气具有以下特性：
? 在平均海平面 (MSL)：
ISA 温度 = T0 = +15°C = 288.15 K
? 在 MSL以上对流层顶以下 (36,089 英尺)：
ISA 温度 (oC) = T0 - 1.98 x [高度(英尺)/1000] 为了快速确定在给定高度的标准温度，可以使用以下的近似公式：
ISA 温度 (oC) = 15 - 2 x[高度(英尺)/1000]
? 在对流层顶之上 (36，089 英尺)：
ISA 温度 = -56.5oC = 216.5 K
这个ISA模型作为一个基准，用于比较真实大气条件和相应的发动机/飞机性能。因此，在给定的高度，大气条件被表达为ISA +/- ?ISA 。
例如：
让我们考虑以下条件的飞行： 高度 = 33,000 英尺 实际温度 = -41oC
在 33,000 英尺的标准温度为：ISA = 15 - 2 x 33 = -51oC， 而实际温度为 -41oC，即：比标准温度高10oC。
结论：飞行条件为ISA+10。
1.1.2. 气压模型的建立
为了计算给定高度条件下的标准的压力P，我们进行以下假设：
? ?
对应高度，温度是标准的。 空气是理想气体。
通过测量气压得到的高度被称为气压高度（PA），可以建立一个标准(ISA)表格 (表 A1)。
PA Zp 气压高度 PRESSURE ALTITUDE(ft)(km)400001210Zp = f(p) PA = f(P) ISA table3000082000064100002P200300500
图 A2：气压高度与气压的函数关系
8501013.25(hPa)
压力 (hPa) 200 250 300 500 850 1013 气压高度 (PA) (英尺) 38661 34000 30066 18287 4813 0 FL= PA/100 390 340 300 180 50 0 (米) 11784 10363 9164 5574 1467 0 表 A1：用表格表示的气压高度值示例
假定一个体积的气体处于静平衡，其气体状态方程为：
dP = ?gdh
其中 ??= 高度 h的空气密度 g= 重力加速度 (9.80665 m/s2) dh = 体积单位的高 dP = 对应dh的压力变量
理想气体方程为：
P? 其中
结果：
?RTR = 通用气体常数 (287.053 J/kg/K)
? 在平均海平面 (MSL)：
P0 = 1013.25 hPa
? 高于 MSL但低于对流层顶 (36,089 英尺)：
0??RP?P0(1?h)T0g
其中
P0 = 1013.25 hPa (海平面的标准气压) T0 = 288 .15 K (海平面的标准温度)
? = 0.0065 oC/m
g0 = 9.80665 m/s2 R = 287.053 J/kg/K h = 高度 (m)
注： 在低空，气压每降低1 hPa，气压高度大约增加 28 英尺。
? 在对流层顶以上 (36,089 英尺)： P?P1e
?g0(h?h1)RT1其中
P1 = 226.32 hPa (在 11,000米的标准气压) T1 = 216.65 K (在 11,000米的标准温度) h1 = 11，000 m g0 = 9.80665 m/s2 R = 287.053 J/kg/K h = 高度 (米)
1.1.3. 密度模型的建立
为了计算给定高度上的标准密度 ? 空气被假设为理想气体。因此，在给定高度，可以按以下方法获得标准密度? (kg/m3) ：
??
PRT其中 R = 通用气体常数 (287.053 J/kg/K) P 以百帕为单位 T 为开氏温度
? 在平均海平面(MSL)：
?0 = 1.225 kg/m3
1.2. 国际标准大气 (ISA)表
可以按以下表A2的方式，按高度提供国际标准大气的参数（温度、压力、密度）：