Standardi-ilmakehä (ISA)

Miten lämpötila, paine ja tiheys muuttuvat korkeuden mukana?

ICAO:n standardi-ilmakehä millä tahansa korkeudella tai lentopinnalla, standardipäivänä tai sitä lämpimämpänä tai kylmempänä.

Korkeus

Korkeuden yksikkö

Lämpötilan ero standardista

°C

0 on standardipäivä; 15 tarkoittaa 15 °C standardia lämpimämpää.

Ilman lämpötila

−56,5 °C

Korkeudella FL390 standardi-ilmakehässä.

Ilma tällä korkeudella

Paine: 238,4 hPa · 7,04 inHg
Tiheys: 0,3796 kg/m³ · 31,0 %
Äänen nopeus: 576 kt · 296,5 m/s
Suhteet merenpintaan: σ 0,3099 · δ 0,2353 · θ 0,7594
Korkeus metreinä: 10 668 m

Sponsoroidut linkit

Lämpötila ja paine korkeuden mukaan

Lämpötila laskee tasaisesti tropopaussiin asti (korkeus 36 089 ft) ja pysyy sitten vakiona, kun taas paine laskee yhä hitaammin; korkeudella 35 000 ft lämpötila on −54,3 °C ja paine 238,4 hPa.

Lämpötila ja paine korkeuden mukaan
Korkeus	Lämpötila	Paine	Tiheys	Äänen nopeus
0 ft	15,0 °C	1013,3 hPa	1,2250 kg/m³	661 kt
5 000 ft	5,1 °C	843,1 hPa	1,0555 kg/m³	650 kt
10 000 ft	−4,8 °C	696,8 hPa	0,9046 kg/m³	638 kt
15 000 ft	−14,7 °C	571,8 hPa	0,7708 kg/m³	626 kt
20 000 ft	−24,6 °C	465,6 hPa	0,6527 kg/m³	614 kt
25 000 ft	−34,5 °C	376,0 hPa	0,5489 kg/m³	602 kt
30 000 ft	−44,4 °C	300,9 hPa	0,4583 kg/m³	589 kt
35 000 ft	−54,3 °C	238,4 hPa	0,3796 kg/m³	576 kt
36 089,2 ft	−56,5 °C	226,3 hPa	0,3639 kg/m³	574 kt
40 000 ft	−56,5 °C	187,5 hPa	0,3016 kg/m³	574 kt
45 000 ft	−56,5 °C	147,5 hPa	0,2371 kg/m³	574 kt
50 000 ft	−56,5 °C	116,0 hPa	0,1865 kg/m³	574 kt
55 000 ft	−56,5 °C	91,2 hPa	0,1466 kg/m³	574 kt
60 000 ft	−56,5 °C	71,7 hPa	0,1153 kg/m³	574 kt
65 000 ft	−56,5 °C	56,4 hPa	0,0907 kg/m³	574 kt

ICAO:n standardi-ilmakehä millä tahansa korkeudella tai lentopinnalla, standardipäivänä tai sitä lämpimämpänä tai kylmempänä.

Käyttöohje

Anna korkeus ja valitse sen yksikkö: jalat, metrit tai lentopinta. Yksikön vaihto säilyttää saman korkeuden.
Jätä lämpötilan eroksi 0 standardi-ilmakehää varten, tai anna, paljonko päivä on standardia lämpimämpi (+) tai kylmempi (−).
Lue ilman lämpötila ja sen alta paine, tiheys, äänen nopeus ja suhteet merenpintaan.
Kaavio näyttää koko profiilin ja merkitsee korkeutesi; sen Taulukko-välilehti listaa samat arvot korkeus kerrallaan.

Standardi-ilmakehä lentopinnoittain

Lentopinta	Lämpötila	Paine	Tiheys
FL000	15,0 °C	1 013,3 hPa	100,0 %
FL050	5,1 °C	843,1 hPa	86,2 %
FL100	−4,8 °C	696,8 hPa	73,8 %
FL180	−20,7 °C	506,0 hPa	57,0 %
FL250	−34,5 °C	376,0 hPa	44,8 %
FL300	−44,4 °C	300,9 hPa	37,4 %
FL350	−54,3 °C	238,4 hPa	31,0 %
FL390	−56,5 °C	196,8 hPa	25,8 %
FL450	−56,5 °C	147,5 hPa	19,4 %
FL600	−56,5 °C	71,7 hPa	9,4 %

Lentopinta on painekorkeus satoina jalkoina: FL350 on 35 000 ft. Tiheys osuutena merenpinnan tiheydestä (1,225 kg/m³).

Sponsoroidut linkit

Näin se toimii

Kansainvälinen standardi-ilmakehä (ISA) on sovittu, keskimääräinen kuva ilmasta: merenpinnalla 15 °C ja 1013,25 hPa, ja jokaista 1 000 metriä kohden 6,5 °C kylmempää tropopaussiin asti 11 000 metrissä (36 089 ft), sitten tasaisesti −56,5 °C 20 000 metriin. Lentokoneiden mittarit, suorituskykytaulukot ja lentopinnat on kalibroitu siihen, joten 1013,25 hPa:iin asetettu korkeusmittari näyttää ympäröivän paineen ISA-korkeuden eli painekorkeuden.

Paine johtuu yläpuolisen ilman painosta: alemmassa kerroksessa p = p₀ · (T / T₀)^5,2559, missä p₀ = 1013,25 hPa ja T₀ = 288,15 K, ja tropopaussin yläpuolella paine laskee 37 %:iin (1/e) joka 6,3 kilometrillä. Tiheys saadaan kaasujen tilanyhtälöstä ρ = p / (R · T), missä R = 287,05 J/(kg·K), ja äänen nopeus kaavasta a = √(1,4 · R · T). Suhteet δ = p/p₀, θ = T/T₀ ja σ = ρ/ρ₀ vertaavat ilmaa merenpinnan ilmaan; moottorin työntövoima ja tosi ilmanopeus riippuvat niistä.

Todellinen päivä on harvoin standardi. Lämpötilaero, kuten ISA +15, pitää korkeuden paineen samana mutta lämmittää ilmaa, jolloin se on ohuempaa: sen tiheyskorkeus eli standardikorkeus, jolla tiheys on sama, on suurempi, ja kone suoriutuu kuin olisi siellä. Yhtälöt ja taulukot ovat standardista ISO 2533:1975 ja ICAO:n julkaisusta Doc 7488/3, Manual of the ICAO Standard Atmosphere.

Malli kattaa geopotentiaalisen korkeuden (painekorkeuden) −5 000 metristä 20 000 metriin kuivalle ilmalle. Todellisessa säässä on kosteutta ja inversioita, ja tropopaussin korkeus vaihtelee vuodenajan ja leveysasteen mukaan, joten todelliset lämpötilat voivat poiketa kymmeniä asteita.

Esimerkkilasku

Mikä on lämpötila, paine ja tiheys lentopinnalla FL350 (10 668 m) standardi-ilmakehässä?

Lämpötila: T = 15 °C − 6,5 °C/km × 10,668 km = −54,3 °C.
Paine: p = 1013,25 hPa × (218,81 K / 288,15 K)^5,2559 = 238,4 hPa.
Tiheys: ρ = p / (R · T) = 23 842 Pa / (287,05 × 218,81 K) = 0,3796 kg/m³ eli 31,0 % merenpinnan tiheydestä.

Lentopinnalla FL350 standardi-ilma on −54,3 °C ja paine 238,4 hPa, ja tiheys on 31,0 % merenpinnan tiheydestä.

Usein kysyttyä

Mikä on lämpötila 35 000 jalassa?

Standardi-ilmakehässä se on −54,3 °C 35 000 jalan korkeudella (FL350), ja paine on 238 hPa. Todelliset lämpötilat matkalentokorkeudella poikkeavat siitä usein 10 °C tai enemmän.

Miksi lämpötila lakkaa laskemasta 11 kilometrissä?

Siinä on tropopaussi. Sen yläpuolella, stratosfäärissä, otsoni imee auringonvaloa ja lämmittää ilmaa, joten standardi-ilmakehä pitää lämpötilan −56,5 °C:ssa 11 kilometristä 20 kilometriin, ennen kuin se alkaa taas nousta.

Mitä ISA +15 tarkoittaa?

Ilma on 15 °C lämpimämpää kuin kyseisen korkeuden standardilämpötila. Merenpinnalla se on 30 °C eikä 15 °C. Paine ei muutu, mutta ilma on harvempaa, joten moottorit, potkurit ja siivet toimivat huonommin.

Mikä ero on painekorkeudella ja tiheyskorkeudella?

Painekorkeus on standardikorkeus, jolla paine on sama: sen näyttää 1013,25 hPa:iin asetettu korkeusmittari. Tiheyskorkeus on standardikorkeus, jolla tiheys on sama, ja se ratkaisee koneen suorituskyvyn. Standardipäivänä ne ovat samat; lämpimänä päivänä tiheyskorkeus on suurempi.

Mitä ovat σ, δ ja θ?

Tiheyssuhde σ = ρ/ρ₀, painesuhde δ = p/p₀ ja lämpötilasuhde θ = T/T₀, kukin suhteessa merenpintaan. Suorituskykykaavat käyttävät niitä; esimerkiksi tosi ilmanopeus on noin ekvivalentti ilmanopeus jaettuna √σ:lla.

Kuinka suuri äänen nopeus on matkalentokorkeudella?

Se riippuu vain lämpötilasta: merenpinnalla 661 kt (340 m/s), mutta tropopaussin yläpuolella −56,5 °C:ssa 573 kt (295 m/s). Siksi Mach 0,8 on ylhäällä pienempi tosi ilmanopeus.

Onko tämä sama kuin US Standard Atmosphere?

Kyllä, 20 kilometriin asti. US Standard Atmosphere 1976 ja ISO 2533 ovat samat 32 kilometriin asti; tämä työkalu kattaa osan, jota lentokoneet ja sääpallot käyttävät eniten.

Lisää kategoriasta Ilmailu

Kaikki 19 työkalua kategoriassa Ilmailu

Suosittua nyt

Sponsoroidut linkit

Miten lämpötila, paine ja tiheys muuttuvat korkeuden mukana?

Ilman lämpötila

Ilma tällä korkeudella

Lämpötila ja paine korkeuden mukaan

Käyttöohje

Standardi-ilmakehä lentopinnoittain

Näin se toimii

Esimerkkilasku

Usein kysyttyä

Seuraavaksi saatat tarvita

Lisää kategoriasta Ilmailu

Suosittua nyt