[항공역학] 대기

■ 표준대기조건

- 압력

$ P_{0} = 1atm = 760mmHg = 29.92inHg = 14.7psi = 1.0332kgf/cm^{2} = 2,116.21b/ft^{2} = 1013hpa $

 

- 밀도

$ \rho _{0} = 0.125kgf\cdot s^{2}/m^{4} = 0.002378slug/ft^{3} $

 

- 온도

$ T_{0} = 15\,^{\circ}C + 273.15\,^{\circ}C = 288.15K = 59\,^{\circ}F + 459.67\,^{\circ}F = 518.67\,^{\circ}R $

 

- 음속

$ a_{0} = 340.43m/s = 1,116.44ft/s $

 

- 중력가속도

$ g_{0} = 9.806m/s^{2} = 32.174ft/s^{2} $

 

■ 지구 대기권

 

(1) 대기권

• 지표면으로부터 약 11km까지의 대기층
• 대기의 순환과 기상현상(구름 존재)이 일어남
• 대류권 계면 : 제트기의 순항고도로 적합
• 11km까지 1km 올라갈 때마다 기온이 약 6.5°C씩 낮아진다

$ T = T_{0} - 0.0065h (T: 구하고자 하는 고도의 온도, T_{0}: 해면의 온도, h: 고도) $

 

(2) 성층권

• 10km ~ 50km 높이까지의 대기층
• 층권 윗부분에 오존층이 있어 자외선을 흡수
• 고도에 관계없이 온도가 일정함
• 지구 자전으로 인해 제트기류가 서에서 동으로 시속 130km/h로 발생
• 성층권 계면 : 중간권과 열권의 경계면이며 기온이 가장 낮음

(3) 중간권

• 50km ~ 80km 높이까지의 대기층
• 성층권과 열권 사이
• 높이에 따라 기온이 감소함
• 중간권 계면 : 중간권과 열권의 경계면이며 기온이 가장 낮음

(4) 열권

• 80km ~ 600km 높이까지의 대기층
• 고도에 따라 온도가 높아지고, 공기는 매우 희박함
• 전리층*은 전파를 흡수, 반사하는 작용을 하여 통신에 영향을 준다

* 전리층 : 태양이 방출하는 자외선에 의해 대기가 전리되어 자유전자의 밀도가 커지는 층

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(5) 외기권(극외권)

• 600km 이상의 대기층
• 대기가 아주 희박, 분자들이 궤적을 그리며 운동, 속도가 빨라 지구 중력을 벗어나 우주로 이탈하는 경우도 있음