표준대기 및 국제표준대기

표준대기(Standard Atmosphere)

 

지구의 대기는 해면(0m) 부근에서 산소(21%), 질소(78%), 기타 희유 기체가 혼합된 구성으로, 평균 분자량은 약 28.966이다. 이 체적 비율과 분자량은 고도 100km까지 거의 일정하며, 이를 근거로 균질권(Homosphere)이라고도 부른다.

 

표준대기는 특정 고도에서의 대기의 물리적 상태(온도, 압력, 밀도 등)를 표준화한 것이다. 지구의 대기는 기상 조건, 계절 위도 등에 따라 변동하기 때문에, 항공기 설계나 성능 평가, 항공기 운항, 우주 연구에 있어서 기준이 되는 국제표준대기(International Standard Atmosphere, ISA)를 사용한다.

 

물리량	값
온도 (T)	15℃ = 288.16K = 59℉ = 519°R
기압 (P)	760mmHg = 1013.25mbar = 14.7psi
밀도 (ρ)	1.225 kg/㎥ = 0.002378 slug/ft³
음속 (a)	약 340.43 m/s = 1,116 ft/sec
중력가속도 (g)	9.80665 ㎨
점성 계수 (μ)	1.783×10⁻⁵ kg/(m·s) = 3.72×10⁻⁵ slug/(ft·s)

 

또한 해면으로부터 고도에 따른 표준대기의 변화는 다음 표와 같다.

고도 (m)	온도 (℃)	온도비 (θ = T / T₀)	압력비 (δ = P / ​P₀​)	밀도비 (σ = ρ / ρ₀)	점성비 (μ = μ / μ₀)	음속 (a)
0	15.0	1	1	1	1	340
2,000	2.0	0.9549	0.7845	0.8215	0.9642	332
5,000	-17.5	0.8872	0.5329	0.6007	0.9091	320
10,000	-50.5	0.7743	0.2607	0.3367	0.8128	299
11,500	-56.5	0.7517	0.2062	0.2743	0.7928	295
15,000	〃	〃	0.1188	0.1580	〃	〃
20,000	〃	〃	0.0540	0.0664	〃	〃
25,000	〃	〃	0.0266	0.0353	〃	〃

 

국제표준대기(International Standard Atmosphere, ISA)

ISA는 다음 기관들에서 정의한 대기 모델을 기반으로 한다.

• 국제민간항공기구 (International Civil Aviation Organization, ICAO)
• 미국 항공우주국 (National Aeronautics and Space Administration, NASA)
• 미국 국립표준기술연구소 (National Institute of Standard and Technology, NIST)
• 미 공군 (United Stated Air Force, USAF)