1.5 Ilman tiheys
Ilman tiheydellä r on mitä suurin merkitys aerodynamiikassa. Tiheydellä ymmärretään massan m suhdetta sen tilavuuteen V. r = m/V
ICAO:n normaali-ilmakehän tiheys meren pinnalla on 1,225 kg/m 3 mikä merkitään " ro ". Tiheyden pieneneminen korkeuden kasvaessa suhteessa merenpinnalla vallitsevaan tiheyteen on esitetty seuraavassa kuvassa.
Ilman tiheys 6500 metrin korkeudessa on puolet merenpinnan tason tiheydestä. Tiheyssuhteella s ymmärretään tarkastelukorkeudella ja merenpinnan tasolla olevan standardi ilmakehän tiheyden välistä suhdetta. Yleinen kaasulaki määrittelee kaasun paineen, lämpötilan ja tiheyden välisen yhteyden, minkä avulla saadaan myös: Tiheyssuhde = Painesuhde / Lämpötilasuhde
Tällä riippuvuudella on paljon merkitystä aerodynamiikassa ja saavutusarvoissa ja sitä käytetään korjattaessa suoritusarvot vertailukelpoisiksi eri tilanteissa tehtyjen vertailujen välillä. Tämä tarkoittaa, että todellisessa tilanteessa suoritetut mittaustulokset muutetaan vastaamaan ICAO:n kansainvälisen ilmakehän olosuhteita. Lennon valmistelun yhteydessä pilotti joutuu tekemään tämän kääntäen eli tulkitsemalla koneen suoritusarvot vastaamaan todellisen lentosään tilannetta. Tästä on esimerkkinä kuva, jonka avulla voidaan muuntaa hetkellinen painekorkeus vastaamaan ISA:n tiheyskorkeutta.
Vakiopaineessa ilman kosteus laskee ilman tiheyttä, koska vesihöyryn molekyylipaino on pienempi kuin kuivan ilman. Vaikutus normaali ilmakehässä hyvin pieni.
Vakiopaineessa myös lämpötilan nousu laskee ilman tiheyttä. Nyrkkisääntönä voi sanoa, että 3ºC lämpötilan nousu laskee tiheyttä yhden prosentin.
Kaasujen tilan yhtälö
Paineen, tiheyden ja lämpötilan välillä on yhteys p = r R T, jossa R = 287 J/kg K
ja r = ilman tiheys kg/m3 sekä T = ilman lämpötila Kelvin-asteissa.
 |
|